UNIVERSIDAD AUTONÓMA DE SANTO DOMINGO

(UASD)
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

Asignatura:
LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Sección:
05

Profesor(a):
LUIS REYNOSO MARTE

Nombres & Matrículas:

DALY MEJÍA - 100495185
CHRISTOPHER MILIANO -100573538
VÍCTOR MOQUETE - 100573553
YAQUEISI MÁRMOL – 100609906
CARMEN KIABET PEÑA – 100581226

Trabajo de:
UNIDAD 8 – ACEROS ESTRUCTURALES
 UNIDAD 8 – ACEROS ESTRUCTURALES

ÍNDICE

Introducción------------------------------------------------------------------------------ 1

Desarrollo--------------------------------------------------------------------------------- 2
El acero como material estructural----------------------------------------- 2
Concepto y fabricación-------------------------------------------------------- 3 - 4
Perfiles---------------------------------------------------------------------------- 5 - 7
Propiedades y características------------------------------------------------ 8 - 9
Tipos----------------------------------------------------------------------------- 10 - 13
Pruebas mecánicas----------------------------------------------------------- 14 - 15
Varillas, mallas electrosoldadas y cables--------------------------------- 16
Ensayos------------------------------------------------------------------------- 17 - 19

Conclusión----------------------------------------------------------------------------- 20

Bibliografía---------------------------------------------------------------------------- 20
 INTRODUCCIÓN
Las estructuras destinadas a obras de ingeniería civil y de edificación construidas en
acero, junto con las realizadas en hormigón y las ejecutadas conjuntamente en acero
y hormigón, constituyen la inmensa mayoría de las estructuras existentes construidas
en el último siglo y de las nuevas que se proyectan actualmente en nuestro país.
El tratamiento del que han sido objeto las estructuras en la reglamentación técnica
existente evidencia una mayor atención sobre las proyectadas y construidas en
hormigón frente a las realizadas con otros materiales constructivos.
Ello, entre otras razones, es debido al importante desarrollo que, desde comienzos del
pasado siglo, ha tenido el hormigón, tanto en la construcción en general como en las
estructuras en particular, consecuencia del avance producido en el conocimiento de
sus materiales componentes, en su comportamiento estructural y en la tecnología de
su fabricación, entre otros aspectos, lo que a su vez ha propiciado su mayor utilización.
Por lo que respecta a las estructuras construidas en acero, fue el siglo XIX la época en
la que el acero tuvo gran protagonismo en la construcción de todo tipo de estructuras,
fundamental- mente de ingeniería civil, debido especialmente al desarrollo del sector
industrial relacionado con su fabricación.
El acero, tal vez el más versátil de todos los materiales estructurales, la alta resistencia
del acero por unidad de peso implica que será relativamente bajo el peso de las
estructuras, sus propiedades no cambian apreciablemente con el tiempo, el acero se
acerca más en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los
materiales, debido a que sigue la ley de Hooke hasta esfuerzos bastante altos, si el
mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán indefinidamente, la
ductilidad es la propiedad que tiene un material para soportar grandes deformaciones
sin fallar bajo esfuerzos de tensión altos, un miembro de acero cargado hasta que se
presentan grandes deformaciones será aun capaz de resistir grandes fuerzas, las
estructuras de acero se adaptan muy bien a posibles ampliaciones, gran facilidad para
unir diversos miembros por medio de varios tipos de conexión simple, posibilidad de
prefabricar los miembros, rapidez de montaje, capacidad para laminarse en una gran
cantidad de tamaños y formas, es posible utilizarlo nuevamente después de desmontar
una estructura.

1
 DESARROLLO
1. El acero como material estructural.

Se define como acero estructural al producto de la aleación de hierro, carbono y

pequeñas cantidades de otros elementos tales como silicio, fósforo, azufre y oxígeno,
que le aportan características específicas.

El acero estructural es un término general que se usa para definir un grupo de aceros
diseñados para la fabricación de estructuras de edificios y de componentes para
máquinas.

El acero es básicamente una aleación de carbono y hierro. Posee una serie de

propiedades físicas y mecánicas que lo hacen ideal para cualquier tipo de aplicación
o proyecto. En la actualidad, este metal es el más utilizado para la elaboración de
grandes estructuras, en donde las tuberías y conexiones de acero son las principales
herramientas.

