El acero es un material con diferentes propiedades y aplicaciones, mismas que propician que se encuentre presente en prácticamente cualquier lugar y en gran variedad de formas, desde pequeños utensilios hasta grandes y sorprendentes edificaciones. Si te interesa saber más sobre este producto y los tipos que existen, ¡continúa leyendo para averiguarlo!
¿Qué es el acero?
El acero es una aleación compuesta principalmente por hierro (Fe, elemento metálico) y diversas cantidades de carbono (C, elemento no metálico), aunque integra también otros elementos, los cuales modifican sus propiedades. Dicha aleación adquiere gran dureza y elasticidad con el temple.
Al ser una combinación de elementos, no se encuentra en estado puro en la naturaleza y la cantidad de carbono que contiene varía entre el 0,088 % y el 2,111 %; sin embargo, en general tiene entre el 0,3 % y el 0,3 %. Entre los muchos elementos que suelen integrar los aceros están el cromo, el manganeso, el níquel, el aluminio y el silicio.
¿Para qué sirve y dónde se utiliza el acero?
El acero sirve como material de construcción y como materia prima para la elaboración de gran variedad de herramientas y piezas mecánicas, así como elemento indispensable en industrias tan importantes como la energética y la alimentaria. En cuanto a sus presentaciones y usos generales, podemos hablar de los siguientes:
- Elementos de construcción: abarca una amplia cantidad de productos con sus respectivas aplicaciones, entre los que podemos mencionar tanto los perfiles comerciales como gran diversidad de perfiles estructurales, así como otros materiales ampliamente usados, como las láminas y elementos de refuerzo, por ejemplo, el acero corrugado, por mencionar sólo algunos.
- Piezas de maquinaria: ya sean para autos, del sector agrícola, del armamento militar y de tecnología.
- Vehículos: en carrocerías, barcos, transportes blindados y ferrocarriles.
- Herramientas: tornillos, tuercas, remaches, chapas, martillos, muelles de válvulas, llaves, soldaduras, destornilladores, entre muchas otras.
- Utensilios de cocina: cubiertos, ollas, sartenes, entre otros.
- Ámbito energético: en la recuperación, producción, distribución y almacenamiento de energía; por ejemplo, en centrales termoeléctricas, hidroeléctricas y nucleares.
- Ámbito alimentario: en el cultivo, almacenamiento y entrega de alimentos, así como en la recolección, almacenamiento, purificación y distribución de agua.
¿Cuáles son las propiedades del acero?
Las propiedades del acero son diversas y pueden clasificarse en función de diferentes criterios, por lo que a continuación te hablamos de los más importantes. El primer criterio que puedes tomar en cuenta es el tipo de aleación, el cual varía a partir de la integración o ausencia de unos u otros elementos en el compuesto de hierro y carbono.
Si la aleación cuenta con una concentración de carbono superior al 2,0 %, se vuelve quebradiza, por lo que no se puede forjar. Por otro lado, el acero tiene mayor resistencia, dureza y elasticidad que el hierro puro, ya que el carbono y los otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, mejoran sus propiedades físico-químicas.
En este sentido, las diferentes aleaciones, entre las que podemos encontrar más de 3500, producen cambios que contemplan las siguientes propiedades:
- Resistencia y dureza
- Resistencia al impacto
- Resistencia al desgaste
- Resistencia a la corrosión
- Resistencia a altas temperaturas
- Aumento de la profundidad a la que la aleación puede ser endurecida (penetración de temple)
Por otro lado, podemos hablar de un segundo criterio, mismo que contempla las cualidades más sobresalientes de dicha aleación. Al respecto, las propiedades del acero son:
- Conformabilidad y durabilidad
- Resistencia a la tracción
- Resistencia a la fluencia
- Buena conductividad térmica
- Resistencia a la corrosión
En cuanto a la conformabilidad, se refiere a la capacidad que tiene el acero para adoptar una forma diferente sin perder su integridad estructural, manteniendo la nueva sin volver a su perfil original ni torcerse en sus bordes. Y en cuanto a la resistencia a la fluencia, esta contempla el límite elástico del acero, vinculado a la tensión que soporta una pieza conformada por esta aleación para conseguir una deformación plástica.
Ahora bien, uno de los criterios más utilizados para hablar de las propiedades del acero considera su clasificación a partir de cualidades mecánicas y físicas. En este punto, las propiedades mecánicas y físicas del acero varían en función del tipo de aleación con el que se cuenta y del grado de impurezas presentes en la misma, por ejemplo el fósforo y el sulfuro. Veamos las primeras.
Propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas del acero consideran su resistencia, ductilidad y dureza. Concretamente, son las siguientes:
- Plasticidad: capacidad para mantener su forma luego de ser sometido a determinado esfuerzo. Entre menos porcentaje de carbono tenga el acero, más plástico es.
- Fragilidad: facilidad con la que el acero puede romperse luego de ser sometido a determinado esfuerzo. Entre más porcentaje de carbono tenga, es más frágil.
- Maleabilidad: cualidad para ser convertido en planchas o láminas de acero.
- Dureza: resistencia del acero ante agentes abrasivos o que desgastan. Entre más porcentaje de carbono tenga la aleación, más dura es.
- Tenacidad: capacidad para resistir una fuerza externa sin romperse. La aleación con una concentración media de carbono aumenta la tenacidad de la misma.
Propiedades físicas. Las propiedades físicas del acero consideran su densidad y conductividad eléctrica y térmica, mismas que no varían demasiado de una aleación a otra. Son las siguientes:
- Cuerpo: peso, volumen, masa y densidad del acero.
- Térmicas: capacidad para conducir la temperatura (conducción), potencial para transferir calor (convección) y capacidad de emanar rayos infrarrojos en el medio (radiación).
- Eléctricas: cualidad del acero para conducir la corriente eléctrica.
- Ópticas: capacidad de reflejar la luz o emitir brillo. Entre más porcentaje de aluminio tenga la aleación, mayor será esta propiedad.
- Magnéticas: cualidad para ser inducido o inducir a un campo electromagnético. Entre más porcentaje de hierro tenga el acero, mayor capacidad de actuar como imán tendrá.
Ahora que ya sabes qué es el acero y las diferentes propiedades con las que cuenta, veamos otro punto relevante para entender este material: la manera en la que se consigue.
¿Cómo se obtiene el acero?
El acero se obtiene a partir de elementos naturales o al emplear materiales reciclados. Con respecto a su obtención natural, se emplea el arrabio, que es una fundición de hierro que se consigue en un reactor térmico de gran tamaño conocido como alto horno u horno alto.
Las materias primas que se utilizan para obtener el acero son el mineral de hierro y el carbón, a los que se le agrega un elemento llamado fundente, que favorece la fusión y la formación de escoria. Las piedras calizas son los fundentes más utilizados en la obtención de este material.
El mineral de hierro incluye rocas y minerales de los que se extrae hierro metálico y está compuesto principalmente por óxidos y carbonatos de hierro. Por otro lado, con el carbón se crea el coque siderúrgico, combustible utilizado en la fabricación del acero; para esto, los carbones se destilan en un horno de coquización, que es un compartimiento cerrado y diseñado para trabajar a elevadas temperaturas y en ausencia de aire.
En términos generales, la obtención del acero contempla la fusión en el horno alto, la producción de acero bruto, la determinación del porcentaje de carbono que tendrá la aleación, la eliminación de las impurezas, la laminación y, finalmente, el enrollado del acero en bobinas.
¿Cuántos tipos de acero hay?
Existen diferentes tipos de acero, cuyas diferencias se encuentran tanto en su estructura química como en sus propiedades físicas. Al respecto, podemos encontrarnos con diferentes clasificaciones de esta aleación y, asimismo, con una enorme cantidad de variantes de cada una. No obstante, los tipos de aceros más comunes, es decir, aquellos que se utilizan con mayor frecuencia en construcción y manufactura son los siguientes:
- Acero al carbono
- Acero de refuerzo
- Acero galvanizado
- Acero inoxidable
De esta lista podemos destacar al acero al carbono como el acero más utilizado a nivel mundial, gracias a su relación calidad-precio, la más conveninete para proyectos en ambientes comunes o poco agresivos.
¿Dónde adquirir acero de alta calidad?
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Referencias:
- https://www.aceroslevinson.com/2017/12/que-es-el-acero/
- https://www.mipsa.com.mx/sabias-que/que-es-el-acero/
- https://es.wikipedia.org/wiki/Acero
- https://www.totalmateria.com/page.aspx?ID=propiedadesdelacero&LN=ES#:~:text=Las%20propiedades%20del%20acero%20m%C3%A1s,la%20resistencia%20a%20la%20corrosi%C3%B3n
- https://glosarios.servidor-alicante.com/acero/conformabilidad
- https://aceropedia.com/tipos-de-acero/aceros-resistentes-a-la-fluencia/#:~:text=Definici%C3%B3n,para%20conseguir%20una%20deformaci%C3%B3n%20pl%C3%A1stica
- https://humanidades.com/acero/
- https://www.bankinter.com/blog/economia/acero-aplicaciones-uso#:~:text=M%C3%A1s%20del%2015%25%20del%20acero,%2C%20puertos%2C%20estaciones%20y%20aeropuertos
