Guía para el Certamen N°2: Construcción en Madera y Acero

Acero

Definición y composición

El acero es una aleación de hierro y carbono, con un contenido de carbono entre 0.05% y 2%.

Tipos de acero según su aleación

Existen diferentes tipos de acero según su aleación:

• Acero al carbono
• Acero aleado
• Acero de baja aleación ultra resistente
• Acero inoxidable

Enfierradura

Definición y proceso

La enfierradura es la actividad que comprende la preparación, corte y doblado de las barras de acero, dando lugar a las armaduras solicitadas en los planos. Generalmente, se utilizan plantillas para minimizar las pérdidas de material.

El proceso de enfierradura consiste en:

• Dimensionar las barras según las plantillas.
• Cortar las barras.
• Ordenar las barras según la secuencia constructiva.

Designación del acero: A44-28H y A63-42H

A44-28H: A = Acero, 44 MPa (resistencia a la ruptura), 28 MPa (límite de fluencia), H = Hormigón.

A63-42H: A = Acero, 63 MPa (resistencia a la ruptura), 42 MPa (límite de fluencia), H = Hormigón.

Diámetros y pesos del acero

Existen 11 diámetros de acero. A modo de ejemplo:

• Ø18: 2 kg/m
• Ø36: 7.99 kg/m

Norma chilena para hormigón armado

La norma chilena que hace referencia al hormigón armado, requisitos de diseño y cálculo es la NCh 430.

Requerimientos de doblado según la norma

El diámetro interior de doblado no debe ser menor que 6db para barras entre 10 y 25 mm de diámetro, ni menor a 8db para barras de más de 25 mm de diámetro. El diámetro de doblado de estribos hasta 16 mm de diámetro podrá ser de 4db.

Control de una faena de enfierradura

La recepción de las enfierraduras dependerá de sus dimensiones. Se deben estrobar en sus tercios y colocar sobre cuartones de madera ubicados cada 2 metros para evitar la oxidación y suciedad. Se separarán según sus diámetros, con plantillas preestablecidas, se dimensionarán y cortarán las piezas correspondientes a los diámetros y se conservarán separadas según la secuencia constructiva.

Área de trabajo del enfierrador

El área de trabajo debe estar limpia y libre de objetos que puedan entorpecer el paso y tránsito de los operarios. Cada trabajador debe contar con los E.P.P. necesarios para realizar la tarea.

Peligros en la faena de enfierradura

a) En las tareas:

• Golpes
• Cortes
• Proyección de partículas
• Caídas a mismo nivel
• Caídas a distinto nivel
• Incendio y quemaduras
• Riesgos eléctricos

b) En el lugar de trabajo:

• Caídas a mismo nivel
• Caídas a distinto nivel
• Golpes
• Cortes
• Proyección de partículas
• Quemaduras e incendio
• Riesgos eléctricos
• Aplastamiento

Ensayos de metales

Ensayos generales

• Fusibilidad
• Forjabilidad
• Maleabilidad
• Ductilidad
• Tenacidad
• Soldabilidad
• Oxidabilidad
• Facilidad de corte

Ensayos específicos del acero

• Tensión
• Dureza: Resistencia que opone un material a ser rayado o penetrado por otro.
• Doblez
• Impacto

Límite de fluencia

El límite de fluencia es el punto a partir del cual la deformación del material es permanente. Es fundamental conocerlo para determinar la máxima resistencia que puede soportar un metal sin deformarse.

Protecciones del acero

• Protección por barrera
• Protección anódica: Pigmentos anticorrosivos sumados a la protección por barrera.
• Protección catódica

Galvanizado

El galvanizado es un proceso electroquímico que consiste en depositar una capa de zinc sobre el hierro para protegerlo de la corrosión.

El proceso de galvanizado incluye los siguientes pasos:

• Limpieza cáustica
• Enjuague
• Decapado
• Enjuague
• Solución de flux
• Baño de zinc fundido
• Enfriamiento y limpieza

Estructuras metálicas

Una estructura metálica es una construcción en la que la mayor parte de los elementos estructurales son de acero.

Elementos para construir estructuras metálicas

• Perfiles laminados
• Perfiles soldados
• Perfiles conformados
• Tubos sin costura
• Cables
• Tubos con costura
• Secciones huecas estructurales

Proceso constructivo de un galpón de acero

El proceso constructivo se divide en dos etapas: fabricación y montaje.

