INTRODUCCIÓN 

Se definen los metales como materiales formados por elementos químicos metálicos. Estos elementos se caracterizan por estar formados por átomos unidos por enlaces metálicos, los cuales aportan una decisiva influencia en sus propiedades. En virtud de la nube de electrones que es compartida por un cierto número de iones metálicos, los materiales metálicos permiten el desplazamiento relativo de unas capas de iones respecto a otras sin que se produzca rotura, lo que determina su plasticidad: una de las propiedades mecánicas más interesantes de los materiales en ingeniería, sin olvidar la conductividad eléctrica y térmica. Los metales los encontramos generalmente en la naturaleza combinados con otros elementos como son carbonatos, sulfatos, óxidos,… Al proceso de extracción del metal estudiando sus propiedades se le denomina metalurgia. Si nos concentramos en los proceso para la extracción del acero e hierro hablamos de siderurgia. 

Metales Ferrosos

Los metales ferrosos como su nombre lo indica, el principal componente es el hierro. Sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Por otro lado están las aleaciones, logradas con el estaño, carbono, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Su empleo en la construcción es muy marcada, destacando el acero (aleación de hierro y carbono). 

Metales no Ferrosos 

Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos, pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años. Los principales metales no ferrosos utilizados en la construcción son: aluminio, cobre, níquel, plomo, el zinc,… complementarios de los metales ferrosos. También son muy útiles como materiales puros o aleados, como por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc). 

ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES 

Las propiedades de los materiales metálicos vienen determinadas por sus características estructurales, entendidas éstas en su más amplio sentido. Podrían considerarse los siguientes niveles: 

Constitución química 

Los elementos o compuestos químicos que forman el material metálico son de vital importancia a la hora de establecer las propiedades de un metal. Las fuerzas de unión entre los distintos átomos metálicos vienen condicionadas en gran medida por el tipo de átomos y valencias atómicas que representa el metal. 

Mallas espaciales 

La estructura cristalina influye también considerablemente en las propiedades de los materiales. Pensemos, por ejemplo, en el grafito y el diamante, ambos son la misma sustancia química (carbono puro), pero sus propiedades son completamente diferentes, debido precisamente a su distinta estructura cristalina. Los materiales sólidos pueden tener dos tipos de estructura, la cristalina y la amorfa. Cuando los átomos están situados de una forma ordenada, perfectamente prefijada, formando una red regular, entonces decimos que el sólido tiene una estructura cristalina. En el caso contrario hablamos de estructura amorfa. Un ejemplo es estructura amorfa es el vidrio, al que se considera como un líquido solidificado. Realmente no existe una frontera muy clara entre sustancias cristalinas y amor fas, aunque podemos decir que las sustancias amorfas presentan propiedades más reactivas e isotrópicas que las cristalinas. En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales (presentan estructuras cristalinas). Estas mallas pueden ser identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos físicas o por medio de los rayos X. Cuando un material puede presentar distintas estructuras cristalinas, hablamos de material polimorfo. La mayoría de los metales de interés en construcción poseen una de las tres estructuras que se comentan a continuación. Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante se trata del mismo material. Malla cúbica de cuerpo centrado Malla cúbica de cara centrada Malla hexagonal compacta Bcc fcc hcp La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa (ferrita). Tiene átomos en cada uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno,… La malla cúbica de cara centrada aparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente a 910ºC, se conoce como hierro gamma (austenita). Tiene átomos en los vértices y en cada una de sus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias intermoleculares. También presentan esta estructura el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel, el plomo y el platino. Estos metales son mucho más dúctiles. La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio, magnesio, cinc y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es frágil. 

Grano de las estructuras metálicas 

Otra de las características de los metales que influye notablemente en sus propiedades es el tamaño de grano, el cual depende de la velocidad de enfriamiento en la solidificación del metal, la extensión y la naturaleza del calentamiento que sufrió el metal al ser calentado. Cuando un metal en su estado líquido se enfría sus cristales se van solidificando formando estructuras dendríticas, las cuales cr ecen uniformes hasta que se encuentran con otra estructura que también ha estado creciendo. En ese lugar de encuentro de las dos estructuras se forman los límites de los granos de los materiales. Un material con granos pequeños será más duro y dúctil que uno con granos grandes, debido a que los granos grandes tienden a fracturarse y deslizarse uno sobre el otro, lo que no sucede con los granos pequeños. La mejor forma de determinar el tamaño de grano de un material es por medio de microscopio metalúrgico, el que actúa por medio de un rayo de luz que se lanza sobre una superficie pulida al espejo y limpiada con una mezcla de 3% de ácido nítrico y 97% de alcohol. Estructura granular de un acero al microscopio. Estructuras cristalinas del hierro en función de la temperatura 

