¿Qué es el acero estructural?
19 de enero de 2022
El acero está presente en todos los sectores de la construcción, desde las vigas que sostienen los tejados hasta las esqueletos de edificios enteros, pasando por las herramientas que usted utiliza. Pero el acero no es sólo una cosa: hay muchos tipos y formas de acero diferentes, cada uno con su propia finalidad y uso. Más información sobre los distintos tipos de acero estructural y su uso en la construcción.
¿Qué es el acero estructural?
El acero estructural es un metal utilizado en materiales de construcción. Fundamentalmente, se define como el acero optimizado para su uso en la construcción de edificios, a diferencia del acero que se utiliza para fabricar herramientas o del acero inoxidable que se emplea en superficies de cocina y electrodomésticos.
El acero estructural suele ser un acero al carbono, lo que significa que su composición química contiene hierro y carbono. El acero estructural es cualquier categoría de acero con un contenido de carbono de hasta el 2,1% de su peso total. Cuanto mayor es el contenido de carbono, mayor es el límite elástico del acero, lo que significa que es menos dúctil o menos propenso a doblarse o alabearse cuando se le aplica presión.
¿Cómo afecta el contenido de carbono al acero?
Se podría pensar que el acero utilizado en la construcción debería tener un contenido de carbono relativamente alto porque es menos probable que se doble bajo presión. Sin embargo, el acero con bajo contenido en carbono, también conocido como "acero dulce", es en realidad el tipo de acero más utilizado en los materiales de construcción. Suele contener entre un 0,04% y un 0,3% de carbono, lo que le confiere resistencia y ductilidad. Los edificios de acero, especialmente los altos, deben ser fuertes, pero también algo flexibles. Los edificios excesivamente rígidos no pueden adaptarse a los movimientos naturales de la tierra, provocados por construcciones vecinas o incluso terremotos, ni pueden doblarse con vientos fuertes. Por esta razón, los aceros con un contenido de carbono entre medio y alto, que oscila entre el 0,31 y el 1,5%, aunque técnicamente se consideran aceros estructurales, suelen reservarse para la ingeniería mecánica y la fabricación de herramientas.
Otras calidades de acero estructural pueden contener otros elementos de aleación, como wolframio, circonio, cobalto o níquel.
¿Cuáles son las distintas calidades de acero?
A continuación se indican las calidades de acero más utilizadas en la industria de la construcción:
- Aceros al carbono. El acero estructural se denomina acero al carbono cuando no se añade ningún otro elemento de aleación, el contenido de cobre no supera el 0,4 al 0,6%, el de manganeso no supera el 1,6% y el de silicona no supera el 0,6%. Se suele utilizar en tuberías estructurales.
- Aceros de alta resistencia y baja aleación. Este tipo de acero está diseñado para optimizar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión. Contienen niveles de manganeso de hasta el 2%. Pueden utilizarse trazas de cromo, níquel, molibdeno, nitrógeno, vanadio, niobio y titanio para alterar las propiedades. Se utilizan principalmente en perfiles estructurales y chapas de acero.
- Aceros forjados. La forja es el proceso de dar forma al metal cuando aún se encuentra en estado sólido. Para ello se aplica fuerza o calor a lingotes o tochos de acero. El proceso produce una estructura de grano uniforme en el acero, lo que mejora la integridad al eliminar los huecos y las burbujas de gas, y aumenta la resistencia general.
- Aceros aleados templados y revenidos. El templado y revenido son procesos que refuerzan el acero estructural calentándolo y enfriándolo simultáneamente en agua, aceite, aire forzado o nitrógeno. Se crea un acero estructural más duro, menos quebradizo y de mayor resistencia.
¿Cuáles son las diferentes formas del acero estructural?
A continuación se indican los tipos de perfiles de acero estructural utilizados habitualmente en la industria de la construcción:
El acero está presente en todos los sectores de la construcción, desde las vigas que sostienen los tejados hasta las esqueletos de edificios enteros, pasando por las herramientas que usted utiliza. Pero el acero no es sólo una cosa: hay muchos tipos y formas de acero diferentes, cada uno con su propia finalidad y uso. Más información sobre los distintos tipos de acero estructural y su uso en la construcción.
¿Qué es el acero estructural?
El acero estructural es un metal utilizado en materiales de construcción. Fundamentalmente, se define como el acero optimizado para su uso en la construcción de edificios, a diferencia del acero que se utiliza para fabricar herramientas o del acero inoxidable que se emplea en superficies de cocina y electrodomésticos.
El acero estructural suele ser un acero al carbono, lo que significa que su composición química contiene hierro y carbono. El acero estructural es cualquier categoría de acero con un contenido de carbono de hasta el 2,1% de su peso total. Cuanto mayor es el contenido de carbono, mayor es el límite elástico del acero, lo que significa que es menos dúctil o menos propenso a doblarse o alabearse cuando se le aplica presión.
¿Cómo afecta el contenido de carbono al acero?
Se podría pensar que el acero utilizado en la construcción debería tener un contenido de carbono relativamente alto porque es menos probable que se doble bajo presión. Sin embargo, el acero con bajo contenido en carbono, también conocido como "acero dulce", es en realidad el tipo de acero más utilizado en los materiales de construcción. Suele contener entre un 0,04% y un 0,3% de carbono, lo que le confiere resistencia y ductilidad. Los edificios de acero, especialmente los altos, deben ser fuertes, pero también algo flexibles. Los edificios excesivamente rígidos no pueden adaptarse a los movimientos naturales de la tierra, provocados por construcciones vecinas o incluso terremotos, ni pueden doblarse con vientos fuertes. Por esta razón, los aceros con un contenido de carbono entre medio y alto, que oscila entre el 0,31 y el 1,5%, aunque técnicamente se consideran aceros estructurales, suelen reservarse para la ingeniería mecánica y la fabricación de herramientas.
