EL ACERO ESTRUCTURAL A-36, Y SU HISTORIA

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO ESTRUCTURAL (A-36 y A-50).

INTRODUCCION

PRIMEROS USOS DEL HIERRO Y EL ACERO

Aunque el primer metal que usaron los seres humanos probablemente fue algún tipo de aleación de cobre (hecho a base de cobre, estaño y algún otro aditivo), los avances más importantes en el desarrollo de los metales han ocurrido en la fabricación y uso del hierro y del acero. Actualmente, el hierro y el acero comprenden casi el 95% en peso de todos los metales producidos en el mundo.

Desde el principio de la edad de hierro, alrededor del año 1000 A.C., el progreso de la civilización en la paz y en la guerra ha dependido mucho de lo que el hombre ha sido capaz de hacer con el hierro.

Por ejemplo, durante la batalla de Maratón en Grecia, en el año 490 A.C., los atenienses, en inferioridad numérica, mataron 6400 persas y perdieron sólo 192 de sus propios soldados. Cada uno de los soldados victoriosos llevaba 57 libras (25.878 kg) de armadura de hierro durante la batalla.

Fue en esta batalla en la que Feidípides corrió aproximadamente 40 km hasta Atenas, muriendo al llegar después de anunciar la victoria. Esta batalla supuestamente salvó a la civilización griega durante muchos años.

Según la teoría clásica sobre la primera producción de hierro en el mundo, hubo una vez un gran incendio forestal en el Monte Ida en la antigua Troya (la actual Turquía) cerca del mar Egeo.

Este terreno supuestamente era muy rico en depósitos ferrosos y el calor del fuego produjo una forma primitiva de hierro a la que se le pudo dar diversas formas, al golpearla.

Muchos historiadores creen, sin embargo, que el hombre aprendió a usar primero el hierro que cayó a la Tierra en forma de meteoritos. Con frecuencia el hierro de los meteoritos está combinado con níquel, resultando entonces un metal más duro. Posiblemente los primeros pobladores del planeta forjaron este material para convertirlo en armas y herramientas primitivas.

El acero se define como una combinación de hierro y pequeñas cantidades de carbono, generalmente menos del 3%. También contiene pequeños porcentajes de algunos otros elementos como el níquel, cromo, magnesio y manganeso. Aunque se ha fabricado acero desde hace 2000 o 3000 años, no existió un método de producción económico sino hasta la mitad del siglo XIX.

El primer acero seguramente se obtuvo cuando los otros elementos necesarios para producirlo se encontraron presentes por accidente cuando se calentaba el hierro. Con el paso de los años, el acero se fabricó muy probablemente calentando hierro en contacto con carbón vegetal.

La superficie del hierro absorbió algo de carbono del carbón vegetal que luego se martilló en el hierro caliente. Al repetir este proceso varias veces, se obtuvo una capa exterior endurecida de acero. De esta manera se produjeron las famosas espadas de Toledo y Damasco.

Al primer proceso para producir acero en grandes cantidades se le dio el nombre de Sir Henry Bassemer de Inglaterra. Recibió una patente inglesa para su proceso en 1855, pero sus esfuerzos para conseguir una patente en los Estados Unidos no tuvieron éxito, y que se probó que William Kelly de EddyVille, Kentuchy, había producido acero mediante el mismo proceso siete años antes de que Bessemer solicitara su patente inglesa. Kelly recibió la patente, pero usó el nombre de Bessemer para el proceso.

El convertidor Bessemer se usó en los USA hasta principios de este siglo, pero desde entonces se ha reemplazado con mejores métodos como el proceso de hogar abierto y el de oxígeno básico.

Gracias al proceso Bessemer, en 1870 ya se podía producir en grandes cantidades acero estructural al carbono y por 1890 el acero era el principal metal estructural usado en los USA.

El primer uso del metal para una estructura tuvo lugar en Shronpshire, Inglaterra (200 km al noroeste de Londres) en 1779, ahí fue construido con hierro fundido el puente Coalbrookdale en arco de 100 pies de claro (30.48 mts) sobre el río Severn.

Se dice que este puente (aún en pie) fue un punto crítico en la historia de la Ingeniería porque cambió el curso de la Revolución industrial al introducir el hierro como material estructural. Supuestamente este hierro era cuatro veces más fuerte que la piedra y treinta veces más fuerte que la madera.

Muchos otros puentes de hierro fundido se construyeron en las décadas siguientes; pero después de 1840 el hierro dulce más maleable empezó a reemplazar al hierro fundido. El desarrollo del proceso Bessemer y avances subsecuentes, como el proceso de hogar abierto, permitió la fabricación de acero a precios competitivos, lo que estimuló el increíble desarrollo que ha tenido en los últimos 100 años del acero estructural.

Los primeros perfiles estructurales hechos en los Estados Unidos, en 1819, fueron los ángulos de hierro laminado. Las vigas I de acero se laminaron por primera vez en los estados unidos en 1884 y la primera estructura reticular (el edificio de la Home Insurance Company de Chicago) fue montada ese mismo año.

El crédito por inventar el rascacielo se le otorga generalmente al ingeniero William LeBaron Jenney que ideó esta estructura, aparentemente durante la huelga de albañiles. Hasta ese momento los edificios altos en los Estados Unidos se construían con muros de carga de ladrillos de varios pies de espesor.

Para los muros exteriores de este edificio de 10 niveles, Jenney usó columnas de hierro colado recubiertas por ladrillos. Las vigas de los seis pisos inferiores se fabricaron con hierro forjado, en tanto que las vigas de los pisos superiores se fabricaron con acero estructural. El primer edificio con estas características, es decir, totalmente de acero estructural fue el segundo edificio de la RandMcNally terminado en 1890 en Chicago Illinois, USA.

Un aspecto importante de la torre Eiffel, de 985 pies (300 mts) de altura y construida con hierro forjado en 1889, fue el uso de elevadores para pasajeros operados mecánicamente. La disponibilidad de estas máquinas junto con la idea de Jenney relativa a la estructuración reticulada, condujo a la construcción de miles de edificios altos en todo el mundo en los siguientes 100 años.

Durante esos primeros años, diversas laminadoras fabricaron sus propios perfiles y publicaron catálogos con las dimensiones, pesos y otras propiedades de esas secciones.

En 1896, la Association of American Steel Manufactures (Asociación Americana de fabricantes de acero) actualmente llamada American Iron and Steel Institute, (AISI, Instituto americano del hierro y el acero) hizo los primeros esfuerzos para estandarizar los perfiles.

Actualmente casi todos los perfiles estructurales están estandarizados, aunque sus dimensiones exactas pueden variar un

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