El acero

definicion de acero

1. EL ACERO
DEFINICIÓN:
El acero es un metal que se deriva de la aleación entre el hierro y el carbono. Se caracteriza por su
resistencia y porque puede ser trabajado en caliente, es decir solamente en estado líquido. Una vez
que se endurece, su manejo es casi imposible. Los dos elementos que componen el acero (hierro y
carbono) se encuentran en la naturaleza.
El acero se puede reciclar indefinidamente sin perder sus atributos, lo que favorece su producción
a gran escala. Esta variedad y disponibilidad lo hace apto para numerosos usos como la construcción
de maquinaria, herramientas, edificios y obras públicas, aeronáutica, industria automotriz,
instrumental médico, etc… contribuyendo al desarrollo tecnológico de las sociedades
industrializadas, pues ningún material logra igualarlo cuando se trata de resistencia al impacto o la
fatiga.
COMPOSICIÓN:
El término acero sirve comúnmente para denominar, a una mezcla de hierro con una
cantidad de carbono variable entre el 0,008 % y el 2,11 % en masa de su composición,
dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor del 1,8
%, se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es
posible forjarlas, sino que tienen que ser moldeadas.
El acero, también se encuentra compuesto por otros elementos como el aluminio, boro,
cobalto, el cromo, molibdeno, nitrógeno, níquel, plomo, titanio, silicio, tungsteno, vanadio,
niobio, entre otros. Gracias a sus propiedades, el acero es empleado por el hombre en la
industria automotriz, en la edificación de viviendas y en muchas otras
Las clasificaciones normalizadas de aceros como la AISI, ASTM y UNS, establecen valores
mínimos o máximos para cada tipo de elemento. Estos elementos se agregan para obtener
unas características determinadas como templabilidad, resistencia mecánica, dureza,
tenacidad, resistencia al desgaste, soldabilidad o maquinabilidad.
CLASES DE ACERO:
 Según el modo de fabricación
 Acero eléctrico.
 Acero fundido.
 Acero calmado.
 Acero efervescente.
 Acero fritado.
 Acero estirado

 Según el modo de trabajarlo
 Acero moldeado.
 Acero forjado.
 Acero laminado.

 Según la composición y la estructura
 Aceros ordinarios.

2.  Aceros aleados o especiales.
Los aceros aleados o especiales contienen otros elementos, además de carbono, que modifican sus
propiedades. Estos se clasifican según su influencia:
 Elementos que aumentan la dureza: fósforo, níquel, cobre, aluminio. En especial
aquellos que conservan la dureza a elevadas temperaturas: titanio, vanadio,
molibdeno, wolframio, cromo, manganeso y cobalto.
 Elementos que limitan el crecimiento del tamaño de grano: aluminio, titanio y vanadio.
 Elementos que determinan en la templabilidad: aumentan la templabilidad:
manganeso, molibdeno, cromo, níquel y silicio. Disminuye la templabilidad: el cobalto.
 Elementos que modifican la resistencia a la corrosión u oxidación: aumentan la
resistencia a la oxidación: molibdeno y wolframio. Favorece la resistencia a la
corrosión: el cromo.
 Elementos que modifican las temperaturas críticas de transformación: Suben los
puntos críticos: molibdeno, aluminio, silicio, vanadio, wolframio. Disminuyen las
temperaturas críticas: cobre, níquel y manganeso. En el caso particular del cromo, se
elevan los puntos críticos cuando el acero es de alto porcentaje de carbono pero los
disminuye cuando el acero es de bajo contenido de carbono.
 Según los usos
 Acero para imanes o magnético.
 Acero autotemplado.
 Acero de construcción.
 Acero de corte rápido.
 Acero de decoletado.
 Acero de corte.
 Acero indeformable.
 Acero inoxidable.
 Acero de herramientas.
 Acero para muelles.
 Acero refractario.
 Acero de rodamientos.
TIPOS DE ACERO:
Acero Corten
El Acero Corten es un Acero común al que no le afecta la corrosión.
Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de
humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia
rojizo-púrpura.

El Acero Corten es un tipo de acero realizado con una composición química que hace que
su oxidación tenga unas características particulares que protegen la pieza realizada con este
material frente a la corrosión atmosférica sin perder prácticamente sus características
mecánicas.
Acero Galvanizado
La galvanización es un procedimiento para recubrir piezas terminadas de hierro/acero
mediante su inmersión en un crisol de zinc fundido a 450 °C. Tiene como principal objetivo
evitar la oxidación y corrosión que la humedad y la contaminación ambiental pueden
ocasionar sobre el hierro.

