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• Carolina Castro

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EL ACERO

Ingeniería Civil – Universidad Militar Nueva Granada. Materiales - 27/Marzo/2014

Con el avance tecnológico, el desarrollo de técnicas innovadoras, la invención e implementación de herramientas tecnológicas y la optimización de procesos industriales, se ha llevado al sector industrial a mejorar la calidad y a aumentar la cantidad de sus productos, ofreciendo al mercado bienes y servicios que suplen necesidades (muy variadas) de acuerdo a lo demandado. Por supuesto, el sector de la construcción, es uno de los más exigentes y demandantes respecto a especificidad, pues bien, los materiales requeridos para desarrollar un proyecto, pertenecen a una lista que es un poco extensa y específica, en la cual el acero, encabeza dicha lista. Es un poco amplio el tema acerca de los materiales empleados en una construcción, ya que, los elementos necesarios dependen de la función que cumpla dicho proyecto (vías – edificios – puentes – muros de contención…).

Fabricación de acero. Consecuente con lo anterior, se menciona al acero como el primer elemento al que recurren las empresas de construcción, debido a su uso estructural, pues este elemento conforma el esqueleto de la obra, dándole el soporte necesario a la estructura. Pero, ¿cómo se obtiene y de dónde viene? Las siderúrgicas colombianas, tienen dos procesos por medio de los cuales obtienen el acero para construcción (acero al bajo carbón), Chatarrización y el acero de alto horno.

El acero de alto horno.

El producto que se obtiene al fundir hierro (obtenido de los yacimientos minerales) más carbón, es el acero. Este proceso implica purificar el hierro, que es extraído (Mineral de hierro más coque y caliza), y dotarlo de propiedades mecánicas (ductilidad y resistencia) con el objeto de ser utilizado en la industria. El contenido de carbón en dicha fundición determinará qué tan resistente y dúctil es, así pues, a mayor porcentaje mayor resistencia y menor ductilidad. En Colombia, los principales yacimientos de hierro se encuentran en: Belencito y Samacá (Boyacá); Pacho, Subachoque, Nemocón, Zipaquirá (Cundinamarca); Amagá en Antioquia; La Plata en Huila. Y las principales siderúrgicas son: Acerías Paz de Río (Boyacá), Aceros Diaco, Aceros Sogamoso, Acasa (Siderúrgica de Caldas) y Sidoc.

La chatarrización. Por otro lado, en la chatarrización, la materia prima es la chatarra, fundida por medio del uso del horno eléctrico. Existen tres tipos de chatarra útil para la producción de acero: reciclada (recortes producidos por la misma fábrica), de transformación (virutas de máquinas) y de recuperación. Ésta última representa la mayor parte para la producción de acero y proviene de los autos, electrodomésticos, entre otros, que sobrepasaron su vida útil. El proceso de chatarrización, atraviesa dos fases: 1. Fase de fusión:

En la cual el producto final (chatarra más agentes reactivos y escorificantes 1) es una colada de acero. 2. Fase de finura: Consiste en adicionar ferroaleaciones, con el fin de eliminar elementos no deseados (silicio, manganeso, fósforo, entre otros). Seguido del vertimiento en un recipiente denominado cuchara de colada, para finalizar la homogeneización. El uso de horno eléctrico pone en desventaja este proceso con respecto a otros para la obtención de acero, pero, utilizar la chatarra como materia prima le da más ventajas que desventajas, ya que minimiza tanto la inversión económica como el impacto medio ambiental. Actualmente, en Colombia, solo Acerías Paz del río, produce acero mediante el proceso de alto horno (posee siderurgia integrada). Por su parte, Diaco, Aceros Sogamoso, Acasa y Sidoc producen todos sus aceros como siderúrgicos semi-integrados, por lo que el 65% del sector siderúrgico del país utiliza hornos eléctricos.

Tipos de aceros. Las siderúrgicas fabrican varios tipos de aceros, dependiendo del uso que se requiera; esta clasificación depende de la proporción que se añade de cierto elemento, es decir su composición química. Existen cinco clasificaciones principales, a saber: -

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Aceros al carbono: contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques. Aceros aleados: contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines, entre otros. Aceros de baja aleación ultrarresistentes: estos aceros son más baratos que los aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Aceros inoxidables: estos aceros contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos. En

1 Escorificantes o elementos que ayudan a formar la escoria y depurar por tanto el material resultante. Normalmente el escorificante más empleado es la cal.

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cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable. Aceros de herramientas: Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación. Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y durabilidad.

Sin embargo, existen otro tipo de clasificaciones, las cuales dependen de otras variables, como por ejemplo: Tratamiento térmico, Calentado a º C, Enfriado a º C, Revenido a º C, Propiedades físicas, Límite de rotura, Límite de fluencia, Alargamiento, Estricción, Nº de dureza brinell, entre otros.

Mercado Colombiano. El sector constructor, (e implícitamente los subsectores cementeros, siderúrgicos, entre otros), por años ha venido impulsando la economía colombiana. Según el informe económico de CAMACOL2, presentado en Diciembre del 2013, el sector de la construcción aumentó el 6.4%, contribuyendo directamente al crecimiento del PIB Total, que para el año pasado fue del 4.2%. Es claro, que este sector ha ido creciendo en los últimos años, esto se debe a las políticas macroeconómicas del país y al impacto en la economía nacional, que tienen los subsectores pertenecientes a la construcción. Para este año, el panorama es de un crecimiento, que, oscila entre un 6.9% y 10.5%. Ahora bien, ¿Quiénes son las responsables, a nivel nacional, de la producción de aceros al bajo carbón? Principalmente, Acerías Paz del río, como se mencionó anteriormente, es una de las acerías más importantes del país, sino la más importante. La única siderúrgica integrada del país, es decir, con procesos de alto horno, fue fundada en 1948 con apoyo del gobierno y en 1955 logró una venta de acciones y ser una empresa con más de 400.000 accionistas. En 2007, Votorantim adquirió 52.1% de las acciones de la siderúrgica, convirtiéndose esta en parte del grupo Votorantim Metais. Acerías paz del río, cubre el 30% de la demanda nacional, con un limitado catálogo de productos; entre ellos están, Las barras corrugadas, rollos corrugados, acero figurado, malla Electro soldada y grafiles.3 Por otro lado, GERDAU Diaco, se encarga de reciclar y transformar el acero. Está presente en la mayoría de los países latinoamericanos y su portafolio de productos pertenece al grupo de los aceros largos (vigas, perfiles, entre otros). A su vez, Aceros Sogamoso y Acasa (Siderúrgica de Caldas), siderúrgicas semi-integradas, cuyos portafolios de productos van enfocados hacía la producción de aceros largos, aunque con menor impacto sobre la economía Colombiana. 2 Cámara Colombiana de la Construcción. 3 Tomado de: http://www.pazdelrio.com.co/_pdf/Catalogo_de_Productos_Paz_del_Rio.pdf

Sidoc S.A., representante de una parte del 65% de las siderúrgicas semi-integradas, ofrece un catálogo más amplio y mixto, entre los cuales están, las barras corrugadas (