Acero es el elemento esencial de la arquitectura y de la estética de un proyecto

Informe Nº 13 2013-II - UCV/FAI/EIC

De : Madhavi Nahamani Cruz Oiniano

Al : Ing. Roberto C. Salazar Alcalde

Asunto : “ acero ”

Fecha : Trujillo 18 de noviembre 2013.

Ingeniero Roberto Carlos Salazar Alcalde , ante todo le expresamos nuestro más cordial saludo, y de consiguiente le hacemos presente nuestro informe, que se realizó el día 16 de noviembre del presente año 2013, en el cual consiste en la investigación del tema “acero”.

En este trabajo presentaremos el desarrollo del informe que consiste en: Memoria, Justificación, Marco teórico, Resumen del mismo, Referencia bibliográficas y Anexos., que con una respectivo ordenamiento de ideas logramos obtener buenos resultados, a continuación le presentamos el material; esperando sea de su completo agrado ya que juntamos esfuerzos para cumplir con los requisitos predeterminados.

Atentamente

FIRMA

INTRODUCCION

En la construcción de puentes o de edificios el acero puede tener múltiples papeles sirve para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos.

Permite igualmente formar el armazón de edificios, sean éstos de oficinas, escuelas, fábricas, residenciales o polideportivos. Y también vestirlos (fachadas, tejados).

En una palabra, es el elemento esencial de la arquitectura y de la estética de un proyecto.

El acero para armar hormigón, como elemento fundamental en el comportamiento de las estructuras, es un material que afecta de forma directa y decisiva a la seguridad de personas y cosas. De ahí que tanto sus características como su garantía de calidad deban tenerse muy en cuenta tanto a la hora de calcular los proyectos como en el momento de su ejecución.

El mejor conocimiento del binomio hormigón-acero, el cambio introducido por la generalización de los métodos de cálculo numérico y la popularización de los ordenadores con capacidades hasta hace poco impensables, han hecho posible el disponer de sistemas que permiten ajustar, con mucha precisión, las secciones de acero precisas en cada zona de un elemento estructural. Si consideramos, además, ciertos conceptos que, sino nuevos, si se contemplan en los estudios más avanzados, tales como: "plastificación de secciones", "redistribución de esfuerzos", "seguridad real frente al colapso", etc. Podemos inducir la importancia que, desde todos los puntos de vista, debe tener el conocimiento de los materiales y, en el caso que nos ocupa, del acero para armar hormigón, de forma que se sigan cumpliendo las condiciones de adecuación del material al uso a que se destina y que su comportamiento sea el previsto en las hipótesis del cálculo.

No debemos olvidar, por su importancia, todo lo relacionado con el control de calidad del acero, sus condiciones de aceptación o rechazo y los requisitos que deberán cumplirse, de cara al usuario, para garantizar que las características del material son las esperadas. Cuanto más ajustemos los cálculos e introduzcamos nuevos requisitos, los materiales deben disponer de una garantía de calidad superior con la cual se asegure su adecuación a las exigencias requeridas.

En los apartados siguientes, se resumen los distintos aspectos enunciados, de forma que se pueda obtener una imagen global de la situación actual de este material.

A lo largo de los años, se han producido una serie de cambios en lo que a los aceros para hormigón se refiere, tanto en sus características básicas (tipos, resistencias, formas de suministro, etc.) como en los sistemas de aseguramiento de la calidad, que merecen ser contemplados para poder llegar, de una forma lógica, a la situación actual y poder extrapolar las perspectivas futuras.

Uno de los puntales básicos de este proceso, es sin duda, la Normalización. Sólo cuando existe una Norma del material en la que se indican cuales han de ser sus características, los tipos de ensayos a realizar para su comprobación, la forma de analizar dichos ensayos, etc. y dicha Norma está consensuada y admitida por los distintos sectores involucrados (Administración, usuarios, fabricantes, Asociaciones Profesionales, etc.) podemos decir que se ha iniciado el camino para poder continuar cualquier proceso sobre el tema. Si nos detenemos un momento y pensamos que ocurriría si cada sector de los involucrados manejase sus propias Normas - distintas - y exigiese unas características y condiciones diferentes, nos damos cuenta de lo imprescindible de tener esas Normas de uso generalizado que permiten a todos saber de qué hablamos en cada momento.

