El acero es uno de los materiales estructurales más utilizados, debido a su resistencia, valor de desecho y facilidad de transporte. Se utiliza para tuberías (distribución de agua, aire comprimido y gas), líneas de servicios públicos, estructuras de distribución de combustible, alcantarillado. sistemas, estructuras de pontones y una serie de accesorios como calzos, tacos, bolardos, colgadores, juntas de expansión y anclas. Las estructuras de acero son susceptibles a diversos riesgos ambientales y de otro tipo que comprometen gravemente su integridad estructural, seguridad y longevidad.
Corrosión
El acero es susceptible a la corrosión en atmósferas exteriores. La corrosión es la destrucción de un metal debido a su reacción con el oxígeno atmosférico. Esta oxidación electroquímica produce óxido metálico u óxido. Las estructuras de acero deben protegerse adecuadamente mediante la aplicación de una barrera adecuada entre el elemento metálico y la atmósfera. Las preparaciones de la superficie garantizan la protección y prolongan la vida útil de una estructura de acero. Algunos tipos comunes de métodos de preparación de superficies de acero incluyen granallado abrasivo en seco, granallado con agua, revestimientos de alquitrán de hulla, pintura y sustitución del acero con aleaciones resistentes a la corrosión, tales como:
- aleaciones de titanio
- aleaciones de níquel
- aleaciones de aluminio
- acero inoxidable
Estos y otros métodos de protección contra la corrosión suelen ser costosos y están restringidos por limitaciones prácticas como la accesibilidad, la ubicación y el tiempo.
Tratamiento ignífugo
Los elementos estructurales de acero requieren un costoso tratamiento ignífugo. Aunque los elementos de acero, como las estructuras independientes, son incombustibles, su resistencia se reduce a altas temperaturas debido al fuego o cuando otros materiales dentro de un edificio se queman, haciéndolos susceptibles a pandeo. Además, el acero, al ser un excelente conductor de calor, enciende los materiales en contacto y provoca incendios que se propagan rápidamente a otras secciones de un edificio. Las estructuras de acero pueden requerir protección contra incendios adicional, y es posible que los edificios deban instalarse con sistemas de rociadores adecuados, según lo definido por los requisitos del código de construcción de una localidad en particular. Los revestimientos ignífugos, como los revestimientos minerales expandidos, el hormigón y los materiales intumescentes, garantizan que la temperatura del acero no supere los límites de ignición en caso de incendio. A menudo, las estructuras de acero están encerradas en cerramientos de bloques de yeso, bloques de mampostería, paneles de yeso y tejas de arcilla que las protegen del calor. Estos gabinetes suelen ser costosos y requieren un mantenimiento adicional.
Fatiga y fractura
Según Jack C. McCormac en el libro "Structural Steel Design", los elementos de acero son susceptibles a la fatiga. Las grandes variaciones en la resistencia a la tracción exponen los elementos de acero a una tensión excesiva, lo que reduce su resistencia general. El acero también es susceptible a fracturas frágiles cuando pierde su ductilidad. Esto aumenta sus posibilidades de pandeo, lo que generalmente se contrarresta agregando costosas columnas de acero que endurecen la estructura primaria.