Es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es

fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %), con contenidos de carbono
menores del 1 % y otras pequeñas cantidades de minerales como manganeso, para
mejorar su resistencia, y fósforo, azufre, sílice y vanadio para mejorar su soldabilidad
y resistencia a la intemperie. Es un material usado para la construcción de estructuras,
de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza.
Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.

2
 2. Concepto y fabricación.

El término acero estructural hace referencia a un término de uso general que se usa
para definir un grupo de aceros diseñados especialmente para la construcción de todo
tipo de estructuras, para edificios y para componentes de máquinas industriales.

El acero se obtiene a través de un proceso industrial complejo. Existen, por tanto, en

el mercado una gran variedad de aceros disponibles para su empleo en las estructuras,
definidos por su forma y calidad, y su transformación por las técnicas habituales de
corte y unión. Por ello es importante que el ingeniero estructural tenga en cuenta cómo
se fabrica el material, los requisitos para su uso en proyecto y sus aplicaciones.
Además de las propiedades mecánicas, tales como el esfuerzo de fluencia y la
resistencia a la tensión, es importante considerar la ductilidad y la resistencia a la
fractura, así como la composición química, la metalurgia y la soldabilidad. Con
carácter general, las clases de aceros utilizables en estructuras para perfiles y chapas,
son aceros laminados en calientes, aceros con características especiales y aceros
conformados en frío.

El proceso de fabricación sigue varios pasos y usa como elemento fundamental el

hierro. Este es el resumen del proceso:

1º El mineral de hierro crudo es triturado y clasificado. Hay una serie de diferentes

procesos de refinación, todos diseñados para conseguir las mejores calidades de
hierro, por lo general de alrededor del 60 por ciento de pureza.

2º El mineral se carga en un alto horno desde la parte superior y se calienta. El aire

caliente se inyecta en el horno desde el fondo. La reacción resultante comienza a
eliminar impurezas a medida que el hierro puro se hunde en el fondo del horno.

3
3º El hierro fundido se extrae y se calienta aún más para permitir la inclusión de
otras sustancias, tales como manganeso, que le darán diferentes propiedades al
producto de acero acabado. Los productos añadidos pueden aumentar la fuerza,
hacer el acero más o menos dúctil o mejorar la economía de uso.

Una de las adiciones más comunes al acero estructural, después del hierro y el
carbono, es el manganeso. El manganeso mejora la manejabilidad del acero y
también ayuda a unir mejor el acero para resistir el agrietamiento y la división
durante el proceso de laminación.

4
 3. Perfiles.

Los perfiles estructurales o vigas son un tipo de productos que se crean por laminación
en caliente de acero. El tipo del perfil que vaya a tener la viga de acero, así como sus
cualidades, son determinantes a la hora de elegirlos para su aplicación y uso en la
ingeniería y la arquitectura. Entre sus propiedades clave destacan su forma o perfil, su
peso, sus particularidades y la composición química del material con que está hecho
y su longitud.
Los perfiles estructurales son vigas que se utilizan sobre todo en el sector de la
construcción, ya que soportan cargas muy pesadas, por ejemplo, losas de concreto; se
consideran un buen refuerzo estructural en edificios o inmuebles de gran tamaño,
como las fábricas. Este tipo de materiales tienen gran aceptación en el sector
industrial debido a su resistencia, lo cual garantiza una vida útil duradera y poco
mantenimiento. Además, tienen un peso ligero, lo que facilita su transportación e
instalación.

Los perfiles suelen clasificarse a partir de dos condiciones, por una parte, está el tipo
de material con el que se fabrican, y por otro lado, a partir de la forma que tienen. A
continuación, veremos cuáles son los tipos de perfiles que existen y sus
características.

5
 • Alas paralelas: Se les conoce así a los que tienen forma de “I”, así
como de “H”, aunque también se conocen como “doble T”. Su principal
característica son sus alas perpendiculares, sus caras paralelas y
rectilíneas, sin olvidar que cuentan con ángulos redondeados en la parte
interior de las alas. Por su forma, es muy fácil trabajar con estos perfiles
para hacer uniones y encajes.

• Alas inclinadas: También conocidos como “normales americanos”,

estos perfiles tienen forma de “I”, “U” y “L”, su principal característica
es que el exterior de sus alas es perpendicular al centro del perfil
estructural, mientras que la cara interior de las alas tiene una inclinación
respecto de la cara exterior.