3. Acero Inoxidable
Se denomina Acero Inoxidable a cualquier tipo de Acero aleado cuyo peso contenga como
mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento
de aleación o sin él.
El Acero Inoxidable contiene cromo, níquel y otros elementos de aleación, que lo mantienen
brillantes y resistente a la corrosión a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases.
Algunos Aceros Inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa
resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas.
Debido a su superficie brillante, en arquitectura se emplea muchas veces con fines
decorativos. En cocinas y zonas de preparación de alimentos el revestimiento es a menudo
Acero Corrugado o Laminado
El acero corrugado, varilla corrugada o tetracero es una clase de acero laminado diseñado
especialmente para construir elementos estructurales de concreto armado. Se trata de
barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el
concreto, y poseen una gran ductilidad, la cual permite que las barras se puedan cortar y
doblar con mayor facilidad.
Veamos una barra de acero sometida a tracción, con los esfuerzos se deforma aumentando
su longitud. Si se quita la tensión, la barra de acero recupera su posición inicial y su longitud
primera, sin sufrir deformaciones remanentes.
Todo esto dentro de ciertos márgenes, es decir dentro de cierto límite al que denominamos
Límite Elástico.
Acero al Carbono
Constituido por un mínimo no especificado de elementos de aleación; el aumento de la
proporción de carbono reduce su ductilidad y soldabilidad, aunque aumenta su resistencia.
Acero de Aleación
Acero que en su constitución posee el agregado de varios elementos que sirven para
mejorar sus propiedades físicas, mecánicas o químicas especiales.
Los elementos que se pueden agregar son: carbono, cromo, molibdeno, o níquel (en
cantidades que exceden el mínimo establecido).
Se lo llama también Acero Aleado.
Acero Dulce
Tipo de acero cuyos niveles de carbono se sitúan entre el 0,15% y el 0,25%; es casi hierro
puro, de gran ductilidad y resistencia a la corrosión.
También se lo denomina Acero Suave
Acero Efervescente
El acero en estado liquido absorbe gases del aire cuando es transportado en cuchara y
también durante la colada. El carbono, el nitrógeno, y el hidrógeno se disuelven en el acero
líquido atómicamente. Ese caldo se encuentra en equilibrio químico.
Durante el período de solidificación, disminuye la capacidad de disolución del material
colado. Entonces se produce el desprendimiento de gases, y al reaccionar el óxido de hierro
con el carbono, se liberan grandes cantidades de gas.
El acero efervescente se emplea para grandes requisitos superficiales; suele usarse en
perfiles, chapas finas y alambres.
Acero Estirado en Frío

4. Acero sometido a un tratamiento especial mediante el cual se ha mejorado su límite
elástico.
Acero Estructural
El acero estructural se fabrica a través de un proceso de laminado en caliente, se emplea
en todo tipo de estructuras y posee un límite de fluencia de 250 Mega Pascales.
Las propiedades de este tipo de acero son:
Alta resistencia
Homogeneidad en la calidad y fiabilidad del acero
Permite ser soldado
Posee alta ductilidad
Incombustible
Resistente a la corrosión en condiciones normales
El principal inconveniente de este material es que a altas temperaturas todas sus
propiedades mecánicas se ven gravemente deterioradas.
Este acero es relativamente elástico para ser metal, desde el punto de vista teórico
responde igual a la compresión y a la tensión, sin embargo, al ser sometido a grandes
esfuerzos, puede comenzar presentar un comportamiento propio de materiales plásticos.
Según la forma es posible distinguir los siguientes tipos de aceros estructurales:
Perfiles estructurales: pueden ser en forma de I, H, T, en canal o en ángulo.
Barras: pueden ser de sección circular, hexagonal, o cuadrada.
Planchas: suelen ser chapas de acero cuadradas de 2 metros de longitud y espesor en torno
a los 5 milímetros.
USOS DEL ACERO:
 Uso doméstico
El acero se usa en restaurantes, cocinas industriales, hospitales, laboratorios y en todos los
hogares.
Es maleable y resistente, lo que lo hace apto para los más diversos usos y los más variados
utensilios. Resiste altas y bajas temperaturas, evita que se acumule suciedad en su
superficie, es durable y de bajo costo de mantención.
El acero es parte de los electrodomésticos que hacen la vida hogareña más fácil. Desde el
acero inoxidable que recubre el refrigerador al motor silencioso y eficiente de la lavadora.
> Los electrodomésticos se fabrican usando acero reciclado.
> Los motores de los electrodomésticos están hechos de acero.
> Aproximadamente 75% del peso de un electrodoméstico es acero.
> Usar aceros pre-pintados reduce el costo de los electrodomésticos y mejora su aspecto y
diseño.
> Los nuevos aceros llamados AgION reducen las bacterias y hongos que crecen, ayudando
a que las casas estén limpias y sanas con menos mantenimiento.
 Uso en construcción civil
El acero se usa ampliamente en la construcción civil como parte principal o complementaria
de las obras.

