Produccion Del Acero

Introducción conceptual a la estructura metálica

Producción -1

El uso del acero estructural en Colombia se ha visto mitificado por un largo periodo de ostracismo y desconocimiento. El reciente auge, producido por la apertura de mercados motiva que se deba considerar nuevamente el concepto de su utilización. Este documento representa parte de un esfuerzo por mejorar la comprensión del uso de este noble material. No es un instrumento para calcular. Lo es para saber por qué calcular. Participe en el debate al respecto y ayúdeme así a perfeccionar el texto

LA MATERIA PRIMA: PRODUCCIÓN Y MERCADEO 1 .- MATERIA PRIMA BÁSICA 1.1 Composición.

El mineral se traslada al alto horno, que consume, para su operación, además del coque, mineral de hierro, y mineral granulado (sínter), una gran cantidad de aire que le suministran mquinas sopladoras; la fundición se efectúa a temperaturas superiores de 1300 C y para ello el coque actúa como elemento reductor y combustible. El material producido por el alto horno, se conoce como arrabio y tiene un contenido de carbono tan alto que no es maleable ni forjable.

Material compuesto por aleación de hierro (96%) carbón (3%) y otros materiales (1%). Se produce Industrialmente en instalaciones complejas (Acería) Puede obtenerse de materia prima mineral (Perlitas, piritas, austenitas) o a partir de chatarra, como reciclaje, en hornos eléctricos.

Posteriormente el arrabio se conduce a la acería y se recibe en un mezclador para homogenizarlo y del cual se saca este para llevarlo a los convertidores Bessemer en donde se le somete a una corriente de aire enriquecido con oxígeno que, junto con la cal que se adiciona previamente, elimina los elementos que se encuentran en exceso, tales como carbonos, silicio y fósforo. Una vez obtenido el tipo de acero que se desea, es vaciado en moldes de forma de tronco piramidal en donde, después de enfriado, se obtienen los tochos que, previo control de calidad sobre sus propiedades físicas (ensayos de cuchara) pasan a luego a la planta de laminación.

Se produce como Perfiles de forma y tamaño pre-establecidos

1.2 Proceso de producción. La producción se inicia con la explotación del mineral de hierro y del carbón coquizable en minas que por lo general están algo alejadas de la acería. En esas minas, se reduce un tanto el nivel de impurezas por lavado y trituración, transportándose por lo general por vía férrea hasta la planta. Carbón

Oxigeno

Mina Alto Horno

Conver tidor

Laminador

Tochos Perfiles

Fig 1.1 Diagrama simplificado de flujo de la producción del Acero. En la etapa de laminación, se recalientan los tochos y se En la acería, el carbón se trata por sublimación para consometen a paso sucesivos entre rodillos de acero de cavertirlo en coque, que es un material calcinado al cual se racterísticas especiales que determinan la forma final del le han extraído los alquitranes. producto. El tren desbastador recibe lingotes cuadrados y

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Introducción conceptual a la estructura metálica planos, para producir grandes barras de sección cuadrada o rectangular, conocidos como palanquillas, que son la materia prima de los demás productos. Si las palanquillas pasan al laminador Steckel se transforman en bandas embobinadas que se suministran como tales o en hojas de espesores de ms de 2,5 mm y menores después de pasar por el laminador manual. Si los tochos van al laminador primario se producen perfiles medianos que, a su vez, pasan otro laminador donde se transforman en redondos, alambrones y perfiles pequeños. .

1.2 Normas de Calidad. Cuando el material es de origen nacional, se debe acoger a las Normas Técnicas Colombianas (NTC). En caso contrario, se acoge a las normas American Society for Testing and Materials (ASTM) , Deustche Institut fur Normalization (DIN), Japanese industrial Standard (JIS) British Standards (BS) u otras homologadas en el país por el Icontec . Las Normas más usuales son : Redondos lisos

NTC 142

Redondo Corrugado

NTC 2289

Calidad estructural

ASTM-A36

Planchas/láminas

Sin Norma

Aceros importados

Especial

1.3 Características generales del material. Pesa 7 Kg./cm3 o sea 3 veces más que el concreto y es muy duro. Es muy resistente, con esfuerzo de trabajo del orden de 1500 Kg./cm² , lo cual es 12 veces más que el concreto. Es elástico. Es decir tiene que si bien se deforma bajo carga, recupera su forma al descargarse. Presenta Rango elástico, límite de proporcionalidad, punto de cedencia o fluencia, rango plástico. Su Módulo de elasticidad, del orden de 2 millones de kg./cm², es como 10 veces más alto que el del concreto Se vincula externamente, mediante tornillos o soldadura. Se corta mediante cizallas o soplete de oxicorte. Se cristaliza con la temperatura, volviéndose frágil. Se oxida superficialmente con facilidad, por lo cual es indispensable el tratamiento de protección.

