¿Qué es el Acero?
Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS. Ferroso viene de la palabra Ferrum que los romanos empleaban para el fierro o hierro. Por lo tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero. Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas. Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados. Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero. El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos. Clasificación del Acero Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los :

-ACEROS AL CARBONO
Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros 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, somieres y horquillas.

-ACEROS ALEADOS
Estos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en :
*Estructurales :
Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.
*Para Herramientas:
Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.
*Especiales:
Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

-ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTES
Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros 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. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

-ACEROS INOXIDABLES
Los aceros inoxidables 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. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. 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, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.


USO DEL ACERO
Es importante hacer notar los lapsos tan elongados, entre el uso de un material y su sucesor. La piedra se utiliza fundamentalmente desde 7 000 A.C. hasta 1800 D.C. El tabique surge como material estructural desde 500 D.C. hasta nuestros días. Sobre la madera también se puede decir que surge desde el principio de los asentamientos humanos, y su uso permanece hasta nuestros días. Aunque el uso estructural de estos tres materiales está en vías de extinción en las sociedades desarrolladas, se llegan a utilizar en casos esporádicos y particulares. Las características del acero despertaron la curiosidad de los ingenieros, pero no analizaron el uso de este material a la construcción, debido a la difícil trabajabilidad estructural del hierro forjado o colado, primero por la fuerza necesaria para fabricar grandes piezas y después, por la fragilidad del material obtenido. Fue hasta mediados del siglo XIX cuando Bessemer con su convertidor, da lugar al acero, elemento a todas luces ideal estructuralmente hablando, alta capacidad a la tensión, a la compresión y al cortante. Además, moldeable en un tren de laminación, en cualquier forma o elemento largo. Versátil en su uso, tanto para columnas como para trabes y armaduras, una vez instalados en el desarrollo de los elementos estructurales, su uso proliferó, desplazando estructuralmente primero a la piedra y después, paulatinamente a la madera, sin embargo, este desarrollo es lento. Por otro lado, los investigadores idean los perfiles "I", "C", etc, que no sólo economizan el material, sino que también aumentan la resistencia de las secciones. Y es a fines del siglo XIX cuando se construye el primer edificio "alto", de 15 niveles. A partir de entonces, el progreso de la construcción de edificios fue en constante aumento. También a mediados del siglo XIX, después de haber experimentado con el acero adherido a un conjunto de piedras y adosando este material a piezas de concreto intuitivamente, nace el concreto reforzado, el cual empieza a competir con el acero, desplazando a la madera y, por supuesto, a la piedra. El concreto reforzado se desarrolla rápidamente, haciendo necesario normarlo tanto en sus variables propiedades, como en su comportamiento estructural diverso. El concreto reforzado rápidamente toma su lugar en el campo de la construcción, a veces desplazando al acero, a veces combinándose con el, a veces dando lugar a otras tecnologías como son los concretos ligeros, los concretos prefabricados simples y los compuestos, es decir elementos estructurales y decorativos o elementos combinados. Otra ramificación del concreto "reforzado" ha sido el uso de los elementos de concreto presforzados o postensados, elementos que constituyen en sí, todo un comportamiento de gran desarrollo para las estructuras. De estos dos materiales (acero y concreto), puede decirse que su desarrollo iniciado hace unos 150 años, ha continuado en forma vertiginosa, y que continuará por muchos años más. Como puede verse en forma muy sintetizada, el camino para el desarrollo de las estructuras y, por lo tanto, para el del diseño estructural, ha sido largo, muy largo. Hasta ahora sólo se ha hablado de las limitantes impuestas por los materiales. Sin embargo, una limitante importante en el desarrollo de las estructuras recientes, fue también la dificultad para llevar a cabo los análisis estructurales. Un acontecimiento que marcó la ruptura de esta última limitante, fue la aparición de las computadoras. Estas se han convertido en los impulsores del análisis estructural, incrementando velocidad y certidumbre en las soluciones. Aquí es donde, en nuestra opinión, se debe hacer una reflexión para inducir al ingeniero estructural a utilizar las computadoras en el diseño estructural, estimulando la capacidad creativa del profesional de las estructuras antes de aplicar incluso la capacidad resolutiva de las máquinas, ya que está resuelven pero no diseñan, ni proponen como podemos realizar el arte de diseñar. Utilizando los materiales actuales (concreto y acero) la tecnología de procesadores y la creatividad del ingeniero, pretendemos a continuación, establecer una metodología para llevar a cabo, de manera sistemática, el proceso del diseño estructural. Para lograr esto debemos hacer hincapié en que se deben realizar diseños preliminares crudos, dando formas y conclusión a las propuestas iniciales. Éstas pueden llevar a soluciones compuestas, completas y renovadoras de las ya existentes hasta ahora. Por ejemplo, en edificios altos se presentan problemas de análisis muy complejos, como son, comportamientos en el tiempo, es decir, cómo se comportará la estructura bajo la acción de una serie variable de sismos de baja a mediana intensidad. Intensidades que requieren una adecuada respuesta y un comportamiento estructural seguro. El software que actualmente está disponible constituye una herramienta muy útil para lo que proponemos, ya que su costo inicial puede ser aplicado a 3 ó 4 estructuras durante un año, y después, se puede actualizar a un costo menor (algunos proveedores ofrecen actualizaciones anuales a un costo bajo). De este modo, no se caerá en la obsolescencia del programa y se habrá resuelto un problema con una aportación al diseño estructural, además de incrementar el grado de certidumbre obtenido en la solución final.