Las Aleaciones 

La adición de pequeñas cantidades de elementos de aleación a los metales puros modifica las dimensiones de la estructura reticular del metal original, además de producir en algunos casos incluso el tipo de red. Podemos considerar la aleación como una solución en donde los elementos de aleación son los solutos y el metal puro el solvente. Aleando un metal con uno o varios metales podemos mejorar o modificar en gran medidas las propiedades mecánicas, térmicas, durabilidad,… Se informa que casi nunca se utilizan metales puros. Lo normal es que se realicen aleaciones, siendo la más importante en construcción el acero (aleación hierro-carbono). 

PROPIEDADES 

Existen muchas propiedades interesantes para los materiales metálicos, nos obstante nos centraremos sólo y brevemente en las siguientes: 

RESISTENCIA A LA ROTURA 

El ensayo más importante de resistencia de un metal es el ensayo a tracción. El ensayo a tracción se determina por el estirado de los dos extremos de una probeta del metal con dimensiones perfectamente determinadas y con marcas previamente hechas. Este ensayo consiste en realizar el estiramiento del metal hasta rotura, comprobando las deformaciones en función de la tensión aplicada. Los resultados del ensayo de tracción se plasman en una curva tensión-deformación como la indicada a continuación. – Límite elástico (fy): es la tensión máxima que puede soportar un metal con un comportamiento elástico. Si superamos dicha tensión se producirán deformaciones plásticas permanentes. – Límite de rotura (fs): Es la máxima tensión a tracción que es capaz de resistir un metal. Una vez superado dicho límite la rotura del metal es inevitable. – Módulo de elasticidad. Se define como la pendiente de la recta que define el comportamiento elástico del metal. Para el acero el módulo es de 2,1*106 Kp/cm2. Existen también otros ensayos que tratan de evaluar la resistencia del metal. Ensayo de Flexo-tracción Distinguimos entre otros puntos los siguientes: 

DEFORMABILIDAD 

Respecto al modo de cómo se deforma un metal durante el proceso de rotura, distinguimos las siguientes definiciones: – Elasticidad: El comportamiento elástico de un material se caracteriza por el hecho de deformarse proporcionalmente a la tensión aplicada y ser totalmente recuperable una vez cesados los esfuerzos actuantes (deformaciones no permanentes, recuperables). – Plasticidad: El comportamiento plástico se caracteriza por deformarse el material de un modo permanente una vez superado una tensión límite del material (deformaciones permanentes, no recuperables). Un término relacionado con la plasticidad es la ductilidad. La ductilidad se define como la propiedad de los metales para ser confeccionados en hilos. No obstante también puede definirse como la capacidad de los metales para deformarse bajo esfuerzos de tracción sin romper. Un término completamente contrario a la ductilidad es la fragilidad. Por otro lado definimos maleabilidad como la aptitud de un metal o material para realizar láminas con él. Otros términos también relacionados con la deformabilidad es la acritud y la tenacidad. Definimos la acritud la propiedad de los metales de aumentar su resistencia al aumentar las deformaciones plásticas. Por otro lado podemos entender por tenacidad como la energía que un material requiere para romper o que consume en su rotura. Una manera de estimar la tenacidad de un metal para compararlo con otro es mediante el área encerrada por la curva tensión-deformación en el ensayo de tracción. 