Producción -2 Finalmente, en la trefilería se transforman redondos en alambrón que se estira y galvaniza en mquinas que elaboran diferentes calibres de alambres brillantes, galvanizados y de púas. Durante el proceso anteriormente descrito y para garantizar la calidad de los aceros terminados, los productos a medida que avanzan en cada una de las l neas de producción, se analizan y ensayan en laboratorios homologados.

m nimo es de 22 kg/mm2, y las tensiones de trabajo admisibles que se le asignan son las mismas que las del A7. Generalmente se le utiliza cuando se requiere un alto grado de soldabilidad en un acero estructural al carbono. Entre los aceros estructurales al carbono, el A36 tiene el mayor punto mínimo de fluencia, 25 kg/mm2, y por lo tanto las mayores tensiones de trabajo admisibles. En general, las tensiones admisibles básicas son 2 kg /mm2 mayores que las de los restantes aceros estructurales al carbono. Cumple satisfactoriamente las exigencias de un acero soldable y ha reemplazado al A7 como acero estructural básico. 1.4.2 ACEROS DE GRAN RESISTENCIA. Los tres aceros de gran resistencia más usados son el A242, el A440 y el A441. A causa de su composición química, estos aceros, además de tener resistencias mayores, tienen una resistencia a la corrosión que va gradualmente en aumento. Para el A242, esta resistencia es de 4 a 6 veces mayor que las de los aceros estructurales al carbono. En cuanto a la soldadura, su capacidad depende también de su composición química. El A440 es otro acero de gran resistencia. Se le utiliza tanto para las construcciones remachadas como soldadas. Hasta un espesor de 19 mm inclusive, su punto de fluencia es vez y media el del acero A7. Su resistencia a la corrosión atmosférica es aproximadamente el doble que la de los aceros estructurales al carbono. El AISC no lo recomienda para soldar. El acero A441 es un acero de gran resistencia destinado principalmente para su utilización en la construcción soldada. Comparado con el acero A7, su punto de fluencia es un 50% superior en los espesores hasta 19 mm inclusive. Su resistencia a la corrosión atmosférica es también el doble que la del acero estructural al carbono.

1.4 Propiedades de los principales aceros. 1.4.1 ACEROS ESTRUCTURALES AL CARBONO. La primera norma que existió para el acero estructural al carbono, fue la ASTM A7. Se le utilizaba principalmente en las construcciones remachadas pero ha desaparecido para dar paso a otros aceros que cumplen las condiciones exigidas para los aceros soldables. Entre estos, se ha generalizado el de calidad ASTM A36 cuyo punto de fluencia Germán Urdaneta H Reimpresión 2009

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La

Esfuerzo

Tracción

Acero estructural

100 %

80 %

Tracción

Deformación

Compresión

10% - 15% Concreto M adera

Hierro Fundido

Compresión

Figura 1-2 Comparación con otros materiales. 1.5 Propiedades mecánicas del material. Mediante las curvas esfuerzo deformación de probetas de laboratorio, mostradas esquemáticamente en la fig. 1.2 se puede obtener una buena visión del comportamiento relativo de los diferentes materiales estructurales. Esto no solamente demuestra la gran superioridad en resistencia de los aceros modernos, sino que también revela otra propiedad ms importante, su ductilidad. Por ejemplo, una probeta normal de acero suave, se estira en ms del 20% de su longitud calibrada antes de romperse, en tanto que un cilindro normal de concreto , presenta una deformación a la rotura en tensión de solamente 0.01%. aún Germán Urdaneta H

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bajo compresión, la deformación a la falla es solamente del orden del 0.15%. La gráfica demuestra claramente la diferencia entre el comportamiento frágil y el dúctil. La curva tiene en su inicio una parte recta dentro de la cual, si se retira la carga de la probeta, recuperar su forma y longitud iniciales. Si se le carga por encima de este rango elástico y luego se descarga, la muestra retendrá una deformación permanente. Por lo general el esfuerzo de trabajo para el sistema ASD es la mitad o las dos terceras partes del límite elstico.

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Durante su vida útil normal, la estructura responde a la acción de las cargas de una manera que es regida por la pequeña parte de la curva esfuerzo-deformación del material que cae dentro del límite elástico. Para los materiales altamente dúctiles como el acero y las aleaciones de aluminio, este rango elstico es lineal, y la pendiente de la curva esfuerzo-deformación (esto es la relación

es conocida como el módulo de elasticidad del material. Para los materiales frágiles como la piedra y el concreto, el rango elstico no es tan recto pero sí lo suficientemente cercano a esta condición para los fines normales de diseño. El valor de E para el acero excede en casi 10 veces al de los materiales frágiles y en 3 veces al aluminio. Esta es una de las mayores ventajas del material sobre otros equivalentes.

E = [Esfuerzo] / [Deformación]

Esfuerzo

Tracción

Punto de proporcionalidad

Zona de Fluencia

RangoElástico

Rango Plástico

Línea tipica de descarga

Esfuerzo de cedencia

Deformación

Deformación Compresión

Tracción Deformación Permanente

Deformación de cedencia

Descarga inversa

Esfuerzo

Compresión

Figura 1.3 Propiedades elásticas del material. 1.6 Material para las uniones.