5. Los sistemas constructivos en acero otorgan gran libertad a los proyectos arquitectónicos:
mayores áreas útiles, compatibilidad con otros materiales, menores plazos de ejecución,
racionalización de los materiales y la mano de obra, calidad, precisión.
Acero: Material ideal para construir sustentablemente
Mucho del interés creciente por materiales reciclables en construcción derivan de las
exigencias por erigir edificios que satisfagan el sistema LEED (Leadership in Energy and
Environmental Design).
El acero como material constructivo es muy adecuado a la hora de satisfacer las demandas
“verdes” de arquitectos, constructores e ingenieros. Los beneficios sustentables del acero
incluyen su durabilidad y su reciclabilidad.
 Uso en infraestructura
Sólo contando con una infraestructura sólida y moderna, los países pueden avanzar en su
desarrollo y sustentabilidad. Una mayor inversión social y la formación de una
infraestructura acorde a los tiempos actuales es una de las deudas de América Latina.
El acero, por ser un material esencial en la construcción púbica, se convierte en uno de los
elementos clave para asegurar el desarrollo que la región necesita. Simplemente basta
considerar todos los elementos que no serían posibles sin acero:
> Puentes
> Carreteras
> Losas, pisos y muros en altura
> Pavimentos
> Canales
> Túneles
> Edificios públicos
> Escuelas e instituciones educativas
> Áreas deportivas
> Mobiliario urbano
> Delimitación de terrenos
Además de todos los beneficios que el uso de este material aporta a los grandes proyectos:
> Menores costos directos
> Incremento de velocidad de obra
> Ahorro en mano de obra y supervisión
> Ahorro en desperdicios hasta un 100%
> Mayor productividad y control de materiales
> Menor impacto ambiental

6.  Uso en transporte
El acero está presente en los automóviles, camiones, autobuses, vagones, barcos, bicicletas
o motos. Transporta gente y mercancías, conecta ciudades y conduce cargas, distribuyendo
riqueza y difundiendo el progreso.
Acero y automóviles
A medida que los requerimientos medioambientales y de seguridad se vuelven más estrictos
para los automóviles, la industria del acero acompaña los desafíos con productos
innovadores y nueva tecnología.
Los nuevos aceros de alta resistencia (AHSS) poseen propiedades únicas que permiten a la
industria automotriz alcanzar requerimientos exigentes a costos competitivos.
El uso de estos aceros se está difundiendo más rápidamente, transformándose en el
material preferido por los fabricantes de automotores frente a otros materiales.
Cada año, en todo el mundo, nuevos modelos de autos llegan al mercado usando estos
aceros más livianos y más resistentes en varios de sus componentes.
WorldAutoSteel -una iniciativa de worldsteel association- ha realizado estudios que
comprueban que estos aceros AHSS, en combinación con métodos innovadores de diseño y
proceso, permiten reducir hasta un 39% la masa en varias aplicaciones, a costos mucho más
bajos que otros materiales.
 Uso en energía
El acero juega un rol fundamental en la producción y distribución de energía. Es uno de los
materiales presentes en centrales hidroeléctricas, termoeléctricas y nucleares, en torres de
transmisión, transformadores, cables eléctricos, plataformas, en equipos de exploración y
extracción de petróleo, así como en taladros, transporte y cubetas de minería.
El acero nos permite explotar y disfrutar tanto de las energías tradicionales como de las
nuevas energías renovables.
En el caso de la distribución, por ejemplo, los aceros eléctricos de alta calidad están
presentes en los transformadores contribuyen a que éstos alcancen grados de eficiencia de
más del 99%.
Los combustibles fósiles, tanto sea en el caso del petróleo y el gas así como sus derivados,
se transportan en tuberías de acero. Algunas requieren aceros de altísima calidad para
soportar la corrosión del sulfuro de hidrógeno contenido en los combustibles. Gracias a sus
propiedades especiales, estos aceros permiten explotar reservas que de otra manera no
podrían utilizarse.
Aceros especiales también se utilizan en los barcos que transportan gas licuado a
temperaturas inferiores a 160 grados centígrados.
El acero en las energías del futuro
El acero facilita el uso y acceso a las energías renovables.
Las turbinas eólicas, por ejemplo, no podrían funcionar sin acero. No podrían sostenerse si
no fuera por sus torres de acero. En cada molino hay cientos de toneladas de acero: en el