En el caso de los perfiles de acero, se obtienen a partir de una técnica de laminado

en caliente conocida como rolado. Al respecto, algunas universidades internacionales
señalan que el rolado “es un proceso común para la manufactura de tubos de acero
que consiste en un proceso continuo mediante el cual una lámina es sometida a la
acción de una serie de rodillos que le proporcionan a la tira de acero una forma
específica”.

Los perfiles estructurales de acero se eligen de acuerdo con las cargas que pueden
resistir, esto determina si se utilizarán para dar tensión, compresión o flexión. Se
consideran elementos estructurales de buena rigidez, así que son confiables en
proyectos de construcción donde se trabaje con losas. Recordemos que el acero es un
material de construcción reconocido por su durabilidad, también tiene resistencia a la
tracción y buena conductividad térmica; sin embargo, se deben de conocer muy bien
sus condiciones de carga para que pueda tener una vida útil más larga.

A pesar de la existencia de diferentes perfiles de acero, hablaremos en esta ocasión de

dos en particular y sus usos: estructurales y comerciales.

Perfiles estructurales de acero:

• Perfiles IPR: Son vigas que se encargan de soportar cargas pesadas de losas o
elementos planos colocados sobre ellas. Y como elemento estructural rígido
se usan como refuerzo estructural en proyectos de construcción y
manufacturas de diversos tipos.
• Perfiles de acero IPS: Es una viga ligera, lo que por sus propiedades ayuda a
reducir el peso estructural de las construcciones entre un 25% a 50%,
dependiendo la configuración estructural. Aquí se puede consultar más sobre
sus recomendaciones de uso para edificaciones.

6
 • Canales U: Es un perfil de acero es realizado en caliente mediante láminas y
con forma de U. Son hechos para estructuras metálicas como canales, vigas,
carrocería, viguetas, etc. Por lo general, son usados en la construcción de
puentes, estructuras arquitectónicas, fabricación de vehículos y otras
estructuras industriales.

Perfiles comerciales de acero:

• Ángulos Estructurales o tipo L: Es un producto de acero laminado en caliente,

donde se forma por una sección transversal de dos alas de igual longitud (en
ángulo recto). Su utilizan en plantas industriales, carrocerías, torres de
transmisión, para la fabricación de puertas, ventanas, rejas, soportes, entre
otros usos.

• Solera: Es un perfil de base rectangular en diferentes anchuras y grosores. Son

de uso comercial e industrial y son de alta ductilidad. Se usan para la herrería,
artesanías, refuerzos de estructuras, remolques y largueros de alma abierta.

• Perfil redondo: Barra de acero lisa de forma circular que se fabrica en

distintos diámetros, con base en sus usos en construcción y comerciales. Este
perfil cuenta con alta resistencia, ductilidad y cumple con normas
internacionales. Puede ser usado en herrería, artesanías, construcción de
estructuras, armado de vigas (joist) y algunas piezas industriales específicas.

• Perfil cuadrado: Es un perfil de acero liso y cuadrado que sirve como

componente para diferentes industrias y maquinarias. Sus usos son muy
variados, pero por lo general se usa para armado de remolques o racks y
herrería. Por su alta ductilidad y uniformidad tiene una gran aplicación en la
construcción y como acero comercial.
La construcción con perfiles de acero no sólo ayuda reducir el plazo de
construcción, también produce menor ruido y contaminación; pues se debe
cumplir con las normativas internacionales más estrictas y de sustentabilidad
como: ASTM A6, ASTM A36, ASTM A529-50, ASTM A529-55, ASTM A572-
50, ASTM A992-50.

7
 4. Propiedades y características.

Las propiedades del acero estructural resultan tanto de su composición química como
de su método de fabricación, incluido el procesamiento durante la fabricación. Los
estándares del producto definen los límites de composición, calidad y rendimiento, y
estos límites son utilizados o presumidos por diseñadores estructurales.
Las propiedades que los diseñadores deben tener en cuenta al especificar productos
de construcción de acero son:

Fuerza: El acero estructural tiene una gran firmeza, una característica que permite
que sea utilizado para estructuras con una gran eficacia. El acero estructural es capaz
de soportar grandes pesos, sin que su forma sea dañada o modificada. La alta
resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las
estructuras, esto es de gran importancia en para el diseño de vigas de grandes claros.