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Largo

Cabeza

Diametro

Rosca

Agarre

Tuerca

Fig 1-5 Características del Perno estructural 1.6.1 TORNILLERÍA. Hay en el país varias fabricas de tornillos, cuya producción se orienta hacia la industria automotriz. La calidad estructural, es apenas un producto más dentro de su lista regular. Por lo general, la norma de calidad es la de la Society for Automotive Engineering (SAE), cuyas equivalencias con normas ASTM son aproximadamente las siguientes: NORMA SAE GRADO 2 GRADO 5 GRADO 8

NORMA ASTM A-307 A-325 A-340

El grado 8 se consigue bajo pedido especial., y es sensiblemente más costoso. El perno estructural se reconoce además, porque tiene un vástago (Agarre) liso, sin rosca y porque en su cabeza ostenta unas marcas que indican su calidad y a la vez identifican al fabricante, así

G

Grado 2

G

Grado 5

Bajo pedido especial se consiguen tornillos niquelados, cadmiados o galvanizados. En este último caso hay que especificar un diámetro un poco menor, ya que el galvanizado varía el diámetro roscado. Es prudente ordenar el diámetro roscado una vez galvanizado, para evitar el repasado, que elimina la galvanización.

G

Grado 8

Fig 1-4 Marcas de cabeza para pernos

El grado 2, conocido como de “hierro” aunque es el más disponible no es recomendable para el uso estructural, ya que al no tener tratamiento térmico adecuado, se descabeza con facilidad. Sin embargo las tuercas grado 2 sí se pueden usar. Tanto la cabeza como la tuerca son hexagonales. La rosca es la conocida como ordinaria. La figura 1.3 ilustra las principales características de un perno estructural. La diferencia de costo entre las diferentes calidades es apreciable. El índice de costo por kg. de este material es del orden de 3 veces el del perfil estructural. Algunos productores son Gutemberto, Tuercas y Tornillos. También se importa.

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1.6.2 SOLDADURA La soldadura apta para unir partes estructurales es únicamente la eléctrica, la cual se hace con electrodos, que son unas barras de acero recubiertas con materiales no metálicos.

Por lo general las Normas son las de la American Wire and Welding Association (AWWA), aunque algunos fabricantes se acogen a normas DIN. Algunos productores en el pais son : Electromanufacturas, West Arco, Eutectic, Oerlikon.

1.7 Materia prima para recubrimientos 1.7.1 PINTURAS. Son materias sintéticas, para aplicación por inmersión, brocha o aspersión. Se producen anticorrosivos, Esmaltes de acabado, pinturas epóxicas y alquílicas. La producción no es especializada para estructuras.

Recubrimiento mineral (Fusible)

Productores : Pintuco, Mobil, Sherwin Williams, Ico, Terinsa, Borden, Suvinil, Montana. 1.7.2 GALVANIZADO. El proceso requiere de una limpieza especial. La materia prima, el Zinc, es producto de importación. El proceso se aplica en plantas especiales, que utilizan una cuba de inmersión. Hay plantas de galvanización en

Material de aporte (Acero resistente)

Bogotá :

Fig 1.6 Electrodo para soldadura Se obtienen con material de base con fluencias de 60, 70 y 80 Ksi. La designación del electrodo indica las características del mismo, así :

Electrodo

Corpacero, Colmena, Acero Estructural, Fabricaciones Electromecánicas, Acesco. Barranquilla: Corpacero Cali : Tissot Debe anotarse que las instalaciones, en la mayoría de los casos , se dedican a aplicaciones nó estructurales de la protección. Simplemente se presta el servicio, lo cual lo encarece de manera significativa.

Utilización

E 60 XX Fluencia en Ksi Fig 17 Nomenclatura para electrodos

2.0 ORIGEN Y MERCADEO DEL MATERIAL. 2.1 GENERALIDADES.

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Después del proceso de apertura de la economía nacional, en 1991,la materia prima para estructuras es predominantemente de origen extranjero. Reimpresión 2009

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Los antiguos cánones del origen europeo o japonés, se han visto sustituidos por una agresiva incursión de los mercados vecinos del Brasil y Venezuela, cuyos productos ingresan por diversos canales, incluso algunos de naturaleza ilegal.

Se les llaman secundarias porque no incluyen el proceso de producción de materia refinada a partir del mineral.

Existe un activo comercio ferretero y las políticas de precios de los productores nacionales se han visto profundamente afectadas por los últimos desarrollos de la Economía General del país.

Operan sobre sub-productos básicos de la acería primaria (Tochos o palanquillas) y se suplementan con un porcentaje de chatarras.

