Metalurgia. II Corte-Trabajo 2.

1. ESTRUCTURAS METÁLICAS:
PROCESO MECÁNICO DE ENDURECIMIENTO.
Alumno:
Hernández, Juan.
Ci: 29.660.993

2. Por estructura metálica se entiende cualquier estructura cuyas partes son en su
mayoría materiales metálicos. Las estructuras metálicas son utilizadas
habitualmente en el sector industrial debido a que aportan excelentes
características para la construcción.
Una estructura, por definición, es un conjunto de partes unidas entre si que forman
un cuerpo, una forma o un todo, cuyo fin es el de soportar los efectos de las fuerzas
que actúan sobre el cuerpo.
La construcción metálica ha alcanzado un papel significativo en el ámbito de las
estructuras de edificación. En este sentido, el acero laminado se ha configurado, por
su gran resistencia y alta fiabilidad, como el material técnico por excelencia. Por
ello, se ha convertido en un material insustituible en la ejecución de las obras que
implican trabajar y obtener grandes luces y mayores alturas.

3. 1. Estructuras Abovedadas
Son estructuras formadas por arcos, cúpulas y
bóvedas que permiten cubrir espacios mayores,
aumentar los huecos en las estructuras y equilibrar el
peso de la construcción. Su forma permite cubrir
espacios mayores y dejar huecos para que respire la
edificación. Los arcos y bóvedas están formados por
piezas llamadas dovelas y estas se encargan de
resistir las fuerzas que reciben y transmiten.

4. 2. Estructuras Entramadas
Son estructuras constituidas por barras de madera, concreto
o acero unidas de manera rígida formando un emparrillado.
Los edificios son ejemplo de este tipo de estructura, y se
compone principalmente por vigas, columnas y
cimentación.
El suelo sobre el que se colocan las baldosas se conoce como
forjado, el forjado transmite la carga a las viguetas y estas a
las vigas. Estas a su vez la transmiten a los pilares que por
último llevan el peso a los cimientos.
3. Estructuras Trianguladas
Son estructuras formadas por elementos lineales
de poca sección denominadas barras que crean
superficies estructurales planas o
tridimensionales mediante la repetición de
formas triangulares. Se caracterizan por la
posición de las barras formando triángulos. Una
de las ventajas de este tipo de estructuras, es
que resultan ser muy resistentes y ligeras a la vez.
Este tipo de estructuras suelen utilizarse para la
construcción de puentes y torres industriales.

5. 4. Estructuras Colgantes
Son aquellas estructuras que se basan en la utilización de
cables o tirantes unidos a soportes muy
resistentes, funcionando como tracción para aguantar el
peso de otros elementos. Los tirantes estabilizan la
estructura y son mayormente empleados para la
construcción de diferentes tipos de puentes.
5. Estructuras Laminares
La estructura laminar suele ser delgada y curva. A pesar de dar
la impresión de no ser un tipo de material resistente, cuando
se conectan las láminas entre sí se forma una capa resistente
que aguanta sin problemas cargas exteriores por medio de la
compresión. Incluso la característica de ser delgadas evita
tensiones de flexión y cortes en su anatomía. Por ello, este tipo
de estructuras son empleadas para el armado de automóviles y
aviones.

6. Los átomos conforman una estructura con forma de cubo y en ella un átomo
ocupa el centro geométrico del cubo y otros ocupan cada uno de los ocho vértices.
Como hemos visto, en este tipo de redes un átomo ocupa el centro
geométrico del cubo y otros ocupan cada uno de los ocho vértices.
Cada uno de estos ocho átomos pertenecen, al mismo tiempo, a cada uno
de los ocho cubos que comparten el vértice. Por lo tanto, cada cristal de
esta red tiene realmente el equivalente a dos átomos.

7. En éstas un átomo ocupa el centro de cada una de las seis caras y otro
ocupa cada uno de los ocho vértices.
En estas redes, el átomo que ocupa el centro de cada una de las seis caras
pertenece, realmente, a los dos cristales que comparten cara, y el átomo que ocupa
cada uno de los ocho vértices pertenece a los ocho cristales que comparten vértice,
por lo que realmente estos cristales tienen el equivalente a cuatro átomos.

8. Son aquellas en las que los átomos conforman una estructura con
forma de prisma hexagonal, y presentan un átomo en el centro de
cada base, un átomo en cada uno de los vértices del prisma y tres
átomos más en un plano horizontal, interior al cristal.
El átomo situado en el centro de cada base hexagonal es compartido por los dos
cristales contiguos; el átomo de cada uno de los vértices es compartido por los
seis cristales que concurren en el vértice, por lo que estas estructuras tienen el
equivalente a seis átomos.

