Acero

TUBOS Y PERFILES

Normalmente los perfiles de acero se pueden clasificar según el tipo de proceso de producción que le da origen, según se detalla a continuación:

a) Perfiles Laminados:

Los perfiles laminados se producen a partir de la laminación en caliente de palanquillas o tochos hasta darle la conformación deseada. Entre sus características destaca su uniformidad estructural pues no presentan soldaduras o costuras y tienen un bajo nivel de acumulación de tensiones residuales localizadas. Se distinguen, básicamente en dos grandes familias:

a.1. Perfiles de alas paralelas:
Los perfiles de ala paralela se producen en secciones tipo “I” y “H”, también denominadas doble T y los perfiles H de al. Se caracterizan por tener alas perpendiculares al alma, de caras paralelas, rectilíneas y de espesor constante que dejan ángulos redondeados en los encuentros interiores entre el ala y el alma.

Son muy utilizados en la fabricación de estructuras, ya que su geometría paralela y rectilínea facilita las uniones, conexiones y encajes.

a.2. Perfiles de alas inclinadas o Normales americanos
Los perfiles normales americanos o de alas inclinadas se producen básicamente en secciones tipo “I”, “U” y “L” y se caracterizan por tener los exteriores de las alas perpendiculares al alma, mientras las caras interiores de las alas presentan una inclinación de hasta un 14% respecto de la cara exterior, por lo que los espesores de las alas son decrecientes. Las uniones entre las caras exteriores e interiores de las alas, así como las uniones entre las alas y el alma, son redondeadas.

b) Perfiles conformados en frío:

Los perfiles conformados en frío o doblados se obtienen por la conformación de planchas planas en forma de chapas o flejes sin cambiar su temperatura. El proceso se puede hacer mediante plegado, en cuyo caso su longitud está limitada por el largo de la plegadora, (usualmente de entre 3.000 y 6.000mm) y los espesores mayores se sitúan alrededor de los 12mm, también dependiendo de la potencia de la plegadora. Se pueden hacer mediante proceso continuo en una línea perfiladora o “roll former”, en cuyo caso, el largo de fabricación es continuo y la longitud es teóricamente indefinida, aunque limitada normalmente a medidas comerciales o a limitaciones del transporte. Los espesores máximos en las líneas perfiladoras, difícilmente superan los 6mm. Su característica geométrica principal es que los cantos y vértices que presentan son redondeados. Se producen usualmente en secciones tipo “U”, “C” (o canal atiesado), “L” y algunas variantes según cada productor (Omega, Sigma, etc.). A diferencia de los tubos, esta familia de perfiles conformados suele denominarse también como perfiles abiertos.

c) Perfiles soldados:

Una alternativa frecuentemente utilizada para enfrentar las limitaciones de disponibilidad de perfiles laminados y responder a exigencias de diseño específicas es la producción de perfiles soldados, fabricados a partir de planchas planas de acero que son sometidas a corte, armado y soldadura. Esta estrategia permite obtener una casi ilimitada variedad de formas, geometrías y espesores de perfiles a partir de las secciones o flejes que son empalmados mediante soldadura, normalmente de arco sumergido. Una de las características de los perfiles soldados es que permiten la producción de perfiles de sección variable.

El proceso de producción permite desarrollar esta actividad desde instalaciones semi-artesanales a complejas instalaciones industriales. La soldadura produce deformaciones térmicas en las alas, que deben ser compensadas previamente o corregidas luego de su producción.

d) Perfiles electrosoldados

La producción de perfiles soldados mediante electrosoldadura por resistencia eléctrica (o electrofusión) permite altas productividades de perfiles en secciones que varían entre 100 y 500mm y espesores entre 3 y 12mm.

e) Perfiles tubulares con costura

La fabricación de perfiles tubulares de sección redonda, cuadrada o rectangular, tanto para transporte de fluidos, gases o para efectos estructurales se realiza a partir de procesos continuos o de cilindrado de planchas, según los requerimientos de dimensión y espesor del producto esperado. Estos perfiles, cuando tienen cierto tamaño y resistencia (espesores superiores a 3mm) se denominan secciones huecas estructurales, siendo su denominación en inglés: HSS.

e.1. De producción continua con soldadura por resistencia eléctrica
El acero plano en bobinas es previamente seccionado en flejes de acuerdo al desarrollo del perfil tubular a producir, siendo cargado en una línea de conformado en frío que, en sus etapas previas a la conformación, tiene una etapa de preparación de los bordes para luego ser conformado hasta la formación del tubo. En el extremo final se sitúa la estación de soldadura en la que mediante una corriente eléctrica de alta frecuencia se produce la fusión de los cantos en contacto. Los excedentes de la soldadura son eliminados por raspadores antes de que se enfríen. La producción de secciones cuadradas o rectangulares se logra posteriormente por deformación por presión lateral del tubo circular.

e.2. Producción continua con soldadura helicoidal por arco sumergido
Otra forma de producir tubos soldados en forma continua es mediante soldadura helicoidal por arco sumergido, que permite la construcción de tubos de mayores diámetros (entre 406 y 2540mm) y mayores espesores (entre 4,4mm y 12,6mm) en largos de entre 6 y 12m.