La producción extranjera, de la mayor variedad concebible, se puede obtener por importación directa o por distribución local. La producción nacional está conformada por láminas del tipo Laminadas en caliente, conocidas también como HR (Hot Rolled), de una muy dudosa utilidad estructural, Varillas, tanto lisas como corrugadas, tuberías, y perfiles doblados usando lámina delgada. La Producción Nacional, se concentra en una acería primaria (Acerías Paz del Río), hoy sometida a severas dificultades empresariales. Hay varias secundarias, localizadas en diversos puntos de la geografía nacional. A continuación se detallan los principales renglones de producción de estas fuentes nacionales:

2.2 - Acería Primaria: Se llama primaria porque parte desde el mineral en bruto y su proceso incluye todas las etapas de fusión, tratamiento laminación y proceso de afinado del material. Solamente se puede hablar de una instalación de este tipo que es la de ACERÍAS PAZ DEL RÍO. Localizada en Belencito, en las vecindades de Sogamoso (Boyacá), aprovecha la producción de minas localizadas dentro de un radio de 40 km. y la calidad del carbón coquizable disponible en forma abundante en la región. Produce láminas, redondos y perfiles especiales, como son los rieles y perfiles para soporte de socavones. Hace algunos años suspendió la producción de pequeños perfiles estructurales y angulares. Hace mercadeo directo, vendiendo al por mayor (más de 7 ton del mismo producto) o a distribuidores ferreteros. Por razón de graves fallas en su estructura operativa, un mal enfoque de una economía proteccionista y el embate de la competencia externa, entró en concordato en el mes de Marzo de 1995.

2.3 Acerías secundarias.

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En el pais hay varias de estas, algunas de las cuales han generado una distribuidora común (DIACO) para atender a su propio mercadeo. Todas operan con el proceso de horno eléctrico. Son estas: 2.3.1 SIDERÚRGICA DE M EDELLIN. SIMESA) Localizada en Medellín, utiliza materia prima de Paz de Río e importada de distintas fuentes. También usa chatarra. Produce primordialmente varilla de refuerzo y alambres. Fué la primera en producir acero para construcción sismo resistente. 2.3.2 SIDERÚRGICA DEL PACÍFICO (SIDELPA) Localizada en Yumbo (valle). Trabaja con palanquillas importada del Japón y chatarra seleccionada. Produce acero redondo y perfiles hasta 3" . Mercadeo a través de DIACO 2.3.3 SIDERÚRGICA BOYACÁ. (SIDEBOYACA) Localizada en las cercanías de Paipa (Boyacá), utiliza materia prima de Paz del río y chatarra. Produce acero redondo y perfiles pequeños. Mercadeo a través de DIACO 2.3.4 SIDERÚRGICA DEL M UÑA (SIMUÑA) Localizada en las cercanías del embalse del Muña, opera fundamentalmente en base a chatarra, produce aceros lisos y algo de láminas. Fuera del grupo de DIACO, existen algunos otros intentos de producción de materia prima tales como 2.3.5 LAMINADOS ANDINOS, actual versión de la Siderúrgica de la Sabana y otras empresas que trataron de organizarse en las vecindades de Cajicá. También existen algunas laminadoras, que usando materia prima de las otras acerías, tratan de producir varillas, con muy poca incidencia en el mercado. 2.3.6 SIDERÚRGICA DEL CARIBE. Situada cerca de Cartagena produce acero para refuerzo de concreto. 2.3.7 SIDERÚRGICA SOGAMOSO Nueva acería situada en Duitama (Boyacá) produce en principio varillas y planea incursionar el mercado de la lámina. 2.3.8 SIDERÚRGICA DEL NORTE Situada cerca de Barranquilla, de propiedad del grupo industrial de Corpacero, produce varillas.

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Introducción conceptual a la estructura metálica 2.4 Procesadoras. Existen otras industrias que transforman los productos finales de las acerías y producen perfiles que en su momento pueden tener utilización estructural.

Producción -9 2.6 Material de importación.

2.4.1 PRODUCTORAS DE TUBERÍAS. (COLMENA, CORPACERO , TISSOT).

Este Mercado se alimenta de las fuentes tradicionales (Japón, Gran Bretaña, Bélgica, USA) desde las cuales es posible importar cualquier tipo de perfil o de lámina. También se surte de Perfiles y varillas Brasileños y Venezolanos. De este último país, se pueden obtener perfiles de la Siderúrgica del Táchira, tuberías estructurales de Conduven y periferia y varillas de la Siderúrgica del Orinoco (Sidor).

Procesan lámina para elaborar tubería, redonda y cuadrada, con costura: Corpacero produce además la Corpolosa,(lámina colaborante para entrepisos) material en lámina corrugada para formaleta de pisos en edificios de estructuras metálicas.

En Bogotá y algunas de las grandes ciudades, en especial Barranquilla y Cali existe un mercado formal, compuesto por ferreterías organizadas. en las cuales se consigue casi cualquier material, pero sujeto a fluctuaciones de mercado. Debe averiguarse caso a caso, ya que los planes de importación son regidos por la demanda.

Entre ellas se pueden citar:

2.4.2 PROCESADORES DE LÁMINA DELGADA (ACESCO) Procesa lámina CR para producir perfiles doblados por laminación. También produce tejas y laminas plegadas para cubiertas y cerramientos. Esta fábrica absorbió a Sidelán, que hizo varios intentos por convertirse en alternativa de producción. También produce una versión de lamina colaborante, bajo la denominación de Metaldeck. Existen muy buenas facilidades de laminación en las fabricas de carrocerías de automotores y con una capacidad instalada muy sub utilizada. .

2.5 Fabricas transformadoras. (HB, Tissot, Coltensa, Aceral) Algunas fábricas han establecido líneas de producción para la producción de perfiles que utilizan lámina soldada. esta línea de producción ha perdido competitividad ante la incursión del comercio de importación.