Tenacidad: Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y

ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades
se denomina tenacidad. En condiciones de impacto, este material es capaz de soportar
su forma sin llegar a sufrir roturas.

Ductilidad: La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes

deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los
aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas
prematuras. El acero estructural puede sufrir grandes presiones, que incluso lleguen
a influir en buena medida en su forma original, sin que la estructura llegue a colapsar
y romperse.
Soldabilidad: La soldabilidad mide la capacidad de un acero que tiene a ser soldado,
y que va a depender tanto de las características del metal base, como del material de
aporte empleado. Todos los aceros estructurales son esencialmente soldables. Sin
embargo, la soldadura implica fundir localmente el acero, que posteriormente se
enfría. El enfriamiento puede ser bastante rápido porque el material circundante, por
ejemplo, la viga, ofrece un gran "disipador de calor" y la soldadura (y el calor
introducido) es generalmente relativamente pequeño.

8
Uniformidad: La uniformidad se refiere a que, por mucho tiempo que pase, el acero
estructural no cambia de apariencia, y es que las condiciones climatológicas o de otro
tipo apenas inciden en este material. Por el contrario, el fuego sí que puede deteriorarlo
en gran medida.

Durabilidad: Con un mantenimiento correcto, simplemente pintando su parte

exterior para evitar la corrosión, podemos hacer que una estructura de este tipo dure
un tiempo indefinido. En el caso de grandes puentes construidos con acero estructural,
esta característica es especialmente ventajosa. El medio más común para proporcionar
protección contra la corrosión al acero de construcción es pintando o galvanizando.
El tipo y grado de protección de recubrimiento requerido depende del grado de
exposición, ubicación, vida útil, etc.

Algunas características son:

1) Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de
conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.

2) Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.

3) Rapidez de montaje.

4) Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.

5) Resistencia a la fatiga que el concreto ejerce.

6) Posible reutilización después de desmontar una estructura.

7) Punto de fusión: Está entorno a los 1.400 ºC.

8) Punto de ebullición: 2.500 ºC

9) Densidad media: 7850 kg/m³.

10) Es relativamente dúctil; sirve para hacer alambres.

9
 5. Tipos.

En la actualidad, es común encontrar el acero en forma de perfiles laminados,

miembros armados o secciones compuestas acero-concreto en la construcción de
edificios urbanos altos, naves industriales y comerciales, y estructuras especiales. El
mejor sustituto de los aceros estructurales en el futuro inmediato serán los perfiles
laminados estructurales de mejor calidad. Sus tipos son:

• Aceros Al Carbono: Estos aceros tienen como principales elementos de

resistencias al carbono y al
manganeso en cantidades
cuidadosamente dosificadas; es
utilizado en construcción de
estructuras metálicas, puentes,
torres de energía, torres para
comunicación y edificaciones
remachadas, atornilladas o
soldadas, herrajes eléctricos y
señalización. Los aceros al carbono
tienen sus contenidos limitados a
los siguientes porcentajes máximos: 1.7% de carbono, 1.65% de manganeso,
0.60% de silicio y 0.60% de cobre.

• Aceros De Alta Resistencia Y Baja Aleación: Existe un gran número de

aceros de este tipo clasificados por la ASTM; son empleados en la construcción
de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación,
herrajes eléctricos, señalización y edificaciones remachadas, atornilladas o
soldadas. Estos aceros
obtienen sus altas
resistencias y otras
propiedades por la
adición, aparte del
carbono y manganeso,
de uno a más agentes
de aleación como el
columbio, vanadio,
cromo, silicio, cobre y
níquel. Se incluyen
aceros con esfuerzos
de fluencia comprendidos entre 40 klb/plg2 y70 klb/plg2. Generalmente tienen
mucha mayor resistencia a la corrosión atmosférica que los aceros al carbono.
El término baja aleación se usa arbitrariamente para describir aceros en los que
el total de elementos de aleación no excede el 5% de la composición total del
acero.