DUREZA 

La dureza es otra de las propiedades interesantes de los metales, ya que pueden establecerse relaciones con las resistencias mecánicas. Distinguimos los siguientes métodos: – Dureza al rayado. Se trata de la resistencia que opone un material a ser rayado por otro material. Este tipo de prueba se aplica fundamentalmente a los materiales pétreos, no siendo de interés para los metales. se define como la resistencia que presenta un metal a la deformación permanente al aplicar unos esfuerzos sobre su superficie. Existen distintos métodos, destacando el ensayo Brinell, Vickers y Rockwell. Como ejemplo, destacamos el ensayo Brinell, que consiste en presionar una bola de 10 mm de diámetro sobre el metal durante un tiempo con una carga de 3000 Kg.; al quitar la bola se quedará un casquete esférico, por lo que se puede calcular la dureza de penetración como: F BHN = , siendo S la superficie del casquete y F la fuerza aplicada. S En el acero, la dureza de Brinell es aproximadamente 3 veces mayor que la tensión de rotura por tracción del acero en kp/mm2. – Dureza al impacto: Consiste en medir el rebote que experimenta una determinada masa de un determinado material duro cuando impacta sobre la superficie del metal. El ensayo más conocido es la dureza Shore (se utiliza un pequeño cilindro con punta de diamante cuyo peso en su conjunto es de sólo 2,6 g, dejándose caer dicho cilindro desde una altura de unos 25 cm). – Dureza a la penetración: Este método se aplica fundamentalmente a los metales y 

SOLDABILIDAD 

Se define la soldadura como la unión de dos piezas de metal llevada a cabo por medio del calentamiento, el rozamiento o la presión de ellas y la aportación o no de metal, pudiendo ser las piezas del mismo material o materiales distintos. Desde el empleo de la soldadura en la época egipcia hasta nuestros días ha existido un gran avance; no obstante el gran salto del conocimiento en soldadura aparece gracias a la Revolución Industrial, teniendo un impulso definitivo durante las dos guerras mundiales, implantándose la soldadura en la industria como un método económico, fiable y rápido de unir dos metales. La soldadura debe conseguir unir dos metales de una manera estanca y de igual resistencia que el resto de la pieza. 

ELÉCTRICAS 

Todos los metales son conductores, pero no todos lo hacen de igual manera. Los metales más conductores de la corriente son el cobre y el aluminio, por eso la mayoría de los cables eléctricos están hechos de estos materiales. De forma empírica podemos justificar que un conductor de doble longitud que otro tendrá doble oposición al flujo de electrones y por tanto doble resistencia. De la misma manera un conductor de sección doble que otro, tendrá la mitad de resistencia que el fino. Un tercer factor que interviene es la naturaleza del conductor, ya que se comprueba que ciertos metales como los preciosos facilitan el paso de electrones más que otros como el hierro. A esta cualidad se le llama resistividad, una propiedad inherente a cada material. l = , siendo: De todo lo anterior se puede establecer que s R • R, la resistencia al paso de la corriente, en ohmios. , la resistividad característica del metal (mm2*ohmios/m) l, la longitud del cable, en m. s, la sección del cable en mm2 Por otro lado definimos la conductividad eléctrica como la inversa de la 1 resistividad eléctrica (K=1/ ) . = K 

TÉRMICAS 

Podemos establecer tres aspectos diferentes cuando hablamos de las propiedades térmicas de los metales. Conductividad térmica: Todos los metales conducen bien la energía térmica, aunque de depende claramente de las condiciones y del metal en cuestión. S ()t µ T T Q * * – * = 2 1 , siendo: a Dilatación: La experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. La dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto. A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento (se dilata) o enfriamiento (se contrae) se denomina Dilatación térmica. La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones. Hablamos de dilatación lineal cuando por la forma del material predomina la variación dimensional en una dirección, como por ejemplo ocurre en tuberías, barras,.. La dilatación lineal sigue la siguiente ecuación: * * = a T l l Resistencia al fuego Aunque el acero es incombustible (no arde ni alimenta el fuego), es el material estructural más peligroso para los Bomberos ya que pierde su resistencia a las altas temperaturas que se alcanzan en un incendio y se dilata con el calor de forma que puede provocar un desplome repentino debido a la ruptura o desplazamiento de los apoyos. Debido a su alta conductividad térmica el acero puede transferir el calor y alejarlo de la fuente localizada. Así pues, cuando tiene la posibilidad de disipar calor a regiones más frías, es necesario un tiempo relativamente largo para que el elemento de acero alcance el valor crítico. Por el contrario un fuego que distribuya calor sobre una superficie más amplía, reduce este plazo considerablemente. Las piezas de acero de gran sección tienen mayor resistencia al efecto del fuego que las de sección ligera: así, los elementos de sección pequeña no protegidos, como las cerchas y vigas de celosía, a menudo ceden a los pocos minutos. no se encuentren deformados por el calor o que puedan volver a enderezarse, normalmente son válidos para su reutilización como tales elementos de estructura. Ello es debido a que los cambios de temperatura sufridos en el siniestro no suelen ser mayores que los sufridos por el acero en su proceso de fabricación. Si la temperatura alcanzada por un elemento de acero fuera muy elevada (a partir de 800/900ºC) puede ocurrir que el acero se “queme”. El acero “quemado” presenta una apariencia exterior rugosa debido a una escamación o a un engrosamiento del grano y presentará un color gris oscuro. Los elementos quemados de esta manera están generalmente muy corroídos, (la corrosión se facilita a altas temperaturas) y no serán aprovechables, por lo que debe procederse a su sustitución. En la extinción de un incendio de estructura metálica habrá que tener especial cuidado con los pilares de fundición si los hubiese (en la actualidad ya no se usan como elementos estructurales aunque aparecen en edificios construidos en finales del siglo XIX y primeros años del siglo XX) ya que se fracturan al calentarse y enfriarse rápidamente, por lo que podrían ceder repentinamente al ser alcanzados por el agua a presión de la manguera estando ellos a altas temperaturas. 

