Este documento describe los diferentes usos y aplicaciones del hierro y el aluminio en la ingeniería. Detalla los procesos comunes para obtener perfiles de metales como la laminación y la extrusión. Explica cómo se realizan uniones en estructuras metálicas mediante soldadura y tornillos. También cubre aleaciones comunes, procesos de mecanizado, soldadura y protección superficial como el anodizado y la pintura de aluminio.

1. USOS DEL HIERRO
Ing. MSc. Jimmy Cáceres

2. PERFILES
 Las barras que componen las estructuras se fabrican en
diferentes formas, a la sección transversal perpendicular al
eje longitudinal se le denomina perfil.
 Dependiendo del material del que está construida la
barra, la obtención de un determinado perfil se realizará
por un procedimiento u otro.
 En las barras metálicas los procesos más usados para la
obtención de perfiles son:
 Mediante un molde: consiste en la fabricación de un molde
(de acero, escayola, de cera etc), sobre el que se vierte el
material al que se le va a dar forma. Se utiliza por ejemplo
para la fabricación de prefabricados de
hormigón, fundiciones, etc.

3. PERFILES
 Laminación: consistente en hacer pasar al material
base (acero, aluminio) por una serie de rodillos que
irán poco a poco dándole la forma apropiada. Para
facilitar el proceso, se calientan los metales, de forma
que sean más maleables. Mediante la laminación se
consiguen piezas como
planchas, vigas, redondos, traviesas, etc.
 Extrusión: el metal extrusionado tiene que ser
fácilmente maleable, de forma que se le empuja a
través de un orificio que tiene la forma del perfil que
queremos obtener.

4. FORMAS MAS COMUNES
Pero no son las únicas, pues tenemos en el mercado
una amplia variedad de
perfiles, ángulos, platinas, chapas, etc.

5. VIGAS H (PERFILES W)
 USOS:
 En la fabricación de elementos estructurales como
vigas, columnas, cimbras metálicas, etc. También
utilizadas en la fabricación de estructuras metálicas
para edificaciones, puentes, barcos, almacenes, etc

6. VIGAS I (FORMAS S)
 USOS:
 Generalmente de usan en entrepiso metalico en forma
de diafragma para cubrir claros relativamente grandes.

7. CANAL U (FORMAS C)
 USOS:
 Al igual que las formas S se utilizan especialmente en
entrepisos
 Designación: C Altura nominal X peso en lb/pie

8. ÁNGULOS
 USOS
 Fabricación de elementos estructurales como
joist, columnas y vigas
 Designación: L Tamaño aleta X tamaño aleta X espesor

9. UNIONES
 Con los perfiles que hemos visto, se realizan las estructuras
metálicas, para ello es necesario realizar una serie de
uniones entre los diferentes elementos. las uniones se
realizan normalmente por soldadura, aunque también se
realizan algunas mediante tornillos y tuercas y mediante
remaches.
 Soldadura: se trata de un sistema que une las partes de
forma permanente (fija), por tanto es apropiado para
estructuras que no van a ser desmontadas o trasladadas.
Métodos de soldadura hay muchos, pero básicamente
consiste en calentar las piezas a unir de manera que
mediante la aportación de un material fundente o
no, queden perfectamente unidas.

10. UNIONES
 Unión mediante tornillos: es el apropiado para
estructuras que son desmontables, de forma que las
diferentes partes de la estructura quedan unidas
mediante un tornillo y su correspondiente tuerca.

11. UNIONES
 Remaches: consiste en unir de forma permanente dos
o más piezas, haciendo pasar por un orificio un metal
en forma de chaveta cilíndrica, que es posteriormente
deformado

12. CANALETAS
 USOS:
 Soporte de losa entrepiso, clavador de lámina de techo
montaje de paredes, etc.

13. Planos y dibujos
 Se elaborarán planos de anclas, de fabricación y de
montaje. En los planos de anclas se indicarán todos los
elementos que deben quedar ahogados en la cimentación o
en la estructura de concreto en la que se apoye la estructura
metálica, y que son necesarios para transmitir las acciones
que cada una de ellas ejerce sobre la otra.
 En los planos de fabricación (también conocidos como
planos de taller o de detalle) se proporcionará toda la
información necesaria para la ejecución de la estructura en
el taller, y en los de montaje se indicará la posición de los
diversos elementos que componen la estructura y se
señalarán las juntas de campo entre ellos, con indicaciones
precisas para su elaboración. Los planos de fabricación se
prepararán antes de iniciar la fabricación de la estructura.