10
• Aceros Estructurales De Alta Resistencia, Baja Aleación Y Resistentes A
La Corrosión Atmosférica: Cuando los aceros se alean con pequeños
porcentajes de cobre, se vuelven más resistentes a la corrosión. Cuando se
exponen a la atmósfera, las superficies de estos aceros se oxidan y se les forma
una película adhesiva muy comprimida (conocida también como “pátina bien
adherida” o “capa de óxido”), que impide una mayor oxidación y se elimina
así la necesidad de pintarlos. Después de que ocurre este fenómeno (en un
periodo de 18 meses a 3 años, depende del tipo de exposición, por ejemplo,
rural, industrial, luz solar directa o indirecta, etc.), el acero adquiere un color
que va del rojo oscuro al café y al negro. El primer acero de este tipo lo
desarrolló en 1933 la U. S. Steel Corporation para darle resistencia a los carros
de ferrocarril, que transportaban carbón y en los que la corrosión era muy
intensa.

Estos aceros tienen gran aplicación, particularmente en estructuras con

miembros expuestos y difíciles de pintar como puentes, torres de transmisión
eléctrica, etc., sin embargo, no son apropiados para usarse en lugares donde
queden expuestos a brisas
marinas, nieblas o que estén
continuamente sumergidos
en agua (dulce o salada) o el
suelo, o donde existan
humos industriales muy
corrosivos. Para que a estos
aceros se les forme la
pátina, deben estar sujetos a
ciclos de humedad y
resequedad, de otra manera
seguirán teniendo la
apariencia de acero sin pintar.

• Aceros templados y enfriados: Difieren de los aceros de alta resistencia en

que tienen un porcentaje más
elevado de elementos de aleación
y en que dependen del tratamiento
térmico para desarrollar niveles
de resistencia adecuados. El
enfriamiento da como resultado
un material muy resistente, pero
con poca ductilidad en
comparación los aceros al
carbono. Se usa para fabricar
placas solo hasta 4 pulgadas. Su
esfuerzo mínimo de fluencia es de
90 klb/plg2 hasta 100 klb/plg2.

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 • Aceros De Alta Resistencia: Existen otros grupos de aceros de alta resistencia
como los de ultra-alta-resistencia que tienen fluencias de entre 160 klb/plg2 y
300 klb/plg2. Estos aceros no se han incluido en el Manual del Acero porque
la ASTM no les ha asignado un número de clasificación. Actualmente existen
en el mercado más de 200
aceros con esfuerzos de
fluencia mayores de 36
klb/plg2. La industria del
acero está experimentando
ahora con aceros cuyos
esfuerzos de fluencia varían
entre 200 klb/plg2 y 300
klb/plg2, y esto es sólo el
principio. Mucha gente de esta
industria cree que en unos
cuantos años se dispondrá de
aceros con fluencias de 500
klb/plg2. En consecuencia, el
uso de aceros más resistentes resultará económico en miembros a tensión,
vigas y columnas. Tal vez la mayor economía se obtendrá con los miembros a
tensión (sobre todo en aquellos sin agujeros para tornillos y remaches). Pueden
producir ahorros considerables en vigas si las deflexiones no son de
importancia o si éstas pueden controlarse (con los métodos descritos en
capítulos posteriores). Además, pueden lograrse ahorros sustanciales con los
aceros de alta resistencia en columnas robustas de longitudes corta y mediana.

Clasificación del acero estructural Según su Forma:

• PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de

acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal
o ángulo. El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran
variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades
físicas. Generalmente los miembros estructurales más convenientes son
aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas.

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• Barras, varillas, alambres y cables: Las barras de acero estructural son
piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular,
hexagonal o cuadrada en todos los tamaños. Las barras pueden ser de muchas
formas, siendo redondas o cuadradas las más comunes. Se utilizan en la
fabricación de herramientas y de muchas piezas de maquinaria o de equipos
mecánicos. Su forma
de producción es muy
variada y con una
amplia gama de
automatización. Las
barras más simples o
varillas, en cambio.
Por su gran tonelaje y
su forma simple se
producen en trenes
continuos. Pueden ser
lisas o corrugadas
empleadas estas
últimas en el refuerzo de estructuras de hormigón. Otro uso del alambre es
entorcharlo en torones para formar con ellos toda clase de cables, como los
usados en minería, equipos de construcción, líneas de transmisión eléctrica,
ascensores, cubiertas y puentes colgantes, etc.

• PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero

laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores
de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente. Este tipo de acero se utiliza
para crear vigas para edificios y planchas de refuerzo. Con frecuencia utilizado
para fijar vigas de acero, se adhiere una placa de acero a la base de concreto
con pernos de anclaje. La viga de
acero se suelda o se atornilla a la
plancha para crear una base rígida
sobre la cual se pueda construir. El
peso del edificio se esparce por todo
el ancho de la plancha. La mayoría de
planchas de grado estructural son de
acero con bajo contenido de carbono.
Esto permite que la plancha sea
taladrada y formada según los
requisitos de la construcción. El grado más común de plancha de acero
estructural es A36. Este tipo de plancha de acero se utiliza en la fabricación de
equipos pesados, como la pala de una excavadora o el chasis de un buldócer.
Existen muchos otros grados especializados de planchas de acero, como las
planchas marinas, de armadura o a prueba de balas.

13
 6. Pruebas mecánicas.
Hay disponibles muchas pruebas para evaluar las propiedades mecánicas del acero.
Las probetas de ensayo pueden tener diversas formas, como barra, tubo, alambres,
sección plana y probeta entallada, dependiendo del propósito de la prueba y de la
aplicación. Ciertos métodos de fabricación, como la flexión, el conformado y el
soldado, o ciertas operaciones que implican calentamiento, pueden afectar a las
propiedades del material bajo prueba. Por tanto, las especificaciones del producto
cubren la etapa de fabricación en la que se realizan las pruebas mecánicas. Las
propiedades determinadas mediante pruebas antes de fabricar el material pueden no
ser necesariamente representativas del producto después de que este haya sido
completamente fabricado. Asimismo, las fallas en la probeta o una preparación o
mecanización inapropiadas de la misma darán resultados erróneos (ASTM A370).
Algunas pruebas son:

A. PRUEBA DE DUREZA: La dureza de un material depende de diferentes

factores físicos, existen distintos métodos para calcularla y cada uno ellos utilizan
distintos parámetros en consideración. Los métodos son:

a) PRUEBA DE PENETRACIÓN: Es la más utilizada hoy en día, básicamente

todas las pruebas de dureza realizada a los metales son por este método, la
prueba consiste en penetrar la probeta por medio de penetradores estándar y
bajo la acción de una carga conocida. Las dos pruebas de penetración más
utilizadas y reconocidas mundialmente son: Brinell y Rockwell., aunque cabe
mencionar que también existe la prueba tipo Vickers y la prueba Knoop.

b) PRUEBA DE REBOTE: Para esta prueba, la dureza se determina de acuerdo

a la altura que alcanza una bola de acero endurecida después de ser lanzada
desde una cierta altura y rebotar sobre la probeta que se analiza. En este caso
lo que se analiza es la capacidad de absorber energía por el material a la hora
de ser impactado.

c) PRUEBA DE RAYADO: En este caso la dureza del material, es determinada

de acuerdo a una comparación realizada en base a una serie de materiales
estándar, que van desde polvos o talcos, considerados como los materiales más
suaves, hasta el diamante considerado el más duro.

14
B. PRUEBA DE IMPACTO: El objetivo principal de la prueba de impacto es
observar el comportamiento de un
material al ser impactado por un
objeto en un punto específico. Sin
embargo, este tipo de prueba no
cumple con ninguna norma de
estandarización, es por esto que
existen dos tipos de pruebas
estandarizadas: 1) Prueba de Impacto
Charpy 2) Prueba de Impacto Izod.
Estas pruebas de impacto consisten en golpear una probeta con un péndulo que es
colocado a un cierto ángulo del punto de impacto.

C. PRUEBA DE TENSIÓN: La prueba de tensión (ASTM E8) del acero se realiza

para determinar la resistencia de fluencia, el punto de fluencia, la resistencia de
fractura (tracción), la elongación y la reducción de
área. Típicamente, la prueba se realiza a
temperaturas comprendidas entre 10°c y 35°c
(50°F y 95°F). Se pueden utilizar probetas de tipo
placa, lámina, varilla redondeada, alambre y tubo.
En muchos casos, se usa una probeta redonda con
un diámetro de 12,5 mm (1/2 pulgada). Para La
mayoría de las probetas de varilla redondeada, la
longitud nominal con la que se mide la elongación
suele ser normalmente igual a cuatro veces el
diámetro. Se pueden usar diversos tipos de
abrazaderas para fijar las probetas, dependiendo de su forma. En todos los casos,
el eje de la probeta de ensayo debe situarse en el centro del cabezal de la máquina
de prueba, para garantizar que se apliquen esfuerzos de tracción axiales dentro de
la longitud nominal sin que se produzcan flexiones.