DURABILIDAD 

Existen muchos factores que pueden afectar a la durabilidad de los materiales, no obstante distinguimos los siguientes: 

– Proceso de Fatiga. El comportamiento de los metales o cualquier material puede ser muy diferente cuando los esfuerzos que resisten no son estáticos, sino dinámicos. Se ha observado que los metales se rompen a tensiones bastantes menores que en condiciones estáticas y además en forma frágil. A este fenómeno se le conoce como fatiga. Para estudiar el comportamiento de los metales a fatiga, se suele recurrir a ensayos de laboratorio, los cuales consisten en estudiar su comportamiento ante esfuerzos cíclicos, variables y/o repetitivos. Una vez terminado el incendio, y enfriados los elementos estructurales, aquellos que importancia en nuestras obras, sobre todo cuando van a soportar cargas variables, como por ejemplo los tirantes que soportan el peso de los tableros de los en puentes colgantes, o puedan existir acciones variables con una alta probabilidad, como estructuras situadas en zonas con alto riesgo sísmico. 

– Proceso de Oxidación, Se producen por contacto del metal con el oxigeno de la atmósfera. Se trata de un proceso muy lento. Afecta generalmente a toda la superficie. 

– Proceso de Corrosión Para que se produzca una oxidación acelerada es necesario un catalizador o acelerante, siendo el acelerante más común el agua. Todos los materiales no se oxidan de la misma manera, ya que unos tiende a oxidarse mas que otros, por lo que existe una tabla que indica cuales son los metales que tienden a oxidarse más según su potencial eléctrico. Un tipo de corrosión muy característica de los metales es la corrosión galvánica, el cual consiste en la formación de una pila eléctrica por el contacto con dos metales o materiales con distinto potencial galvánico, actuando uno de ellos como ánodo, oxidándose, y otro como cátodo, protegiéndose de la corrosión o pasivándose. Existen otros muchos mecanismos que favorecen la corrosión o protección de los metales. Como ejemplos indicamos los que se indican a continuación. Conocer cómo se fatiga los materiales metálicos y su evaluación es de vital 

TRATAMIENTOS 

A los productos férreos utilizadas en la construcción se le suelen aplicar fundamentalmente dos tipos de tratamientos: los térmicos y los mecánicos. Normalmente se realizan conjuntamente. Existen por otro lado los tratamientos termoquímicos, aunque éstos no suelen aplicarse a los productos metálicos de construcción. El objetivo de los tratamientos es mejorar la capacidad resistente de estos productos o aumentar o recuperar la ductilidad del metal. 

TRATAMIENTOS MECÁNICOS FORJA: 

Proporcionar una cierta forma al metal a base de golpes pudiendo calentar o no el metal previamente. LAMINACIÓN: Deformación de una pieza a través de unos rodillos cada vez más estrechos. Puede realizarse a grandes temperaturas (laminación en caliente) o a temperatura ambiente (laminación en frío). Este tratamiento se emplea muchísimo en perfiles laminados, chapas, y armaduras de acero para el hormigón armado. 