9. Polimorfismo: En ciencia de los materiales y mineralogía, el polimorfismo es la
capacidad de un material sólido de existir en más de una forma o estructura
cristalina. El polimorfismo se encuentra posiblemente en cualquier material
cristalino incluyendo polímeros, minerales y metales, y se relaciona con la alotropía,
referida a elementos químicos.

10. Alotropía: Durante el estudio de metales y estructura cristalina, se destacó que
diversos metales pueden existir en más de un tipo de estructura cristalina,
dependiendo de la temperatura. El hierro, el estaño, el manganeso y el cobalto son
ejemplos de metales que tienen esta propiedad, conocida como alotropía

11. 1. Abusos de Posesión: Durante la ejecución: Deben controlarse los procesos de soldado de
las estructuras metálicas, dado que las altas temperaturas de este proceso producen una
alteración significativa de las fases micro estructurales ( ferrita / austenita ), produciendo
re cristalizaciones que además de producir cambios en las propiedades mecánicas del
material, favorecen su corrosión. El manejo irresponsable o sin el cuidado necesario y
otras veces defectos de fábrica pueden producir imperfecciones o picados en la superficie
de los perfiles y perdidas de material en recubrimiento, produciéndose una corrosión
localizada sobre la imperfección. En Servicio: El acero es un buen conductor del calor,
recordemos una de las formas clásicas de la transmisión del calor “conducción”, debido a
que el hierro (elemento mayoritario en la composición del acero) como metal que es
posee electrones libres, lo que puede propagar el calor fácilmente a través de elementos
construidos con este material (vigas, columnas, paneles, etc.) originando a continuación
nuevos focos térmicos que expanden el área de calor a una nueva combustión.

12. Patología de la Construcción. Agresiones extremas: Algunos microorganismos son capaces de causar corrosión en las
superficies metálicas sumergidas. Se han identificado algunas especies hidrógeno-dependientes que usan el hidrógeno
disuelto del agua en sus procesos metabólicos provocando una diferencia de potencial del medio circundante. Su accionar
está asociado al pitting (picodo) del oxígeno o la presencia de ácido sulfhídrico en el medio. Otra agresión es el “biofouling”
que comienza a partir de la formación de biopelículas microbianas que alcanzan con rapidez, debido a su rápido desarrollo,
espesores del orden de 250 micras formadas por la acumulación de un millón de bacterias por centímetro cuadrado,
denominadas "microfouling"; a partir de aquí se desarrollan organismos mayores, detectables a simple vista, constituyendo
lo que se conoce como "macrofouling". El micro y el macrofouling constituyen el "biofouling" que modifica las condiciones
corrosivas del medio, a menudo favoreciéndolas. 2.2 Agresiones físicas: La acción del fuego sobre el acero modifica la
plasticidad del mismo y con ello se rompe el equilibrio de las tensiones de trabajo previstas, con lo que se origina una
pérdida de la estabilidad de la estructura. La temperatura a partir de la cual aparece el fenómeno de plasticidad, permite
valorar la resistencia al fuego de los elementos estructurales. Dicha temperatura es bastante baja y se alcanza con facilidad
en toda la masa de la estructura, debido a la elevada conductividad térmica del acero. A partir de una temperatura de 250
ºC, se modifican la resistencia y el limite elástico del acero. A partir de una temperatura de 538 ºC (denominada
"temperatura critica") la caída de la resistencia es muy acusada, con lo que la estructura no puede soportar la carga de
diseño. Otro efecto negativo es la dilatación producida en los elementos que constituyen la estructura, aumentando las
tensiones que pueden producir el colapso de la misma. Tipos de corrosión Existen muchos mecanismos por los cuales se
verifica la corrosión, que tal como se ha explicado anteriormente es fundamentalmente un proceso electroquímico.

