El fierro o Hierro en la construcción civil, es probablemente el material más importante en combinación con el concreto

INTRODUCCIÓNEl hierro tiene una enorme importancia en la vida moderna. ¿Cómo se podrían construir los aeroplanos todos los medios modernos de transportes y los innumerables dispositivos mecánicos en que se utiliza el hierro para su construcción , sin mencionar los tornillos y pernos y centenares de otras piezas corrientes en el uso diario. Es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico. El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas; el objeto más antiguo, aún existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000 a.C. El término arqueológico edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que se extiende la utilización y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenzó en Europa central hasta la mitad del siglo XIV d.C.

EL FIERRORESEÑA HISTORICA DEL USO DE ACEROS EN LA CONSTRUCCION CIVIL

 El perfeccionamiento de los métodos de producción industrial de los materiales ferrosos fue, quizá, el acontecimiento más importante de todos los producidos en la gran revolución industrial del siglo XIXUna manifestación memorable de ese acontecimiento fue la Exposición Universal de París de 1889, que marcó el triunfo de las construcciones metálicas. La construcción que deslumbró al mundo y marcó el verdadero punto de partida en la historia de las construcciones fue la Torre Eiffel. Después de ella se han construido muchos edificios de gran tamaño y notable alarde técnico, pero ninguno la superó en su atrevimiento innovador. Lo que le sucedió a esta torre, fue el proyecto realizado también por Eiffel, la Torre de París, en el Campo de Marte, integrando la Exposición Universal destinada a festejar el primer centenario de la revolución.Después de construido esta torre se consideró que todos los demás prodigios eran realizables y se proyectaron obras metálicas de todos los géneros. Se construyeron edificios de varios pisos para depósitos, oficinas y casas-habitación, empleando esqueletos completamente de acero. En Norteamérica las construcciones con esqueletos metálicos tuvieron y siguen teniendo gran difusión. Nacieron así numerosos edificios de gran altura llamados rascacielos. Los más célebres son el Woolworth Building, el rascacielos Chrysler y el Empire State Building, todos ellos construidos en Nueva York. La difusión de dichas construcciones ha obligado a los estudiosos a elaborar métodos de cálculo adaptados a las estructuras de muchos pisos, como así también al uso del ordenador o computadora para facilitar los mismos. A fines del siglo XIX, mientras con las grandiosas manifestaciones de París se celebraba la victoria del hierro, comenzaba ya a difundirse un nuevo sistema de construcción que permitía asociar el hierro al cemento. En Francia, después de las primeras y tímidas tentativas de Monnier, se pasó bien pronto a las notables construcciones de Ennebique, y el sistema s difundió rápidamente. Estas estructuras no pueden considerarse como rivales de las de acero porque exigen un notable empleo de hierro para la armazón.

Pero el sistema constructivo llamado de “hormigón armado” obtuvo muy pronto el favor de los constructores, porque permite obtener casi las mismas cualidades de resistencia y audacia de las estructuras metálicas conservando, además, la monumentalidad de las construcciones con muros. En Italia, al ser proclamada la autarquía, en 1935, el hierro quedó prohibido y se construyeron en hormigón armado hasta los rascacielos, contra toda conveniencia, como es fácil de constatar si se tiene en cuenta que en una construcción de ese tipo la sección de las pilastras en la base se hace tan grande que absorbe una parte considerable de la superficie utilizable en los pisos bajos. En Bari, excluyendo las industrias para los cuales se han construido numerosos galpones metálicos, puede afirmarse que el empleo de los esqueletos de acero para las construcciones civiles se reduce a dos casos: el palacio del Renacimiento y la sede actual delU.P.I.M; y el de la casa del estudiante, de 10 pisos, con un ala enteramente construida en esqueleto metálico. En las últimas décadas, la situación ha cambiado mucho, y la elección entre ambos sistemas se inclinó mucho hacia el hormigón (en nuestro medio), debido al alto costo del acero en la construcción