MOLDEADO: Se trata de fundir el metal y echarlo en un molde y dejarlo enfriar. 

MECANIZADO: Proceso de pulir, cortar, taladrar, etc… cónicos denominados hileras. Éste se hace más resistente, pero más frágil. Este tratamiento se emplea para obtener alambres de alta resistencia, como por ejemplo para el hormigón pretensado. 

TRATAMIENTOS TÉRMICOS 

Los tratamientos más típicos de los metales son los de tipo térmico. El tratamiento térmico es el conjunto de operaciones de calentamiento, permanencia y enfriamiento de un metal con el objetivo de modificar sus propiedades. Las variables con las que se puede jugar son: velocidad de calentamiento, temperatura de permanencia, tiempo de permanencia y velocidad de enfriamiento. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. 

EL RECOCIDO: Consiste en calentar el metal hasta una cierta temperatura, según la finalidad, y dejarlo enfriar lentamente. 

LA NORMALIZACIÓN: Consiste en calentar el metal y dejarlo enfriar al aire en calma, sin vientos, a temperatura ambiente. 

EL TEMPLE: Consiste en someter el metal a un calentamiento hasta una temperatura determinada, seguido de un enfriamiento rápido a otra temperatura más baja, que puede ser diferente de la temperatura ambiente. 

EL REVENIDO: Es el tratamiento térmico efectuado sobre un producto ya templado con el fin de obtener modificaciones en sus características. En general se pretende mejorar la ductilidad y eliminar o disminuir tensiones residuales generadas por el templado. 

EL PATENTADO: Tratamiento térmico aplicable a los alambres y flejes de las armaduras activas del hormigón pretensado. Consiste en un calentamiento seguido de un enfriamiento enérgico, pero por encima de la temperatura ambiente para dar al metal unas características favorables al trabajo posterior de estirado en frío o trefilado. 

TREFILADO: Estiramiento del acero haciéndolo pasar a través de unos orificios 

METALES EN LA CONSTRUCCIÓN 

De todos los metales utilizados para la industria el 20% son no ferrosos, estos en diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la industria y la sociedad. Las características fundamentales de las aleaciones no ferrosas son la resistencia a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. La selección de una aleación determinada dependerá de los resultados de diferentes pruebas mecánicas, el volumen de producción, el costo de producción y las propiedades estéticas del producto. La mayoría de los metales no ferrosos son más resistentes a la corrosión o a la humedad que los ferrosos, pudiendo emplearse muchos de ellos en exteriores sin pinturas o recubrimientos. Sin embargo se debe tener especial cuidado con el manejo de los metales no ferrosos, ya que cada uno responde de manera particular a los efectos de la naturaleza.

ALUMINIO 

El mineral del cual se puede obtener aluminio comercial se llama bauxita. El aluminio es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. Propiedades: 

– Metal abundante en la naturaleza. 

– Procedente de los feldespatos y micas. Destacamos la bauxita. 

– Es un material suave, blanco, caro y ligero. 

– Metal dúctil, maleable y excelente conductor de la electricidad. 

– Dureza Brinell de 60 a 100. – Resistencia a tracción de 25-30 Kp/mm2 sulfuros,.. 

– Puede soldarse, pero la soldadura poco resistente a la corrosión. 

– Puede alearse con otros materiales (zinc, cobre, magnesio, titanio,..) para mejorar algunas de sus propiedades. 

– Puede reciclarse una y otra vez sin perder sus propiedades ni calidad. 

– Metal nuevo, joven y con grandes aspiraciones para el futuro. Usos: 

– Se emplea en conducciones eléctricas de alta tensión. 

– Se emplea mucho en aleaciones de cobre, silicio, magnesio, manganeso. 

– Se utiliza mucho en distintos medios de transporte, destacando en aviación. 

– En construcción se emplea en cubiertas, carpintería metálica y elementos ligeros. 

EL CINC 

La principal materia prima de la fábrica de zinc está constituida por concentrados de sulfuro de zinc, procedentes de diferentes minas. Además de los concentrados sulfurados de zinc, se recibe la calcine Propiedades: 

– Metal de color blanco grisáceo o azulado brillante. 