13. 3. Defectos Y Mecanismos Internos De Los Materiales Y Elementos: 3.1 Formales: En las aplicaciones
arquitectónicas las exigencias de la calidad del acabado son normalmente mucho mayores que en otras
aplicaciones técnicas. Es crucial que entre el arquitecto y el fabricante exista una comunicación fluida y que no dé
lugar a errores. No obstante, deberá tener en cuenta que estos acabados tan sólo son orientativos y que pueden
sufrir variaciones considerables. 3.2 Sustanciales: 3.2.1 De los componentes o materias primas: El carbón y el
hierro pueden producir impurezas intersticiales puntuales por sustitución, cuando el carbón sustituye al hierro
mas allá del 2%. Aquí los átomos de las impurezas llenan los vacíos o intersticios dentro del material original. En
la mayoría de los materiales metálicos el empaquetamiento atómico es alto y los intersticios son pequeños.
Consecuentemente los diámetros de los átomos que constituyen las impurezas intersticiales deben ser
sustancialmente más pequeñas que los del material original, razón por la cual este defecto es mucho menos
común. 3.2.2 Del producto terminado: La porosidad y la formación de sopladuras son defectos que aparecen en las
piezas de acero moldeado a causa de contracciones internas, y gases que no han podido escapar, óxidos, escorias,
etc. Algunos de los defectos encontrados en las piezas moldeadas en arena pueden eliminarse con el colado
centrifugo. Las piezas de acero moldeado se suelen someter a tratamientos térmicos para mejorar sus
propiedades. Estos tratamientos incluyen la normalización, recocido, eliminación de tensiones internas y
templado.

14. 4. Desórdenes constructivos: De inadecuación del sistema 4.1.1 De relación interna entre los elementos del
sistema: Para un correcto funcionamiento estructural, cada parte de la estructura debe quedar alineada nivelada y
ajustada tan pronto como sea posible una vez que haya sido montada, la ejecución de sus uniones debe realizarse
inmediatamente después. Si dichas uniones son definitivas deberá asegurarse que su ejecución no compromete el
ajuste nivelación y aplomado de elementos posteriores. En la alineación y ajuste de la estructura pueden
emplearse tuercas de nivelación cuñas y forros. Cuando exista el riesgo de desplazamiento las cuñas podrán
soldarse, el material de las mismas será acero y el espesor mínimo 4 mm cuando se empleen en el exterior.
Cuando no sea posible corregir los errores de montaje o ajuste mediante cuñas en forma de calzas o forros se
deberán modificar adecuadamente la fabricación de las piezas consignando los cambios introducidos en los
Planos de Montaje. Debe prestarse especial atención en no forzar el ajuste si ello implica introducir esfuerzos en
las barras no considerados en el cálculo de la estructura. 4.1.2 De relación externa con otros sistemas: En edificios
es recomendable iniciar el montaje por núcleos rígidos que hagan intraslacional todo el conjunto, confiriendo
estabilidad a las piezas que se montan posteriormente. Los pernos de anclaje en base de pilares no empotrados no
deben de considerarse eficaces para evitar el vuelo a menos que se compruebe mediante cálculo. Debe preverse el
efecto de las cargas de ejecución incluyendo peso de personal y equipo durante el montaje así como la acción del
viento sobre la estructura no completa. Los arrostramientos o rigidización provisional deberá mantenerse hasta
que el montaje esté lo suficientemente avanzado, de modo que puedan ser retirados sin comprometer la
seguridad. Cabe la posibilidad en edificios o estructuras de gran altura que sea necesario liberar a los
arrostramientos del efecto de las cargas gravitatorias a medida que avanza la construcción.

15. -Ensayo de Tracción: El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un
esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la misma. Este ensayo mide la resistencia de
un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión
suelen ser muy pequeñas.
Características: En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los
materiales elásticos: 1. Módulo de elasticidad o Módulo de Young, que cuantifica la proporcionalidad
anterior. Es el resultado de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro de la región elástica de
un diagrama esfuerzo- deformación. 2. Coeficiente de Poisson, que cuantifica la razón entre el
alargamiento longitudinal y el acortamiento de las longitudes transversales a la dirección de la fuerza.
3. Límite de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es proporcional
a la carga aplicada. 4. Límite de fluencia o límite elástico aparente: valor de la tensión que soporta la
probeta en el momento de producirse el fenómeno de la fluencia. 5. Límite elástico (límite elástico
convencional o práctico): valor de la tensión a la que se produce un alargamiento prefijado de antemano
(0,2%, 0,1%, etc.) en función del extensómetro empleado. Es la máxima tensión aplicable sin que se
produzcan deformaciones permanentes en el material. 6. Carga de rotura o resistencia a tracción: carga
máxima resistida por la probeta dividida por la sección inicial de la probeta.