El mercado informal se compone de ferreterías menores, chatarrerías eco. El espectro de obtención es más amplio pero solamente se consiguen piezas aisladas y recortes. El origen no siempre es legítimo. El mercado informal es muy amplio en especial en las zonas de producción petrolera (Barranca, Cartagena, Arauca) y en las zonas de frontera. Para proyectos especiales se puede hacer importación directa. Sin embargo los trámites son enredados, interviene Incomex y la industria nacional impone trabas, aunque el proceso de apertura económica ha agilizado este procedimiento. La lámina es de fácil importación, en especial si se trabaja con rollos.

2.7- Materiales secundarios ( Tornillería, Soldadura, Pinturas). La característica fundamental de esta producción es su nó especificidad, ya que el mercado estructural es apenas incipiente. Es por esto que se deben usar productos de dedicación genérica, como en el caso de las pinturas y la tornillería.

3. COMERCIALIZACIÓN Y MATERIALES DISPONIBLES EN EL PAÍS 3.1 Entidades Comercializadoras. 3.1.1 DIACO , La Distribuidora de Aceros Colombianos, es la distribuidora general de la producción de las acerías y procesadoras menores. Controla el mercado y regula alzas periódicas, que en los últimos años se han reducido a una o dos al año. Anteriormente, podían ser hasta 5 alzas anuales. Tramita compras de más de 20 ton. . 3.1.2 PAZ DEL RÍO Distribuye directamente sus productos, en cantidades superiores a 7 ton de cada perfil. De resto se debe recurrir al comercio ferretero. Germán Urdaneta H

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3.1.3 COOPERATIVAS. Algunas Cooperativas de tipo Gremial (COPIME) actúan como distribuidoras de las anteriores con precios y condiciones favorables para sus socios. 3.1.4 FERRETERÍAS. Distribuyen al detal, con un recargo que va del 20% al 50% respecto a los costos de productor o importador. 3.1.5 DEPÓSITOS. Existen algunos muy buenos depósitos (Stecker, [Barranquilla] Tissot [Cali]) y otros no tan buenos (Peclar [Bogotá]). 3.1.6 IMPORTADORAS. Existen algunas casas representantes de las principales acerías mundiales para tramitar las operaciones especiales. Versión 1.1

Introducción conceptual a la estructura metálica 3.2 Condiciones comerciales habituales. 3.2.1 ALZAS. El mercado nacional, por un "pacto de caballeros" acostumbraba producir de 3 a 4 alzas anuales, que variaban del 7% al 10% cada una, las cuales se reflejaban a todos los estratos de distribución. Hoy en día, la competencia externa ha frenado esta nefasta política y las alzas se dan únicamente cuando las circunstancias lo hacen imperativo.

Lado

Aún se mantiene la gran distancia entre el precio del acero colombiano y el de importación. sin embargo, es notorio observar que el ritmo de alza del acero suele estar de 5 a 6 puntos por debajo del porcentaje general de inflación.

Espesor Taladro

Filete

3.2.2 CONDICIONES COMERCIALES. Las acerías y distribuidoras pueden vender a plazos. Sin embargo por lo general el mercado se maneja de estricto contado y pago adelantado.

Producción -10 •

Para reconocer la mayoría de los perfiles se usan nomenclaturas especiales que se describen más adelante.

3.3 Perfilería. 3.4 NOMENCLATURA Debido a la diferencia de origen, se utilizan las nomenclaturas básicas provenientes del país productor. Los Perfiles que provienen de USA y algunos del Japón se identifican con dimensiones en pulgadas. Los demás vienen con dimensiones en mm. Se debe tener en cuenta que como es una nomenclatura, no se debe hacer conversión de las dimensiones al especificar los perfiles. Por ejemplo, se debe decir 8W60 y nó 205W90 . Así mismo un ángulo de 2 pulgadas se denomina como 2” y nó de 50.8 mm. Cabe anotar que ni las dimensiones ni los espesores coinciden en las diferentes normas y que al elaborar planos de taller es necesario tomar en cuenta las verdaderas dimensiones de cada perfil, ya que la precisión de estos planos es el milímetro. 3.4.1 PERFILES ANGULARES.

3.3 MEDIDAS COMERCIALES.

Se encuentran, como producción nacional, perfiles de lados iguales de 3/4" hasta 3". Se puede importar hasta de 8”, y sí es necesario, también en lados desiguales. Se puede encontrar tanto norma Inglesa como norma métrica.