Fabricación:

• Plantillaje
• Preparación, enderezado y conformación
• Cortes y perforaciones
• Armado (pernos, remaches, soldaduras, etc.)
• Preparación de superficies y pintado
• Numeración para montaje

Montaje:

• Montaje de pórticos sobre cimientos (conjunto de pilares y cercha)
• Montaje de tensores
• Montaje de costaneras
• Montaje de cubierta

No se comienza el atornillado definitivo o soldadura de las uniones de montaje hasta haber comprobado que la posición de los elementos de cada unión coincida con la posición definitiva.

Soldadura de arco manual

La soldadura de arco manual es un proceso en el que se unen dos metales mediante una fusión localizada producida por un arco eléctrico entre un electrodo y el metal base.

Electrodo

Un electrodo es un núcleo o varilla de acero con un revestimiento de material mineral orgánico que le da características especiales.

Nomenclatura de un electrodo

Ejemplo: E-60XX

• E: Electrodo
• 60: Revestimiento de 60.000 libras por pulgada cuadrada o 600 megapascales
• XX: Posición para soldar
  • 1X: Toda posición
  • 2X: Posición plano y horizontal
  • 3X: Toda posición, vertical descendente

Acero inoxidable

El acero inoxidable es una aleación de hierro, carbono y cromo, con un mínimo de 11.5% de cromo.

Soldadura MIG

MIG sólido

El sistema MIG sólido es un proceso de soldadura al arco donde la fusión se produce por calentamiento con un arco entre un electrodo continuo y la pieza. La protección del arco se obtiene de un gas suministrado externamente. Un sistema de alimentación impulsa automáticamente y a velocidad predeterminada el alambre-electrodo hacia el baño de fusión, mientras la pistola de soldadura se posiciona a un ángulo adecuado y se mantiene a una distancia de 10 mm.

MIG tubular

El sistema MIG tubular es un proceso de soldadura que aprovecha el arco eléctrico entre un electrodo continuo de metal de aporte y el metal base. Emplea un fundente que va al interior del alambre. Puede ir con o sin ayuda de una protección externa gaseosa.

Soldadura de arco sumergido

La soldadura de arco sumergido es un proceso automático en el cual un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. El arco se mantiene sumergido en una masa de fundente, provisto desde una tolva, que se desplaza delante del electrodo.

Ventajas del arco sumergido

• Alta velocidad y rendimiento
• Propiedades comparables o superiores a las del metal base
• Soldaduras 100% radiográficas
• Soldaduras homogéneas
• Soldaduras de buen aspecto y penetración uniforme
• No se requieren protecciones especiales

Soldadura TIG

La soldadura TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa que utiliza el calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar. Puede o no usarse metal de aporte.

Ventajas del TIG

• No se requiere fundente ni limpieza posterior
• No hay salpicaduras, chispas ni emanaciones
• Soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión
• El área de soldadura es claramente visible
• El sistema puede ser automatizado

Soldadura oxigas

La soldadura oxigas utiliza una llama dirigida por un soplete, obtenida por la combustión de gases oxígeno-acetileno. El calor de la llama funde la superficie del metal base para formar una poza fundida. Se puede soldar con o sin material de aporte.

Elementos para soldar con oxigas

• Cilindro oxígeno
• Cilindro acetileno
• Regulador oxígeno
• Regulador acetileno
• Mangueras de gases
• Válvula antirretroceso
• Válvula de control de gas
• Soplete
• Boquilla de soldar
• Metal de aporte (opcional)

Ventajas del oxigas

• Equipo portátil
• Económico
• Puede ser utilizado en toda posición

Soldadura de estaño

Las soldaduras de estaño son aleaciones a base de estaño, recomendadas para uniones a prueba de filtraciones de agua o aire, donde la resistencia mecánica no es importante. Se aplican por medio de cautín, soplete directo, inmersión, vaciado o por horno.

Torchado

El torchado es un proceso de corte con arco de carbono y aire. El calor generado por el arco entre un electrodo de carbón-grafito y la pieza de trabajo funde una porción de esta última. Simultáneamente, un chorro de aire con suficiente velocidad y volumen expulsa el material fundido.

Usos del torchado

• Separar y acanalar aceros al carbono, de baja aleación e inoxidables
• Preparación de bordes para soldarlos
• Quitar el metal de una soldadura defectuosa para repararlo
• Eliminar material de recubrimiento viejo antes de volver a recubrir