16. Importancia: El ensayo de tracción está considerado como uno de los más importantes para la
determinación de las propiedades mecánicas de cualquier material. Los datos obtenidos se
pueden utilizar para comparar materiales entre sí y para saber si una pieza de cierto material
podrá soportar determinadas condiciones de carga. En el campo del estudio de la resistencia de
materiales, se denomina carga a la fuerza aplicada a los materiales. Estas fuerzas se denominan
fuerzas normales (son perpendiculares a la superficie) de tracción y compresión.

17. -Ensayo de Compresión: En ingeniería, el ensayo de compresión es un ensayo técnico para determinar la
resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. En la mayoría de los casos se
realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros), aunque puede realizarse sobre cualquier material.
Características: 1. Se suele usar en materiales frágiles. 2. La resistencia en compresión de todos los
materiales siempre es menor que en tracción. 3. Se realiza preparando probetas normalizadas que se
someten a compresión en una máquina universal.
-Ensayo de Tensión: Consiste en someter una probeta a una carga de estiramiento hasta conseguir su
ruptura. Se utiliza para conocer la resistencia que presentan los materiales cuando son tensionados,
proporcionando información sobre las propiedades mecánicas de los materiales tales como: Resistencia a la
Cedencia, % de Elongación, % de reducción de área, máximo esfuerzo a la ruptura.
Características: 1. El método más utilizado es ASTM E8, sin embargo, podemos adecuarnos a los
requerimientos específicos del cliente. Este ensayo se realiza en nuestro laboratorio. 2. Las probetas
utilizadas son de varias formas y tamaños, pero siempre apegadas a los estándares requeridos de forma
estricta. 3. CYTI cuenta con taller de maquinado de probetas lo que permite reducir enormemente los
tiempos de entrega de resultados.

18. -Ensayo de Impacto: Los ensayos de impacto se llevan a cabo para determinar el comportamiento de
un material a velocidades de deformación más elevadas. Los péndulos de impacto clásicos determinan
la energía absorbida en el impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de elevación del
martillo del péndulo tras el impacto.
Características: Según el método Charpy existen dos tipos de prueba de impacto: 1. Prueba de impacto
con flexión. 2. Prueba de impacto con flexión y muesca. Ambas pruebas pueden realizarse con
instrumentos o sin ellos, es decir, con una computadora que mide los diferentes parámetros
implicados en la prueba. Otras pruebas de impacto no incluidas en Charpy incluyen: 1. Prueba a la
caída. 2. Pruebas de impacto a alta velocidad.

19. -Ensayo de Torsión: En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un
momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden
ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es
posible encontrarla en situaciones diversas. La torsión se caracteriza geométricamente porque
cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado
inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de
él (ver torsión geométrica).
Características: El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación
la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos: 1. Aparecen
tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se representan por un campo
vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección. 2. Cuando las tensiones anteriores
no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga
simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales
deformadas no sean planas.

20. Ventajas de los Ensayos destructivos:
1. Permite identificar de una forma aproximada las propiedades mecánicas de la unión adhesivada (resistencia
a la fractura, elongación, módulo de elasticidad.
2. Definición de las propiedades mecánicas del adhesivo o unión adhesivada en función de los diferentes tipos
de esfuerzos a los que se somete la unión adhesivada, esfuerzos como tensión, compresión, cortadura, pelado,
esfuerzos dinámicos, de impacto.
3. Existen numerosos estándares sobre la realización de ensayos destructivos.
4. El coste de los equipos para la realización de ensayos destructivos son más económicos que los equipos
utilizados en los ensayos no destructivos.
5. Posibilidad de comparar adhesivos mediante este tipo de ensayos.
6. Verificación de la preparación superficial, condiciones de curado, condiciones de trabajo y productos del
sistema de adhesivado (imprimaciones, activadores, adhesivos.
7. Permite predecir e identificar de una forma aproximada el tipo de fallo o ruptura que puede sufrir la unión
durante su vida en uso, siempre y cuando se someta previamente la probeta a un envejecimiento acelerado.
8. Ensayos con un coste relativamente barato.

21. Desventajas de los ensayos destructivos:
1. No permite identificar defectologías internas (burbujas, deslaminaciones, espesor incorrecto) de la unión real
adhesivada, impidiendo realizar reparaciones antes de su puesta en uso o durante su vida.
2. Se necesitan realizar probetas simulando el mismo proceso (preparación superficial, condiciones
ambientales, productos del sistema de adhesivado), las cuales no se pueden volver a reutilizar una vez
ensayadas.
3. No permite identificar de manera directa el estado de la zona de adhesión de la unión real.