A nivel mayorista, la unidad de negociación suele ser la Tonelada. Sin embargo a nivel minorista se puede dar una variedad de criterios, algunos de los cuales son los siguientes :

Los espesores para perfiles nacionales van desde 1/8" hasta ½"en incrementos de 1/16”, 1/8”ó 1/4”según el tamaño básico. En ángulos grandes hay hasta de 5/8” (15mm)

•

Se consiguen de norma métrica, tanto nacional como importado. Los espesores varían en incrementos de 1 mm

Talón

Lado Gramil

•

• •

•

Para varillas y perfiles se puede usar el concepto del metro lineal o de la pieza, la cual por razones de facilidades de transporte es de 6 metros Bajo condiciones especiales, el material de Acero redondo usado para refuerzo de concreto se puede obtener en 9 ó 12 metros. Es posible obtener despuntes, es decir piezas de longitud irregular. Las varillas lisas de diametro menor, ¼” ó 3/8” y los grafiles milimétricos se pueden obtener en rollos, conocidos como chipas que pueden tener un peso aproximado de 130 kgs. Para tubería es usual el concepto del tubo, el cual según el material puede tener ser de 3,4 ó 6 metros. Las láminas se venden por dimensiones teóricas, las cuales son por lo general versiones de medidas en sistema inglés. Se consiguen de 1.0x2.0 mts, de 1.22 x 2.44 (4x8 pies), 1.82* 6.05 (6 x 20 pies). El espesor de las láminas se mide por calibres, que es una medida de la cantidad de pulgadas cuadradas que pesan una onza. Esta medida se justifica debido al muy delgado espesor de las láminas. A mayor número de calibre, menor el espesor.

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No se consiguen normalmente de lados desiguales, pero es posible importarlos. La Nomenclatura es:

[L][LADO 1] X [LADO 2] X [ESPESOR]. Se expresa tanto en pulgadas como en mm. Ejemplo,

L 2”X 2”X 1/4” Ó L 50X 50 X 6 El símbolo L se usa en planos para indicar la posición del perfil en la estructura. Para esto se gira de manera que se indique la posición de las aletas. La nomenclatura popular es ángulo, angular o ele 3.4.2 CANALES O UES.

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Solamente hay producción nacional actualmente para perfiles de 3”(Sideboyaca)

Altura, Canto, peralte

Patín, aleta, Flange

Se consigue la norma americana de 3", 4", 6", 8" y superiores. Para La Norma Europea se consigue material hasta de 200 mm, proveniente de Venezuela.

Alma, Web

En comercio ferretero o por importación directa, se consigue todo tipo de perfil

8 S 18.4 (AMERICANO) IPN 200 (EUROPEO) La nomenclatura popular, muy arraigada, es referirse a este perfil como Doble T. Se caracteriza por una relación pequeña ( del orden del 30 al 40%) entre el ancho de aleta y la altura. Además las aletas son chaflanadas. 3.4.4 VIGAS H. Se caracteriza por un relación alta (desde 0.5 hasta 1.0) entre ancho y alto. No presenta chaflanes, siendo practicamente una H invertida.

Gramil

Patín, aleta, Flange

La nomenclatura americana es la siguiente

Alma, Web

Taladros

[ALTURA, EN PULGADAS] [C ] [PESO, EN LIBRAS/PÍE] .

Altura, Canto, peralte

Ancho

Para la línea europea se usa el símbolo UPN con la siguiente nomenclatura:

Los espesores son importantes. Son perfiles pesados. En comercio ferretero o por importación se obtiene perfilería, que utiliza la siguiente nomenclatura según sea norma americana:

Ancho

[UPN] [ALTURA EN MM ]

[ALTURA, EN PULGADAS] [W ] [PESO, EN LIBRAS/PÍE] .

Ejemplos:

norma europea : • IPE, HEA, HEAl ó HEB, con la siguiente nomenclatura, aplicando el sufijo según el tamaño del perfil:

8 C 12.5 UPN 200

[IPE] [ALTURA EN MM ]

En planos, se coloca el símbolo del lado de la espalda del perfil. La nomenclatura popular se refiere a este perfil como perfil U o también como chanel.

Ejemplos: 14 W69.4

3.4.3 VIGA EN I O DOBLE-TE. Se conseguía la norma americana de 4", 6" y 8" en producción nacional, pero actualmente está suspendida la producción.

Gramil

Altura, Canto, peralte

Patín, aleta, Flange

Alma, Web

Taladros

Ancho

En comercio ferretero o por importación se obtiene perfilería europea y americana de tamaños superiores. Con facilidad se obtiene material de 300 mm de alto, proveniente de Venezuela. La nomenclatura americana es:

[ALTURA, EN PULGADAS] [S ] [PESO, EN LIBRAS/PÍE] mientras que la Europea usa el símbolo IPN con la siguiente nomenclatura

HEA 360

3.4.5 RIELES FERROCARILEROS / OTROS PERFILES. Se consiguen, en producción nacional, los rieles de 45 lbs/yd y de 60 lbs/yd. En el mercado ferretero se obtienen rieles de segunda mano hasta de 90 lbs/yd. Estos materiales tiene un mercado limitado y para conseguir alguna cantidad significativa, es necesario coordinar con la Acería para inclusión dentro del programa semestral de producción. La calidad estructural de este perfil, no diseñado para el transporte de esfuerzos, hace que no se utilice. S in embargo, como periódicamente la minería y la industria de la construcción pesada sacan al mercado rieles de desecho, se ha usado el perfil como elemento de construcción, en aplicaciones muy ingeniosas. Se puede conseguir también un perfil especial para los arcos de minería, cuyo peso excesivo lo hace inadecuado para el uso estructural.