14. Planos y dibujos
 Tanto en los planos de fabricación y de montaje como en
los dibujos y esquemas de las memorias de cálculo deben
indicarse las soldaduras por medio de símbolos que
representen claramente, y sin ambigüedades, su
posición, dimensiones, características, preparaciones en el
metal base, etc. Cuando sea necesario, esos símbolos se
complementarán con notas en el plano. En todos los casos
deben indicarse, con toda claridad, los remaches, tornillos
o soldaduras que se colocarán en el taller y aquellos que
deben instalarse en la obra.
 Los dibujos de taller se harán siguiendo la práctica más
moderna y en su elaboración se tendrán en cuenta los
factores de rapidez y economía en fabricación y montaje
que sean significativos en cada caso.

15. Planos y dibujos

21. ALUMINIO
 El aluminio es un elemento químico de símbolo Al y
numero atómico 13. Se trata de un metal no
ferromagnetico. Es el tercer elemento más común
encontrado en la corteza terrestre.
 Como metal se extrae únicamente del mineral
conocido con el nombre de bauxita, por
transformación primero en alúmina mediante el
proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico
mediante electrolisis.

22. Aplicaciones y usos
 La utilización industrial del aluminio ha hecho de este
metal uno de los más importantes, tanto en cantidad
como en variedad de usos, siendo hoy un material
polivalente que se aplica en ámbitos económicos muy
diversos.
 Por sus propiedades eléctricas es un buen conductor,
capaz de competir en coste y prestaciones con el cobre
tradicional.
 Aleado con otros metales, se utiliza para la creación de
estructuras portantes en la arquitectura y para fabricar
piezas industriales de todo tipo de vehículos. También
está presente en enseres domésticos tales como
utensilios de cocina y herramientas

23. Aleaciones
 El aluminio puro es un material blando y poco
resistente a la tracción. Para mejorar estas propiedades
mecánicas se alea con otros elementos, principalmente
magnesio, manganeso, cobre, zinc y silicio, a veces se
añade también titanio y cromo.

24. Extrusión
 La extrusión es un proceso tecnológico que consiste en
dar forma o moldear una masa haciéndola salir por
una abertura especialmente dispuesta para conseguir
perfiles de diseño complicado.

25. Fundición de piezas
 La fundición de piezas consiste fundamentalmente en
llenar un molde con la cantidad de metal fundido
requerido por las dimensiones de la pieza a
fundir, para, después de la solidificación, obtener la
pieza que tiene el tamaño y la forma del molde.

26. Mecanizado
 El mecanizado del aluminio y sus aleaciones en
maquinas herramientas de arranque de virutas en
general, es fácil y rápido y está dando paso a una nueva
concepción del mecanizado denominada
genéricamente mecanizado rápido.

27. Soldadura
 Los procedimientos de soldeo en aluminio pueden ser
al arco eléctrico, bajo atmosfera inerte que puede ser
argón, helio, por puntos o por fricción.
 La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza
por el empleo de un electrodo permanente de
tungsteno.

28. Anodizado
 Existe un proceso químico electrolítico llamado
anonizado que permite obtener de manera artificial
películas de oxido de mucho más espesor y con
mejores características de protección que las capas
naturales.

29. Pintura
 El proceso de pintura de protección que se da al
aluminio es conocido con el nombre de lacado y
consiste en la aplicación de un revestimiento orgánico
o pintura sobre la superficie del aluminio
 Los objetivos del lacado son:
 Mejorar el aspecto estético y las propiedades físicas del
aluminio.