D. PRUEBA ULTRASÓNICA: Las pruebas ultrasónicas es un método no

destructivo de detección de fallos en los materiales. Resultan particularmente
útiles para la evaluación de soldaduras. Durante
las pruebas, se dirige una onda sonora hacia la
unión soldada y esas ondas se reflejan en las
discontinuidades, como se ilustra en la figura.
Un sensor captura la energía de la onda reflejada
y los resultados se muestran en un osciloscopio.
Este método es altamente sensible para la
detección de defectos planares, como la pueda ser una fusión incompleta de la
soldadura, una de laminación o la existencia de fisuras.

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7. Varillas, Mallas electrosoldadas y Cables.

• La varilla: también conocida como acero de refuerzo o acero corrugado, es

una barra común de acero al carbón laminado que comúnmente se utiliza como
mecanismo de tensión en las estructuras de concreto reforzado y mampostería
reforzada conservando el concreto en compresión.

• Mallas electrosoldadas: es un producto formado por dos sistemas de barras o

alambres de acero, uno longitudinal y otro transversal, que se cruzan entre sí
perpendicularmente y cuyos puntos de contacto están unidos, mediante
soldaduras eléctricas por resistencia en un proceso de producción en serie.

• Cables (de acero): Un cable de acero es un tipo de cable mecánico formado

un conjunto de alambres de acero que forman un cuerpo único como elemento
de trabajo. Estos alambres pueden estar enrollados de forma helicoidal en una
o más capas, generalmente alrededor de un alambre central, formando los
cables espirales. En un sentido más estricto, el término ´´cable de acero´´
se refiere a un diámetro superior a 3/8 de pulgada (9,52 mm), con calibres más
pequeños designados como cable o cordones. Inicialmente se usaban alambres
de hierro forjado , pero hoy en día el acero es el material principal utilizado
para los cables.

16
 8. Ensayos.

El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el conocimiento de

las propiedades físicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario
llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas. Organismos como la ASTM
(American Society for Testing and Materials) en Estados Unidos, se encargan de
estandarizar las pruebas; es decir, ponerles límites dentro de los cuales es significativo
realizarlas, ya que los resultados dependen de la forma y el tamaño de las muestras, la
velocidad de aplicación de las cargas, la temperatura y de otras variables. Para conocer
las propiedades de los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento
en distintas situaciones. Estos ensayos se clasifican en destructivos y no destructivos.
Ensayos no destructivos: Los ensayos no destructivos son pruebas que nos permiten
conocer el estado de un componente o pieza sin modificar la estructura y las
propiedades de él. Entre los ensayos no destructivos más comunes se encuentran los
siguientes:
Ensayo de dureza (en algunos casos no se considera como ensayo no
destructivo, especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la
pieza a cargas estáticas o a fatiga). Este ensayo mide la capacidad del material
de resistir la penetración.

▪ Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o

carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar.
Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima
resistencia a tracción.

▪ Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se

valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral
mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una
fuerza estándar.

▪ Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en

algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se
obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se
suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la
huella.

17
 ▪ Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell
superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como
cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún
tratamiento de endurecimiento superficial.

▪ Dureza Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como

la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando
como base el corindón con un valor de 1000.

▪ Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en

la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta
de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para
control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración
como los otros.

▪ Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de

pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers
coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para
efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.

▪ Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo

apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El
valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

Ensayos destructivos: Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el
acero, por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión,
dureza, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material. Entre los ensayos
destructivos más comunes se encuentran los siguientes:
▪ Ensayo de tracción: Mide la tenacidad y plasticidad del material. Consiste en
el estiramiento de una probeta normalizado mediante carga axil y
conjuntamente se va dibujando una gráfica llamada diagrama de tensiones. Se
destacan en el ensayo para barra lisa y acero ordinario tres etapas definidas:
límite de proporcionalidad (comportamiento elástico); límite de fluencia
(cedencia); límite de tenacidad (estricción y rotura).