Otras calidades de acero estructural pueden contener otros elementos de aleación, como wolframio, circonio, cobalto o níquel.
¿Cuáles son las distintas calidades de acero?
A continuación se indican las calidades de acero más utilizadas en la industria de la construcción:
- Aceros al carbono. El acero estructural se denomina acero al carbono cuando no se añade ningún otro elemento de aleación, el contenido de cobre no supera el 0,4 al 0,6%, el de manganeso no supera el 1,6% y el de silicona no supera el 0,6%. Se suele utilizar en tuberías estructurales.
- Aceros de alta resistencia y baja aleación. Este tipo de acero está diseñado para optimizar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión. Contienen niveles de manganeso de hasta el 2%. Pueden utilizarse trazas de cromo, níquel, molibdeno, nitrógeno, vanadio, niobio y titanio para alterar las propiedades. Se utilizan principalmente en perfiles estructurales y chapas de acero.
- Aceros forjados. La forja es el proceso de dar forma al metal cuando aún se encuentra en estado sólido. Para ello se aplica fuerza o calor a lingotes o tochos de acero. El proceso produce una estructura de grano uniforme en el acero, lo que mejora la integridad al eliminar los huecos y las burbujas de gas, y aumenta la resistencia general.
- Aceros aleados templados y revenidos. El templado y revenido son procesos que refuerzan el acero estructural calentándolo y enfriándolo simultáneamente en agua, aceite, aire forzado o nitrógeno. Se crea un acero estructural más duro, menos quebradizo y de mayor resistencia.
¿Cuáles son las diferentes formas del acero estructural?
A continuación se indican los tipos de perfiles de acero estructural utilizados habitualmente en la industria de la construcción:
- Perfiles en ángulo. Perfiles de acero en ángulo recto, en forma de L, con longitudes iguales o desiguales. Suelen utilizarse para soportar cualquier tipo de estructura de acero, desde la unión de barras de acero hasta el soporte de un somier de acero.
- Perfiles tubulares huecos. Perfiles circulares de acero en forma de tubo con gran resistencia a la torsión, lo que significa que es menos probable que se retuerzan bajo el peso y, por tanto, son ideales para soportar cargas.
- Secciones planas. También conocidas como "placas", las secciones planas pueden unirse a otras secciones para reforzar la resistencia.
- Canales de alas paralelas. Los canales de alas paralelas son perfiles de acero en forma de U con esquinas en ángulo recto; estos perfiles de acero tienen una elevada relación resistencia-peso, lo que significa que suelen ser relativamente ligeros en comparación con las cargas que pueden soportar.
- Perfiles huecos rectangulares. Los perfiles huecos rectangulares son similares a los perfiles huecos tubulares, con la diferencia de que tienen forma rectangular. Tienen una gran resistencia a la torsión.
- Perfiles huecos cuadrados. Los perfiles huecos cuadrados se utilizan menos que los tubulares o los rectangulares, ya que su forma no es compatible para la fusión con muchas otras formas de acero estructural. Sin embargo, suelen utilizarse en los pilares o postes de una estructura.
- Vigas de ala cónica. También conocidas como vigas en I, que se asemejan a la letra "I" en sus extremos, las vigas de ala cónica se suelen utilizar como secciones transversales para vigas. Tienen una relación de resistencia global elevada, pero a diferencia de los perfiles huecos de diversas formas, no tienen una gran resistencia a la torsión.
- Vigas universales. Las vigas universales, conocidas como vigas H por su parecido con la letra mayúscula, o vigas de ala ancha, son similares en forma y función a las vigas de ala cónica.
- Pilares universales. Los pilares universales se parecen a las vigas universales, pero se utilizan principalmente para pilares verticales de edificios debido a su mayor capacidad de carga.
Ventajas e inconvenientes de construir con acero
La construcción en acero estructural tiene muchas ventajas.
- Barato y duradero. El acero es rentable, con una longevidad significativa en comparación con otros materiales, y fácil de producir en cantidades significativas.
- Resistente. El acero también presenta una elevada relación resistencia-peso, lo que significa que es ligero en comparación con la cantidad de peso que puede soportar. Un soporte de acero estructural de 40 x 40 centímetros cuadrados puede hacer el mismo trabajo que un soporte de hormigón armado de 100 x 100 centímetros cuadrados.
- Dúctil. El acero estructural es muy dúctil. Tiene una naturaleza elástica que le permite doblarse y ceder ligeramente, lo que hace menos probable un fallo repentino. Su tenacidad, o capacidad de absorber energía, significa que el acero estructural puede soportar golpes y cargas más pesadas sin hundirse.
- Versátil. Por último, pero no por ello menos importante, el acero estructural es versátil; puede modificarse, conformarse y moldearse con relativa facilidad.
Pero construir con acero estructural también tiene algunas desventajas. Es susceptible a la corrosión, y hacerlo resistente a esos procesos puede ser costoso. También es susceptible a la fatiga y al pandeo, y su resistencia disminuye considerablemente a altas temperaturas.
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