3.5 Tuberías.

[IPN] [ALTURA EN MM ]

La tubería es una sección cilíndrica, que se produce por extrusión a partir de secciones sólidas (tipo sin costura) o por rolado de flejes de lámina, ya sea por enrollamiento cilíndrico o en espiral, para ser cerrado usando soldadura

Ejemplos: Germán Urdaneta H

Ó

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Introducción conceptual a la estructura metálica eléctrica automática .El uso estructural es por conveniencia más que por aplicación específica. Se puede aplicar el principio de que “ya que está aquí, usémosla” Sin embargo el interés formal que se deriva de la configuración cilíndrica hace que sea un material atractivo.

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3.5.2 CUADRADAS O RECTAGULARES.

En el país existen algunas fábricas dedicadas a la producción de tubos. Entre estas vale la pena mencionar a Simesa, Colmena SA y Corpacero en Bogotá. Los tipos de tuberías disponibles y utilizables para el campo estructural se discuten a continuación.

Ancho

Alto

3.5.1 REDONDAS. •

CALIDAD CALDERERÍA.

Este material, excepcionalmente resistente, es una tubería sin costura, construida bajo Normas ASME. Por lo general, se utiliza con etro Diam diámetros en pulgadas. Los costos son bastante altos. Se usa estructuralmente cuando el ambiente del proyecto implica el uso especializado del material para la conducción de líquidos o vapores, de manera que la aplicación estructural es una consecuencia antes que un destino. •

Se obtiene en el comercio ferretero y en el mercado informal de segunda mano, que con frecuencia proviene del desecho de tubería usada para perforación petrolera (calidad API). Se utiliza desde 2” hasta 16”. CALIDAD ESTRUCTURAL CONVENCIONAL

Esta clase es producida por SIMESA en calibres desde 2mm hasta 5mm y diámetros desde 25mm hasta 50mm. Tambien se encuentra por importación desde Venezuela, de la fábrica Conduven. •

CALIDAD ACUEDUCTO O NEGRA.

La calidad se ajusta a las normas AWWA, que buscan más la calidad para la conducción de agua que la resistencia estructural.. Soldada con costura, se consigue negra o galvanizada, desde ½" hasta 3". También se consiguen diámetros mayores importados, pero no es muy eficiente, ya que el grosor atiende más a criterios de desgaste que de resistencia. •

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Estas tubería se obtienen por laminación secundaria de perfiles cilíndricos, con o sin costuras, se utiliza generalmente para fines estructurales. Simesa hizo un intento de producción, pero aparentemente se ha desechado la idea. Se obtiene de origen Venezolano, producida por Conduven. Tambien se produce para ornamentación en tamaños pequeños y calidad muebles.

CALIDAD ESTRUCTURAL.

Producida por SIMESA en calibres desde 2mm. hasta 5mm. Lados iguales desde 25mm. hasta 90 mm. Rectangulares desde 50*25mm. hasta 130*50mm. Las originadas en Venezuela alcanzan hasta 350 mm de altura. •

CALIDAD ESTRUCTURAL EXTRA FINA.

No se produce en el país. Conocida como tubería Schedule o SCH. Se consigue en grados 40,80 y 120, indicativos del peso por mt y por consiguiente de su resistencia.

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CALIDAD MUEBLES.

Producida por Colmena y Simesa, a partir de lámina de calibres delgados entre Cal. 26 y Cal. 20, desde ½" hasta 1½". Es más liviana que la conduit, y tiene aplicaciones similares.

CALIDAD MUEBLES.

Producida por Colmena y Simesa, a partir de lámina de calibres delgados entre Cal. 26 y Cal. 20. Desde ½" hasta 1½".

3.6 Varillas. Una varilla es un cilindro o prisma regular sólido obtenido durante los procesos normales de laminación y que se usa no solamente como elemento estructural para el acero y el concreto armado, sino como elemento de construcción general en ornamentación y metalísteria. Aunque la forma ideal para el uso estructural es la lisa, las políticas de producción de las acerías nacionales han sacado del mercado la variedad, centrándose en la producción de acero corrugado Representa el mayor porcentaje de producción nacional, pero es también el campo más duramente golpeado por el contrabando y el comercio aperturista. Orientado hacia el uso de la construcción tradicional, su uso en la estructura metálica corresponde a la cultura de la carencia típica del periodo pre-aperturista. Las características propias del perfil no lo hacen recomendable como elemento estructural independiente, por lo cual siempre ser usado en combinación

CALIDAD CONDUIT.

Producida a partir de lámina de calibres delgados entre Cal. 22 y Cal. 16, siempre es del tipo con costura. Se consigue desde ½" a 3". Lo delgado de las paredes la hace susceptible al pandeo local, pero es muy conveniente para aplicaciones de bajo esfuerzo, en las cuales es importante contar con tamaño externo (mallas espaciales, correas) Germán Urdaneta H

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3.6.1 LISA REDONDA. Diámetro

La tipología específica de este material es la construcción metálica ligera, en especial correas de celosía, cerchas livianas y sus aplicaciones directas de tracción. Versión 1.1

Introducción conceptual a la estructura metálica

Producción -13 3.7.1 PRODUCCIÓN NACIONAL.