▪ Ensayo de compresión: En este ensayo se prepara una probeta (pequeña barra

con formas, dimensiones y pulido normalizado del material a ensayar) y se
somete a una máquina de ensayo a compresión. Por medio de un
accionamiento, esta máquina tira con fuerza de la probeta, alargándola hasta
que se rompe (el proceso dura menos de un minuto). Se registran las fuerzas
que se ejercen sobre la probeta, así como los alargamientos que se
experimentan. A partir de estos valores se realiza el diagrama tensión-
deformación donde las fuerzas se dividen por la sección inicial de la probeta
(tensiones de de compresión) y los alargamientos se expresan en porcentajes
de la longitud inicial (deformaciones unitarias).

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▪ Ensayo de flexión: Este ensayo consta de cargar la viga de forma rápida o
prolongada para medir la capacidad resistente de la viga ante fuerzas que
primordialmente están o van en la dirección de la gravedad (peso propio, por
ejemplo). La idea general del método es calcular el esfuerzo a flexión actúan
y, por ende, el que soporta la viga, incluyendo las deflexiones que se generan
por el momento que efectúa la carga actuante externamente.
Otros ensayos son:

▪ Ensayo de resiliencia (dinámico): Permite conocer la resistencia del material

a la rotura por impacto. Se realiza a través del Péndulo de Charpy, que mide la
energía gastada en el ensayo. La masa Q cae desde la altura H, rompiendo la
probeta en su entalladura (F) y siguiendo su ascenso hasta una altura (h).

El valor de la energía gastada A = Q.H - Q.h ----- A = Q. (H - h)

La resiliencia Rk = Q. (H - h) / F = kgm / cm2 ----- Rk = A / f

En materiales frágiles el valor Rk es pequeño.

En materiales deformables el valor Rk es alto.

▪ Ensayo de fatiga (periódico): Las acciones actuantes sobre el material

adoptan cíclicamente valores extremos, lo que va determinando en el período
elástico acumulación de deformaciones residuales por aplicación de cargas
previa recuperación elástica.
Este fenómeno denominado Histéresis produce la rotura de la pieza por fatiga
(acumulación de esfuerzo de la misma). Se ejecuta mediante rotación de la
probeta (5.000.000 de ciclos).

▪ Ensayo de fluencia: Consiste en la deformación gradual de tamaño y forma

con esfuerzos generalmente bajos. Se realiza por calentamiento de la probeta
y aplicando cargas.

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 CONCLUSIÓN
Con ayuda de esta investigación logramos saber más sobre este material fundamental
en la vida cotidiana del ser humano. El acero, desde su formación a través de la
aleación con el hierro, diversos tratamientos a los cuales son sometidos con el fin de
obtener mejores propiedades en aplicaciones específicas, y tener un mejor desarrollo
en la sociedad. Hemos concluido que el acero es uno de los materiales metálicos más
utilizados en las construcciones contemporáneas debido a que posee múltiples
ventajas en el sistema constructivo que se aplica en las obras civiles.

BIBLIOGRAFÍA
https://victoryepes.blogs.upv.es/
http://www.fomento.gob.es/AZ.BBMF.Web/documentacion/pdf/RE2360.pdf
http://aducarte.weebly.com/
https://www.studocu.com/
https://www.termiser.com/acero-estructural-que-es-como-se-fabrica/
https://www.acerosurssa.es/es/content/40-acero-estructural
https://www.grupohierrosalfonso.com/productos/perfiles-estructurales-vigas.html
https://www.plaremesa.net/que-son-los-perfiles-estructurales/
https://blog.deacero.com/que-son-los-perfiles-de-acero
https://www.estructurasmetalicascolombia.com/estructuras-metalicas/propiedades-
del-acero-estructural
https://multiaceros.cl/ventajas-acero-estructural/
https://www.termiser.com/principales-usos-propiedades-del-acero-estructural/
https://www.alacero.org/es/page/el-acero/caracteristicas-del-acero
https://es.scribd.com/document/347126695/Tipos-de-Acero-Estructural-y-
Estructuras-de-Acero
https://www.scribd.com/document/126221707/Pruebas-mecanicas-del-acero-docx-
pdf
https://www.slideshare.net/osielgallardo7/descripcin-de-varillas-o-acero-corrugado
http://www.mallasomnia.com/producto/mallas-electrosoldadas/
https://www.redesdelcaribeaa.com/product/cable-de-acero/
http://blog.espol.edu.ec/josmvala/2011/07/27/ensayos-del-acero-estructural/
https://www.textoscientificos.com/mineria/ensayos-acero

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