e.3. Cilindrados de grandes dimensiones y espesores
La producción de tubos es posible a partir del cilindrado de chapas en cilindradoras que varían en sus características, existiendo las que actúan tanto manualmente como en forma mecánica, neumática o hidráulica. La deformación de la plancha o chapa se produce en un equipo de tres o cuatro cilindros que ejercen presión entre sí  conformando un aro llamado virola. Este proceso, que permite la obtención de variados espesores y diámetros, está limitado en la longitud de los cilindros deformadores de la cilindradora, por lo que se deben empalmar longitudinalmente los tramos de plancha cilindrada o virola. El diámetro mínimo de cilindrado depende del espesor de la plancha y del material. Hay procesos hidráulicos que permiten cilindrar hasta planchas de 50mm de espesor y diámetros internos de hasta 840mm, mientras cilindradoras pequeñas están limitadas a espesores máximos de 6mm.

f) Perfiles tubulares sin costura

El proceso de producción de tubos sin costura se realiza por laminación en caliente de palanquillas redondas (esbozos) mediante un mandril de expansión en un proceso también conocido como extrusión. Y se producen en espesores variables entre  2,9 y 20,6mm y en secciones entre 26,7 y 355,6mm.

BARRAS, CABLES Y MALLAS

Como se ha mencionado, a partir de los elementos semi terminados llamados palanquillas se produce la familia de los llamados elementos largos, entre los que encontramos principalmente las barras y el alambrón. Unos y otros son a su vez materia prima para el desarrollo de nuevos productos elaborados, como el alambre que a su vez permite la conformación de cables o las mallas electrosoldadas.

La Barra es un elemento de sección maciza en que predomina la longitud. La geometría de la sección es variable y puede ser redonda, cuadrada, rectangular, oval o de diseño específico. Las barras de sección redonda son las que se emplean como barras de refuerzo en estructuras de hormigón armado y ferrocemento, entre las que existen las barras lisas, barras estriadas o con resalte, y barras reviradas e frío. Los diámetros inferiores a 12mm se pueden conformar en rollos, mientras las secciones superiores normalmente se comercializan en tiras de un largo referencial 6,0m a 12,0m. .

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Alambrón se denomina al producto largo de sección circular que se obtiene por laminación en caliente y enrollado, a partir de palanquilla. El alambrón es comúnmente trefilado para producir alambres de diversas calidades y también para la fabricación de pernos y clavos.

Alambre se le llama a una barra de sección circular de secciones hasta 4mm de diámetro que se produce en rollos a partir del alambrón. Existen diversos tipos de alambres que varían de acuerdo al contenido de carbono y de los demás componentes de la aleación del acero. También existen recubiertos.

Los Cables son un haz de alambres, se producen en diversas calidades de acero según su aplicación y uso. También existen recubiertos. Las aplicaciones de cables en la construcción van desde los cables de pretensado, para estructuras de hormigón pre y postensado, hasta las estructuras tensadas de las cuales hay ejemplos destacados en la arquitectura reciente. Quien puso la piedra fundacional de esta técnica fue el ingeniero ruso Vladimir Schuchov. En 1896 se construyen dos pabellones en la exposición de “Todas las Rusias” con sus sistema de cubiertas estructuradas en cables tensados apoyados sobre columnas compuestas de hierro.
Más obras se pueden visitar en nuestro sitio en el menú “clases teóricas”, en el curso de construcción en acero de Ilafa del arquitecto Sandro Maino o ver en http://www.construccionenacero.com/.

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Las mallas electrosoldadas se producen en diferentes secciones y dimensiones y son de uso frecuente en la construcción en refuerzos para hormigón como en cierros. Existen además soluciones recubiertas.
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Grating (ver) es una malla rígida o reja electro soldada fabricada con chapa de acero al carbono que tiene diversas aplicaciones, desde pisos industriales –su uso más conocido y frecuente- hasta aplicaciones como quiebra vistas o cerramientos como hemos presentado en algunos proyectos (ver Studio Kase ). También existen placas de grating confeccionadas en otro tipos de acero, como acero inoxidable, por ejemplo (ver Suba Restaurant).

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Normalmente la reja se conforma por un entramado metálico compuesto por planchuelas o pletinas de 25mm a 50mm de altura x 2 a 3mm de espesor dispuestas de canto, distanciadas entre 25 y 50mm entre sí. Estas pletinas suelen conectarse, además, por hierros redondos de cruce de diferentes diámetros a un distanciamiento variable entre 50 y 100mm. El conjunto va enmarcado con una pletina de borde de altura proporcional a las pletinas interiores y de un espesor de 3mm, soldada en puntos de unión. Las dimensiones y diseños pueden variar de acuerdo a requerimientos de proyectos y a procesos productivos de cada fabricante.

Aunque se fabrica en acero al carbono y se puede terminar con distintos tipos de protección y acabado, es frecuente su uso con protección a la corrosión mediante galvanizado por inmersión en caliente.

Su uso más frecuente en la construcción industrial es para la conformación de plataformas, pasarelas, pisos y entrepisos, así como puentes, montacargas, rampas, estribos, escaleras, etc. Además se usa mucho en productos estandarizados y modulares como escalones, descansos y alcantarillas.

http://www.arquitecturaenacero.org

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