– Procedente de carbonatos o sulfuros 

– Escasas propiedades mecánicas. Su resistencia a tracción es de 3-15 Kp/mm2 

– Metal blando. Dureza Brinell (35-46) 

– Alta resistencia a la corrosión – Resistencia a la corrosión en general, aunque puede reaccionar con oxígeno, ejemplo son los cojinetes. Usos: 

– Para cubiertas, bajantes, canalones. Todo a la intemperie. 

– Para proteger a los metales de la corrosión, que se realiza mediante: galvanización, sherardización, pinturas de cinc,… 

EL COBRE 

El cobre se obtiene fundamentalmente de un mineral llamado calcopirita, el cual contiene grandes cantidades de cobre, hierro y azufre. Propiedades: 

– Metal caro y rojizo. 

– Muy maleable y tenaz, pero ductibilidad muy inferior al acero. 

– Resistencia a tracción de 40 Kp/mm2 

– Resistencia a la corrosión, pero puede ser atacado por agentes oxidantes, como las sales amónicas. 

– Puede alearse con: Cinc: entonces hablamos produce el latón Estaño: Produce el bronce Aluminio, el cual mejora sus propiedades mecánicas del cobre Usos: 

– Se emplea en conducciones eléctricas y bobinados. 

– Aleado con cobre, plomo, cadmio, hierro, mejora sus propiedades mecánicas. Un interiores de vivienda, aunque hoy día tiende a sustituirse por materiales plásticos. 

– Se emplea también en aleaciones. 

EL PLOMO 

El plomo se obtiene fundamentalmente a partir de la galena. Propiedades: 

– Metal de color blanco azulado con brillo metálico. 

– Procedente de carbonatos, sulfuros y sulfatos. 

– Escasas propiedades mecánicas. Su resistencia a tracción es de 1-2 Kp/mm2 

– Metal muy dúctil y blando. Dureza Brinell (5,5) 

– Metal denso (11,3gr/cm3)

– Resistente al ácido clorhídrico y sulfúrico y agua pura. 

– En sí solo no nos vale, pero aleado con antimonio y calcio mejoran sus propiedades mecánicas. Usos: Poco empleado en construcción, pero se emplean para fabricar pinturas de minio que protegen a los metales de la corrosión. Antes se usaba para tuberías, pero se observó que era cancerígeno. 

EL HIERRO 

Propiedades: 

– Metal de aspecto blanco brillante que no endurece al templarlo. 

– En construcción se ha empleado para conducciones de abastecimiento en 

– Procedente de óxidos, carbonatos, sulfuros y silicatos de hierro. – Sus propiedades mecánicas no son muy buenas, pero si le añado carbono mejoran mucho. 

– Su punto de fusión es de 1539 ºC. 

– Además si se alea con otros materiales, sirven para elementos de construcción: Acero ordinario: Hierro+Carbono (<2%) Acero especial: Hierro+Carbono (<2%) + otros materiales. Fundición ordinaria. Hierro+Carbono (>2%) Fundición especial: Hierro+Carbono (>2%) + otros materiales Usos: El hierro es un material que no se emplea en construcción por sus propiedades mecánicas y por su baja resistencia a la corrosión. El principal uso es la aleación, destacando sin lugar a dudas el acero. 

EL ACERO 

El principal producto siderúrgico en la construcción es el acero, siendo aproximadamente el 90% de la producción acero al carbono y el 10%, acero aleado. Por lo tanto, el material metálico más importante para la industria es el acero al carbono. El acero al carbono es una aleación de composición química compleja. Además de hierro, cuyo contenido puede oscilar entre 97,0-99,5%-, hay en él muchos elementos cuya presencia se debe a los procesos de su producción (manganeso y silicio), a la dificultad de excluirlos totalmente del metal (azufre, fósforo, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno) o a circunstancias casuales (cromo, níquel, cobre y otros). El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. 

