Definición y características principales del canal de acero
El canal de acero, también conocido como canal en U o canal en C, es una tira larga de acero con una sección transversal en forma de U o de C, clasificada como un producto de acero de sección compleja. Su geometría distintiva consiste en una red vertical con dos pestañas horizontales que se proyectan desde el mismo lado, creando un perfil en forma de artesa. Este diseño de sección transversal proporciona una excelente relación resistencia-peso, lo que convierte al acero en canal en un material preferido en la construcción, la ingeniería mecánica y la fabricación de vehículos. La forma de canal abierto también presenta una superficie posterior plana en el alma, lo que facilita el empernado o la soldadura contra otros miembros estructurales. El acero en canal se fabrica principalmente mediante laminación en caliente, siendo la materia prima palanquillas de acero estructural al carbono con un contenido de carbono no superior al 0,25%, o palanquillas de acero de baja aleación. Se requiere que el material posea buenas propiedades de soldadura, remachado y mecánicas integrales para satisfacer las demandas de las aplicaciones estructurales.
Clasificación de canales de acero por método de producción y tipo de perfil.
Los canales de acero se pueden clasificar en dos categorías principales según el proceso de fabricación: canales laminados en caliente y canales conformados en frío. Los canales laminados en caliente se producen calentando palanquillas de acero a altas temperaturas y pasándolas por laminadores para lograr la sección transversal en forma de U deseada. Los canales conformados en frío se fabrican doblando tiras planas de acero a temperatura ambiente a través de una serie de rodillos formadores, y se pueden dividir en canales de lados iguales, canales de lados desiguales, canales en espiral internos y canales en espiral externos. Dentro de la categoría de laminados en caliente, los canales se clasifican además según la geometría de las bridas. Los canales C estándar americanos cuentan con superficies de brida internas cónicas con una pendiente de aproximadamente 16,67 % (2 en 12), mientras que los canales MC (canales varios) tienen bridas más anchas o más profundas que quedan fuera de las proporciones estándar de la serie C. Los canales europeos incluyen perfiles UPN con bridas cónicas y perfiles UPE con bridas paralelas. Los estándares chinos clasifican los canales como canales ordinarios y canales de luz (designados con 'Y'), con radios de arco internos específicos para los bordes de las patas.
Tamaños de canales estándar americanos: cesáreas y secciones MC
Según el sistema estándar americano (ASTM A6/AISC), los canales estructurales se designan con la letra 'C' (para canales estándar) o 'MC' (para canales varios), seguida de la profundidad nominal en pulgadas y el peso por pie en libras. Por ejemplo, C8×11,5 indica un canal con una profundidad nominal de 8 pulgadas y un peso de 11,5 libras por pie. Los canales C se producen en profundidades que varían de 3 a 15 pulgadas. Los tamaños comunes de canales C incluyen C3×4.1 (3,00 pulgadas de profundidad, 1,410 pulgadas de ancho de ala, 0,170 pulgadas de espesor de alma) hasta C15×50 (15 pulgadas de profundidad, 3,716 pulgadas de ancho de ala, 0,716 pulgadas de espesor de alma). Los canales MC ofrecen opciones de bridas más amplias para demandas estructurales más pesadas; Los tamaños comunes van desde MC6×12 hasta MC18×58. Para aplicaciones métricas, las dimensiones del canal C también están disponibles en designaciones milimétricas. Por ejemplo, C75×6 tiene una profundidad de 76 mm, un ancho de ala de 35 mm y pesa 5,9 kg/m; C150×12 tiene una profundidad de 152 mm, un ancho de ala de 51 mm y pesa 12,2 kg/m; y C380×74 tiene una profundidad de 381 mm, un ancho de ala de 95 mm y pesa 74 kg/m.
Tamaños de canales estándar europeos: perfiles UPN y UPE
Las normas europeas (EN 10279 y EN 10365) definen dos perfiles de canal principales: UPN (canales de brida cónica) y UPE (canales de brida paralela). Los canales UPN tienen una sección transversal en forma de U con pestañas internas cónicas y puntas de pestañas ligeramente hacia afuera, lo que distribuye el material de manera eficiente para equilibrar el peso con el rendimiento estructural. El rango de tamaño de los canales UPN se extiende desde UPN 50 hasta UPN 400, y el número indica la profundidad nominal en milímetros. El espesor del alma de los perfiles UPN suele oscilar entre 6 y 8,5 mm. Los canales UPE comparten la misma sección transversal en forma de U pero cuentan con bridas paralelas, lo que simplifica las conexiones atornilladas y soldadas y reduce el tiempo de instalación en el sitio. Los perfiles UPE varían de UPE 80 a UPE 400, con espesores de alma de 4,5 a 5,2 mm. La geometría de brida cónica de los canales UPN proporciona un perfil delgado adecuado para estructuras de acero expuestas arquitectónicamente, mientras que las bridas planas de los canales UPE los hacen ideales para aplicaciones que requieren un ajuste preciso y numerosas conexiones de viga a canal.
Tamaños de canales estándar chinos: Especificaciones GB/T 707
Según la norma nacional china GB/T 707, los canales de acero se designan mediante números de modelo que representan la altura nominal en centímetros. Por ejemplo, un canal '5#' tiene una altura nominal de 50 mm, con el ancho de ala y el espesor del alma correspondientes especificados en la norma. El rango de tamaños cubre modelos de 5# a 40#, con dimensiones comunes que incluyen: 5# (50 mm de altura, 37 mm de ancho de ala, 4,5 mm de espesor de alma), 6,3# (63 mm de altura, 40 mm de ancho de ala, 4,8 mm de espesor de alma), 8# (80 mm de altura, 43 mm de ancho de ala, 5 mm de espesor de alma) y 20# (200 mm de altura, 73 mm de ancho de ala, 7 mm de espesor de alma). Dentro de la misma designación de altura, normalmente hay múltiples variantes que se distinguen por letras como 'a' y 'b', que representan diferentes anchos de ala y espesores de alma. El estándar industrial japonés JIS G3192 especifica los canales de la serie SHF, donde el SHF100 tiene una altura de 100 mm, un ancho de ala de 50 mm y un espesor de alma de 5 mm. Los canales chinos tienen prioridad por su rentabilidad en aplicaciones de infraestructura, mientras que los canales JIS están optimizados para la resistencia sísmica. Los canales estándar GB están disponibles en longitudes que suelen oscilar entre 6 y 12 metros.
Grados de materiales y estándares de calidad
El acero para canales se fabrica a partir de diversos grados de materiales según los estándares regionales y los requisitos de aplicación. Según las normas ASTM, ASTM A36 es el grado más comúnmente especificado para canales estructurales de acero al carbono, y ofrece un límite elástico mínimo de 36 ksi (250 MPa) y una resistencia a la tracción de 58 a 80 ksi (400 a 550 MPa), con un contenido máximo de carbono de aproximadamente 0,26 %. Para requisitos de mayor resistencia, ASTM A572-50 (rendimiento de 50 ksi) es una alternativa común. Otros grados disponibles incluyen ASTM A529-50, A529-55 y A992. Según los estándares europeos, los grados comunes incluyen S235JR, S275JR y S355JR . Los estándares chinos especifican grados como Q235, Q235B y Q345B . Los estándares japoneses y otros estándares internacionales incluyen los grados de las series SS400 y SM400 . Para aplicaciones de acero inoxidable, las secciones de canal están disponibles en los grados 201, 304, 316 y 316L. La selección del grado del material depende del límite elástico requerido, la exposición ambiental, la soldabilidad y las consideraciones de costo para cada aplicación específica.