En la Comunidad Europea, ha contribuido a acentuar aún más si cabe, este asunto, al propiciarse la elaboración de Normas Europeas armonizadas que desarrollen las Directivas Comunitarias. No es fácil imaginar la existencia de una Europa Comunitaria cuando cada país maneja materiales para los mismos usos y, sin embargo, muy diferentes tanto en sus características básicas como en sus denominaciones, identificación, etc.

De una forma muy resumida, podemos decir que el desarrollo de los aceros para hormigón ha seguido un proceso paralelo al de los sectores relacionados, básicamente la Construcción.

En los años 50 y principio de los 60, se empleaban aceros fundamentalmente LISOS (redondo liso) obtenidos, en muchos casos, mediante relaminación de otros productos siderúrgicos (carriles, por ejemplo). La situación del sector siderúrgico era muy atomizada, pequeños fabricantes con instalaciones poco avanzadas y empleando las materias primas disponibles, muchas veces, no idóneo.

ACERO

1.1. Antecedentes.

En realidad conseguían una especie de acero: el hierro absorbía carbono de las brasas y se formaba una “piel” de acero en la superficie. “200 A.C.: los indios, fabricantes de acero”. Hacia el 200 A.C., los artesanos de la India dominaban ya un método mejor para producir acero. Colocaban trozos de hierro carbonado o con “piel” de acero en un recipiente de arcilla cerrado, o crisol, y lo calentaban intensamente en un horno. El carbono se distribuía gradualmente a través del hierro y producía una forma de acero mucho más uniforme. “1740: redescubrimiento del acero al crisol”. En 1740, el inglés Benjamin Huntsman redescubrió el procedimiento indio por casualidad, al calentar una mezcla de hierro y una cantidad cuidadosamente medida de carbón vegetal en un crisol. Pese a la invención de otros procedimientos, siguió prefiriéndose el método del crisol para obtener acero de alta calidad, hasta que en 1902 se inventó el horno eléctrico. “1856: convertidor Bessemer”. En 1856, el inventor inglés Henry Bessemer patentó un método más barato para fabricar acero en gran escala. Un chorro de aire atravesaba el hierro fundido y quemaba todo el carbono necesario para obtener el acero. Bessemer construyó un recipiente cónico de acero forrado de ladrillos refractarios que se llamó convertidor y que se podía inclinar para vaciarlo. El hierro fundido se vertía en el convertidor situado en posición vertical, y se hacía pasar aire a través de orificios abiertos en la base. El “soplado”, que duraba unos veinte minutos, resultaba espectacular. El primer acero fabricado por este método era quebradizo por culpa del oxígeno absorbido. “1864: horno de solera abierta”. El mismo año en que Bessemer presentó su procedimiento, los hermanos de origen alemán William y Friedrich Siemens estaban desarrollando un método para precalentar el aire inyectado a los hornos. A cada extremo del horno colocaron cámaras de ladrillos entrecruzados que se calentaban con los gases de la combustión y caldeaban después el aire que se inyectaba en el horno.

Dos años más tarde, los hermanos Siemens patentaron un horno de solera para acero que incorporaba sus precalentadores o “regeneradores”. Pero no tuvo éxito hasta que lo mejoraron dos hermanos franceses, Pierre y Emile Martín, en 1864. “1902: acero por arco eléctrico”. William Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero. Pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult (coinventor del método moderno para fundir aluminio) quien inició en 1902 la producción comercial del acero en horno eléctrico. Se introduce en el horno chatarra de acero de composición conocida y se hace saltar un arco eléctrico entre la chatarra y grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno. El calor desarrollado por el arco funde la chatarra y produce un acero más puro que el que ha estado en contacto con los gases de combustión. Se puede añadir mineral de acero para alterar la composición del acero, y cal o espato flúor para absorber cualquier impureza. “1948: proceso del oxígeno básico”. Tras la segunda guerra mundial se iniciaron experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero. El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz y de Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D. “1950: fundición continua”. En el método tradicional de moldeo, el acero fundido del horno se vierte en moldes o lingotes y se deja enfriar. Luego se vuelven al calentar los lingotes hasta que se ablandan y pasan a trenes de laminado, donde se reducen a planchas de menor tamaño para tratamientos

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