ELABORACIÓN DEL HIERRO

Los hierros empleados en construcción se obtienen por los procedimientos de laminación, forja y molde. Predomina el uso de los hierros laminados, como perfiles para vigas, viguetas, correas, columnas, cabriadas, y como parte integrante del hormigón armado, en el cual se emplea en barras de sección redonda. Se aplica también y con muy variadas formas, en sinnúmero de casos (chapas lisas, y onduladas, carpintería metálica, etc.).Laminado: consiste en el estirado y comprensión del hierro por medio de dos cilindros que giran en sentido contrario y a la igual velocidad, procedimiento que también permite aumentar la compacidad del metal. La máquina que trabaja con dos rodillos es llamado dúo. En ella cuando ha pasado el metal, se lo debe hacer pasar nuevamente entre los rodillos para repasarlos hasta conseguir el espesor conveniente, lo cual es largo y engorroso. Se

trató de simplificarlo haciendo que los rodillos puedan invertir el sentido de la marcha, con lo cual se mejoró algo. La solución fue dada al colocar un tercer rodillo, trabajando a trío, con lo cual el metal pasa entre los dos primeros y se repasa entre el segundo y tercero sin interrumpir la marcha. El proceso de laminación requiere una serie de pasadas del metal por las laminadoras, tantas veces cuanto más complicados sean los perfiles. De acuerdo a dichos perfiles hay rodillos con su eje horizontal y otro vertical. Cuando se disponen escalonados y graduados los calibres, se compone de lo que se llama un tren de laminado. El hierro, como es de suponer, se lamina calentando al rojo; de esta manera va tomando las formas que le transmiten los rodillos, tratando de hacerlo antes de que se enfríe, en cuyo caso debe ser nuevamente calentado. Los cilindros afectan la forma que debe tener el hierro laminado. Así, por ejemplo, si se trata de una chapa ondulada, los cilindros laminadores tienen la forma y radio de la onda a fabricar; si es lisa, también lo son los cilindros.

Para fabricar los alambres se emplean los rodillos de contacto, los cuales dejan solamente las ranuras cada vez menores por donde pasa el hierro al rojo blanco; el diámetro mínimo que se obtiene es de 5 mm, y para obtener los de diámetro menor se parte de éstos, haciéndolos pasar por orificios troncocónicos cada vez más chicos y se van enrollando en carretes.Forja. Consiste en dar forma por presión o golpes con el martillo, martinetes, máquinas especiales o bien simplemente con prensas. Los lingotes se calientan y se los somete a la acción de martinetes, los cuales elevando martillos por medio de vapor o aire comprimido, los dejan caer desde cierta altura, que depende, así como el peso del martillo, del trabajo a ejecutar. El forjado transmite al hierro una estructura compacta y fibrosa. Fundición o moldeo. Consiste en verter los metales al estado líquido en moldes, donde se enfrían y solidifican, conservando inalterablemente las formas que les dan dichos moldes. Los moldes son hechos con arenas refractarias húmedas, empleando moldeos de madera con la forma que debe tener la pieza a reproducir. Retirando el moldeo se vierte el metal, el cual llenará el espacio vació que viene a formar el negativo de la forma; luego se cubre con arena para evitar que se enfríe rápidamente, lo que podría rajarlo. Una vez frío, solidificado, se retira, quedando solamente una cara perfectamente lisa, la superior; las otras quedan rugosas, debido a los granos de arena. El uso de las fundiciones es menor hoy en día que de forja y laminado, pese al auge que tuvo en el pasado. Se usa exclusivamente para la fabricación de caños cloacales, rejillas, balcones y columnas de alumbrado. Los caños de fundición pueden moldearse horizontal o verticalmente; en esta última forma resultan mejores, porque el peso propio de la masa los hace más compactos, evitándose así las sopladuras, y resulta más fácil el manejo de moldes. Los caños se fabrican con sus extremos dispuestos para la conexión en forma de enchufe o cordón; los codos con curvas a 45° y a 90° con tapa de inspección, codos de apoyo y tapa de inspección para bajadas verticales, los ramales a 45° con tapa de inspección, todo en hierro fundido o colado, y a veces centrifugado. Las columnas de alumbrado se fabrican de una sola pieza cuando son chicas; las grandes, en tres partes: base, fuste y capitel.