– Peso específico ( 7,84 y 8,14 gr/cm3) Existen muchos tipos de aceros con propiedades muy diferentes en función de los tratamientos que hayan sufrido y de su composición química. Por otro lado existen los aceros aleados, es decir aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, contienen también cantidades relativamente importantes de otros elementos como el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para mejorar alguna de sus características fundamentales. Los aceros empleados para estructuras metálicas son en general productos laminados en caliente de acero no aleado. Sus características comunes a estos tipos de acero son: 

– módulo de Elasticidad: 210000 N/mm2 

– módulo de Rigidez: 81000 N/mm2 

– coeficiente de Poisson: 0,3 

– coeficiente de dilatación térmica: 1,2•10-5 (ºC)-1 

– densidad: 7850 kg/m3 

ACEROS GALVANIZADOS 

El acero galvanizado es un acero tratado superficialmente con zinc para protegerlo de la corrosión. Existen dos tipos de procedimientos: 

A) La galvanización en Caliente: Se trata del proceso para obtener el verdadero acero galvanizado propiamente dicho, el cual consiste en introducir el acero en un baño de cinc fundido. 

B) La galvanización en Frío. 

– Zincado electrolítico. Procedimiento de obtención de recubrimientos de zinc sobre piezas diversas mediante electrolisis de sales de zinc en disolución acuosa. 

– Metalización con zinc o zincado por proyección. Procedimiento de obtención de recubrimientos de zinc sobre superficies previamente preparadas por granallado, mediante la proyección de zinc semifundido con ayuda de una pistola atomizadora alimentada con una alambre o con polvo de zinc. 

– Sherardización. Procedimientos para obtener depósitos de Zinc o de aleacciones Zn/Fe sobre pequeñas piezas mediante tratamiento de las mismas con polvo de Zinc en tambores giratorios, a temperaturas inferiores a la de fusión del Zinc. 

– Pinturas de polvo de zinc. Pinturas pigmentadas con suficiente cantidad de polvo de zinc como para que aplicadas sobre las piezas a proteger, una vez secas, formen un recubrimiento conductor de la electricidad. 

– Protección catódica. Procedimiento basado en el contacto eléctrico de las piezas a proteger con un ánodo de zinc en presencia de un electrolito. En estas condiciones el metal menos noble (ánodo de sacrificio de zinc) se va disolviendo lentamente, preservando del ataque corrosivo a la pieza de acero a la que está conectada. 

ACEROS INOXIDABLES 

Los aceros inoxidables son aleaciones ferro-cromo con un mínimo de 11% de cromo. El agregado de otros elementos a la aleación permite formar un amplio conjunto de materiales, conocidos como la familia de los aceros inoxidables. Entre los elementos de aleación, dos se destacan: el cromo, elemento presente en todos los aceros inoxidables por su papel en la resistencia a la corrosión y el níquel para mejorar las propiedades mecánicas. EI acero ordinario, cuando queda expuesto a los elementos, se oxida y se forma óxido de hierro pulverulento en su superficie. Si no se combate, la oxidación sigue adelante hasta que el acero esté completamente corroído. En cambio los aceros inoxidables no necesitan ser ni chapeados, ni pintados, ni de ningún otro tratamiento superficial para mejorar su resistencia a la corrosión. También los aceros inoxidables se oxidan, pero en vez de óxido común, lo que se forma en la superficie es una tenue película de óxido de cromo muy densa que constituye una coraza contra los ataques de la corrosión. Si se elimina esta película de óxido de cromo que recubre los aceros inoxidables, se vuelve a formar inmediatamente al combinarse el cromo con el oxígeno de la atmósfera ambiente. Una diminuta partícula de acero al carbono, una escama de óxido, cobre u otra sustancia extraña cualquiera incrustada en el acero inoxidable pueden ser suficiente para destruir la pasividad en el punto de contacto. Unas superficies limpias y lisas, así como la ausencia de arañazos y grietas reduce el riesgo de que se produzca corrosión por contacto. Otro tipo de ataque puede ser el picado o corrosión en forma de pinchazos de alfiler, el cual se produce en soluciones que contengan cloruros podrían atacar por una acción de picado y desarrollo de celdas galvánicas. Los aceros inoxidables tienen una gran resistencia mecánica, de al menos dos veces la del acero al carbono y resistentes a temperaturas elevadas. Son fáciles de transformar en gran variedad de productos y de apariencias estéticas, sometiendo el acero a diferentes tratamientos superficiales para obtener acabado a espejo, satinado, coloreado, texturizado, etc. Los aceros inoxidables no son indestructibles, sin embargo con una selección cuidadosa, sometiéndolos a procesos de transformación adecuados y realizando una limpieza periódica, los aceros inoxidables resistirán las condiciones corrosivas y de servicio más severas.