Producidas generalmente a partir de chatarra o por trefilado por las acerías menores y por algunas trefiladoras. Generalmente corresponden a norma milimétrica aunque se vendan por norma en pulgadas. SIMESA produce varilla lisa confiable. Debe certificarse su origen. Se consiguen desde 3mm. hasta 22mm. (1/8”hasta 7/8”) Las más delgadas en Ancho chipas (rollos), las más gruesas en varilla. 3.6.2 LISA CUADRADA. Lado

Paz del Río produce laminado en caliente (HR), calidad comercial de resistencia no controlada. En calibres delgados desde calibre 30 hasta 10. En lámina gruesa (rebordeada) entre 1/8" y 1/4". 3.7.2 MPORTACIÓN. Se consigue laminado en frío (CR) prácticamente en cualquier espesor y dimensiones. También viene en rollos. La calidad naval viene en calibres gruesos.

Alma

Alto

Pestaña

La obtención del perfil cuadrado es equivalente a la del redondo, sin embargo, su utilización estructural es mucho ms reducida, primordialmente porque su costo es superior. El uso estructural es poco frecuente, dadas las dificultades de conexión, pero es posible en estructuras livianas..

3.7.3 TRANSFORMADA.

Patín

Se utiliza acero cuadrado como elemento de tracción y como perfil de relleno. Los cuadrados se producen en la metalúrgica Boyacá y se consiguen en norma milimétrica de 9 y 12mm. y en pulgadas desde 3/8" hasta 1¼". Los tamaños mayores se denominan palanquilla y su aplicabilidad es de tipo general. 3.6.3 CORRUGADA. Producida por las acerías mayores (Paz del Río, SIDELPA, SIMESA).Se identifica por números, correspondientes a los octavos de pulgada del diámetro equivalente.Se consigue desde #3 (3/8") hasta Ancho #11 (1-3/8"). Su uso es inconveniente en estructuras, no solamente porque la corrugación estorba la soldadura, sino Espesor porque suele ser tratada para elevar su resistencia y se dificulta el calentamiento.

Algunas fábricas como ACESCO producen perfiles preformados en lámina delgada. (PERLINES). Este tipo de elemento se hace recomendable para ser sometido a esfuerzos de flexión. Exhiben algunas características que hacen ventajosa su utilización estructural, como por ejemplo : • • • • •

Reduce notablemente el peso de la carga al piso y economiza el costo de la obra. Debido a su fcil instalación acorta visiblemente el tiempo de construcción Es susceptible de usarse como material de piso. Tiene bajo límite aparente de elasticidad. Posee gran resistencia a la corrosión.

Corpacero y Acesco producen lamina plegada para formaleta de pisos en concreto,(lámina colaborante) muy adecuada con los edificios de estructura metálica. Estos materiales se utilizan para recubrimientos de paredes a nivel industrial.

3.8 Platinas o Flejes. Se obtienen de manera similar a las varillas y son producto de las acerías secundarias así como producto de segunda línea en Paz del Río. Se utilizan como elemento de tracción puesto que su forma no se presta para asumir compresión.

3.6.4 GRAFILES. Se conocen con este nombre las varillas corrugadas delgadas, de diámetro inferior a 1 cm, obtenidos a partir de varillas más gruesas y un proceso de trefilado. Se obtienen desde 1/8”(3 mm) hasta 1/2”( 13 mm). Son muy acerados y se quiebran con facilidad.

3.7 Lámina

3.8.1 PRODUCCIÓN NACIONAL Producida por SIDEBOYACA y acerÍas menores. Se consigue en una variedad de tamaños comprendidos entre 3/4 x 1/8 hasta 8 x 1/4. 3.8.2 IMPORTACIÓN.

Se entiende por lamina la pieza cuya dimensión transversal (espesor) es muy pequeña respecto a sus demás dimensiones. Viene en Chapas ( grosores superiores a 1/4”), láminas( desde calibre 26 hasta 1/4”), hojalata desde calibre 30 hasta 26, Rollos o bobinas y flejes.

Como sucede con la varilla, no es necesario importarla, ya que la producción nacional es suficiente. Sin embargo el contrabando mantiene inundado el mercado. Se puede obtener en rollos.

3.9 Cables. Germán Urdaneta H

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Versión 1.1

Introducción conceptual a la estructura metálica

Producción -14

3.9.1 PRODUCCIÓN NACIONAL. Emcocables produce una buena gama de cables de uso general, con alma de yute o alma de acero. 3.9.2 IMPORTACIÓN. Para aplicaciones especiales se pueden importar diámetros y calidades especificas.

Si le llamó la atención este texto, lo invito a consultar estos otros, también ubicados en este sitio Web: • Introducción al uso del acero.doc • Alternativa al diseño.doc • Desarrollo histórico del Acero.doc • Paralelo acero concreto.doc • Tipologia del acero.doc • Usos del acero Además le invito a visitar el sitio www.pdfcoke.com en el cual he puesto algunos otros documentos bajo el seudónimo de licitar.

Y por favor, retroaliménteme.

Germán Urdaneta H

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