El hierro y su uso en construcción 1

El hierro y su uso en construcción 1
Por Francisco Martínez Alas. (1986)

(En el año de 1986 tuve que escribir varios trabajos sobre materiales de construcción. Cuatro de esos los conservé porque me gustaron mucho. Ahora, aunque debe haber muchas otras y mejores fuentes de información sobre esos temas, y si los escribiese hoy los elaboraría de una manera distinta, deseo compartir esos mismos trabajos con mis lectores como una muestra de mis intereses de otra época.)


Indice
Introducción cuasi histórica
De los objetivos de este trabajo
Siderurgia del hierro
Formas comerciales de hierro y acero
Usos en construcción
Conclusiones
Recomendaciones
Bibliografía

"Las cúpulas metálicas de las sala de lectura descansan sobre columnas de fundición, dieciséis columnas totalmente independientes de los muros de manpostería."
L.Labrouste: Biblioteca Nacional de Paris, 1878

Introducción cuasi histórica
Desde tiempos antiguos se ha utilizado el hierro en una u otra forma en la construcción, pero no fue sino hasta mediados del siglo 19 que se comenzó a utilizar como sistema constructivo organizado, lo cual fue posible gracias a los procedimientos de la moderna siderurgia; y demarcó el camino hacia una nueva arquitectura, en cuanto estilo y estructura, significado y posibilidades. El recuento de algunas descripciones pictóricas de edificios y de algunos tratados de edicicación de finales del siglo pasado y principios del presente en los capítulos dedicados al hierro y al hormigón armado, así como el reseñamiento de los últimos movimientos de la arquitectura moderna y contemporánea, permite observar cómo el desarrollo de la tecnología del hierro y el cemento es inherente al de la arquitectura de tales periodos. La investigación sobre las construcciones metálicas reviste por ello una particular importancia, ya que el hierro entre los metales es el más importante desde el punto de vista constructivo.

De los objetivos de este trabajo
Acerca de lo que es el hierro y cómo se procesa, de los productos resultantes y de sus diferencias y cualidades, de las varias formas comerciales del acero que produce la industria, y de sus usos más importantes en construcciones metálicas o su participación en el hormigón armado, persigo tratar aquí con la finalidad de describir y conocer lo más posible este importante material de construcción, imprescindible en la mayor parte de las construcciones actuales.

Siderurgia del hierro
El hierro no se encuentra en estado puro en la naturaleza. Para la fabricación del acero y los productos que reciben el nombre genérico de hierro, se utilizan minerales como el oligisto o hematites roja, la limonita o hematites parda, la siderita o hierro espático, la magnetita y otros afines. Los cuales se funden en altos hornos con carbonatos o en mezcla con carbón y fundentes adecuados.

Entre el hierro y el acero no hay una distinción clara, sino sea la del porcentaje de carbono que contengan; los procedimientos de fabricación sirven para ambos casos por igual. Entre esos procedimientos podrían citarse algunos de los más conocidos: procedimiento directo o forja catalana, en hornos de reverbero, en convertidores, en hornos, en crisloes refractarios, o en hornos eléctricos.

Ninguno de tales procedimientos serán descritos aquí con mucho detalle, pero debo hacer notar, sin embargo, que Levi (1) lo hace muy detalladamente. Todos los procedimientos, en general, puede decirse que consisten en calcinar minerales de hierro, o hierro y acero, con substancias carbonosas, y ocasionalmente con otros minerales, con el objeto de carbonatar el hierro, obteniendo así "fundiciones", producto que contiene hasta un 7% de impurezas y de 1.67% a un 6% de carbono; los lingotes obtenidos en las fundiciones, son luego sometidos a un proceso de afinamiento que varía según el método de fabricación y el tipo de hierro a acero que se desee obtener.

A continuación, se resumen los procedimientos, descritos por Levi, para la fabricación del hierro y el acero.

Procedimiento directo: Este consiste en reducir el mineral original en un horno pequeño y bajo. Proceso en donde el carbón pulverizado produce anhídrico carbónico, el que se reduce luego a óxido de carbono, y ello es lo que reduce los granos de mineral de hierro. También en este proceso se forman escorias o silicatos de base metálica y fluidos. Entre ellos se va aglomerando las partículas de hierro y el resultado es un producto bastante puro.

Procedimiento de reverbero: Es un procedimiento de afinación de la fundición en hornos de reverbero. La fundición o producto de la calcinación de minerales ferrizos se afina, eliminando el carbono y otras partículas extrañas, o impurezas, mediante fusión oxidante en hornos llamados de reverbero o pudelar, y aquí es donde se obtiene hierro o acero en estado pastoso. Para ello se prefiere la fundición llamada blanca. El hierro así obtenido, se llama pudelado. Las escorias se...

Ahora bien, este producto antes del afinado, según Schindler, por el color y la estructura se distingue en : fundición blanca, gris o atruchada. La fundición propiamente dicha resulta por fusión de la fundición gris.

Fundición  blanca: su fractura es blanca y cristalina en disposición radial; no puede moldearse. Se emplea más que todo como materia prima para el forjado.

Fundición gris: de fractura oscura, debido al carbono precipitado en forma de grafito que contiene; de gran fluidez por fusión. Sirve para obtener la fundición propiamente dicha.

Fundición atruchada: es un tipo de fundición intermedia entre la blanca y la gris.

El hierro susceptible de aplicaciones técnicas se obtiene del lingote por fusión en hornos especiales y contiene elementos secundarios que influyen en mayor o menor grado en sus propiedades. La fundición propiamente dicha resulta por fusión de la fundición gris.

También se admiten distinciones tales como: Hierro forjable o maleable y acero templable; hierro dulce, obtenido por afinado del lingote y cinglado en martinete; acero dulce, obtenido por afinado en convertidores u hornos especiales; acero de crisol o fundido, obtenido por fusión con otros metales.

La confrontación de varios autores muestra clasificaciones del hierro y del acero no uniformes; sin embargo, los que factores que siempre se toman en cuenta son: si son o no maleables, si admiten forja o temple, su punto de fusión, y si pueden soldarse, su tenacidad y resistencia, si son homogéneos o no, y principalmente la cantidad de carbono que contengan.

Habiendo descrito de manera sucinta los procesos siderúrgicos del hierro y el acero, en la siguiente parte se estudiarán las formas como se produce el hierro para distribución comercial.