7. generador, en los rodamientos de giro, en los extensores de la cuchilla, en la caja de
cambios.
Los paneles solares formados por acero laminado con células solares a base de siliconas son
ya una realidad en el mercado, y la industria del acero está ya trabajando en innovaciones
con material orgánico.
La intención es imprimir células de este material sobre planchas de acero en un proceso
continuo en forma similar a cómo hoy se producen los aceros planos recubiertos. De esta
forma, el acero utilizado para recubrir los edificios, se podría también convertir en su fuente
de energía.
Proyectos similares se están desarrollando para integrar calentadores solares en paneles de
acero tipo “sándwich”. Los recolectores tendrían sistemas de tuberías que llevarían el agua
a través de paneles que se calentarían con energía solar, proveyendo de agua caliente al
edificio, una solución más económica que los actuales sistemas que hoy existen en base a
vidrio.
Además de sus beneficios en seguridad y costos, la reducción de masa a través del uso de
aceros AHSS ayuda a reducir el efecto invernadero a través de todo el ciclo de vida del
producto, desde la manufactura al reciclado del automóvil y sus componentes.

HISTORIA DEL ACERO ESTRUCTURAL:
Al primer proceso para producir acero en grandes cantidades se le dio el nombre de Sir Henry
Bassemer de Inglaterra. Antes de que fuese desarrollado el proceso Bassemer, el acero era una
aleación costosa usada principalmente para fabricar cuchillos, tenedores, cucharas y ciertos tipos
de herramientas cortadores. El proceso Bassemer redujo los costos de producción por lo menos un
80% y permitió por primera vez la producción de grandes cantidades de acero.
Gracias al proceso Bassemer, en 1870 ya se podía producir en grandes cantidades acero estructural
al carbono y por 1890 el acero era el principal metal estructural usado en Estados Unidos.
El primer uso del metal para una estructura tuvo considerable lugar en Shropshire, Inglaterra (225
km al noroeste de Londres) en 1779, ahí fue construido con hierro fundido el puente Coalbrookkdale
en forma de arco de 100 pie de claro sobre el río Severn. Se dice que este puente (aún en pie) fue
un punto crítico en la historia de la ingeniería porque cambió el curso de la Revolución Industrial al
introducir al hierro como material estructural.
Muchos otros puentes de hierro fundido se construyeron en las décadas siguientes, pero después
de 1840 el hierro dulce más maleable empezó a reemplazar al hierro fundido. El desarrollo del
proceso Bessemer y avances subsecuentes, como el proceso de corazón abierto, permitió la
fabricación de acero a precios competitivos, lo que estimuló el casi increíble desarrollo del acero
estructural que ha tenido lugar en los últimos 100 años.
PERFILES DE ACERO
Los primeros perfiles estructurales hechos en Estados Unidos, en 1819, fueron ángulos de hierro
laminados. Las vigas I de acero se laminaron por primera vez en ese país en 1884 y la primera
estructura reticular (el edificio de la Home Insurance Company de Chicago) fue montada ese mismo
año. Hasta ese momento los edificios altos en Estados Unidos se construían con muros de carga de
ladrillos de varios pies de espesor.

8. El primer edificio totalmente de acero fue el segundo edificio de la Rand-McNally terminado en 1890
en Chicago. Durante esos primeros años, diversas laminadoras fabricaron sus propios perfiles y
publicaron catálogos con las dimensiones, pesos y otras propiedades de esas secciones.
En 1896, la Association of American Steel Manufacturers (Asociación Americana de Fabricantes de
Acero; actualmente llamada Instituto Americano del Hierro y el Acero, AISI) hizo los primeros
esfuerzos para estandarizar los perfiles. En la actualidad casi todos los perfiles estructurales se
encuentran estandarizados, aunque sus dimensiones exactas pueden variar un poco de laminadora
a laminadora.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:
VENTAJAS:
Alta resistencia
La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras,
esto es de gran importancia en para el diseño de vigas de grandes claros.
Uniformidad
Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las
estructuras de concreto reforzado.
Durabilidad
Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente.
Ductilidad
La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar
bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite
fluir localmente, evitando así fallas prematuras.
Tenacidad
Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un
material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.
Otras ventajas importantes del acero estructural son:
Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como
son la soldadura, los tornillos y los remaches.
Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
Rapidez de montaje.
Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.
Resistencia a la fatiga que el concreto.
Posible reutilización después de desmontar una estructura.
DESVENTAJAS
Corrosión:
El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes
alquidálicos (primarios anticorrosivos) exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable.
Calor, fuego:

9. En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su
resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo
protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto,
asbesto, etc.
Pandeo elástico:
Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace
susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero.
Fatiga:
La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a
un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión
(cargas pulsantes y alternativas).
COMPORTAMIENTO ESFUERZO VS DEFORMACION DEL ACERO