APLICACIÓN DE FIERROS EN LA OBRA

Uno de los materiales más utilizados en la edificación de obras es el acero y dentro de ellos el fierro. Este material es uno de los más importantes pues es en base a fierros que se hace el esqueleto de una estructura, como zapatas, columnas, columnetas, vigas, dinteles, placas, viguetas, etc.

a. La Columna: Son estructuras hechas en base a fierros, concreto, etc. Estas columnas deben tener en su estructura estribos que son fierros doblados en forma cuadrada o rectangular o según el tipo de columna que se quiera construir. Además estos estribos deben estar amarrados a las columnas por medio de alambres y deben tener una separación de 20 a 25 cm. en la parte central de la columna y una separación menor en los extremos de las columnas.

b. Las Placas: Son estructura hechas en base a fierros, alambres, concreto, etc. y que tiene la forma de una columna pero alargada cuya función principal es soportar cargas y fuerzas cortantes. Los fierros que tienen las columnas deben tener una separación de entre 20 y 25 cm.

c. Las Vigas: Las vigas son piezas de madera, hierro u hormigón armado, que se colocan horizontalmente dentro de la estructura, se apoyan en dos puntos y están destinadas a soportar cargas. Las vigas están sometidas a esfuerzos de flexión, por lo tanto los materiales con los que se construyen tienen que soportar esfuerzos de tracción y de compresión al mismo tiempo. Como ningún material es totalmente rígido, las vigas tienden a doblarse, y así la mitad superior se comprime y la mitad inferior se tracciona.Las vigas se emplean fundamentalmente en la construcción de grandes puentes y edificios de todo tipo, permitiendo la realización de grandes zonas voladas. En la construcción de edificios, las vigas sirven de apoyo a las viguetas, que son vigas más pequeñas en las que se sujetan elementos de cerámica y hormigón para formar los forjados que dan lugar a los suelos de las distintas plantas.

d. Escalera: Es una construcción diseñada para unir diversos espacios situados en varios niveles en vertical, dividiéndolo en alturas reducidas con un lugar para poner el pie, llamadas escalonesLa estructura de estas hecha a base de concretos y fierros armado en forma de malla.

e. Los Dinteles: Son estructuras hechas de fierro y concreto, parecidas a las vigas pero son de menor tamaño. Estas se ubican por encima de puertas y ventanas.

f. Las Viguetas: Las viguetas son barra de hierro laminado destinada a la edificación de construcciones en losas.

VENTAJAS Y DEVENTAJAS DEL FIERRO

A. Ventajaso Alta resistencia del fierro por unidad de peso lo que permite estructuras

relativamente livianas y en consecuencia espacios más diáfanos, con menor número de apoyos

o Dimensiones menores de los elementos estructurales

o Avisan con grandes deformaciones antes de producirse un fallo debido a que el

material es dúctilo Uniformidad ya que las propiedades del fierro no cambian apreciablemente con el

tiempoo Homogeneidad del material

o Posibilidad de reforma de manera más sencilla para adaptarse a nuevos usos del

edificio lo cual es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas... que en el caso de viviendas

o Rapidez de montaje

o Posibilidad de prefabricación en taller consiguiéndose mayor exactitud

o Gran capacidad de laminarse con diversos tamaños y formas

o Reutilización del acero tras desmontar la estructura

B. Desventajaso Corrosión

o Problemática en caso de incendios

o Pandeo ya que se utilizan elementos esbeltos sometidos a compresión (soportes

metálicos). No obstante, las estructuras se calculan evitando estos fenómenoso Mayor coste de la estructura y su posterior mantenimiento: pinturas contra la

corrosión, paneles de protección frente al fuego...http://www.construccion-civil.com/2009/12/el-fierro-en-la-construccion-civil.html

http://aquinodiazmoises.blogspot.com/2008/06/uso-de-fierro-en-construcciones.html

http://acunavasquezanthonymartin.blogspot.com/2008/06/el-fierro-en-la-ingenieria-civil.html