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Alambresde Acero Galvanizados

uttlizados•^ Invernaderos

Por: J. Senobua', E. Garzón"

RESUMEN.

Se han realizado varios ensayos sobrelos diferentes tipos de alambres utiliza-dos en invernaderos de Almería, con elpropósito de establecer las diferenciasmecánicas existentes entre los diversostipos de alambres. Para ello se rompierona tracción en una máquina electromecá-nica, diversas probetas de alambres ace-rados, reforzados, dulces recocidos, si-guiendo las normas UNE 7474-1:1992,UNE 7474-2:1992 y UNE 37503:1975.

Los resultados indican que los alam-bres son más resistentes, pero menosdúctiles, a medida que aumenta su conte-nido de carbono. Sin embargo, el trata-miento de recocido que suele realizarsesobre los alambres dulces, tiene un efectototalmente contrario, ya que disminuyela resistencia pero aumenta la ductilidaddel acero.

INTRODUCCIÓN.

El alambre de acero galvanizado utili-zado en la estructura de los invernaderosde Almería, tiene como función más im-portante la de sujetar la cubierta y resis-tir cargas exteriores, tanto las debidas alviento como al peso de la cubierta de plás-tico (Díaz et al., 1994; Matallana y Mon-tero, 1995). Las estructuras formadascon alambre tienen una gran difusión,esto es debido a que resultan muy econó-micas, son adaptables a terrenos con lin-des irregulares y con pendiente, puedenformar unidades de gran extensión yademás presentan una elevada resisten-cia a la acción del viento (Matallana yMontero, 1995).

Puede decirse que hay distintos tiposde alambre galvanizado que son utiliza-

`"Departamento de Ingeniería Rural. Escuela Po-litécnica Superior. Universidad de Almería.

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dos en la gran mayoría de los invernade-ros. Además la forma de nombrar al pro-ducto varían según el fabricante, lo queda lugar a que el tipo de alambre normalsea llamado también como blando, suaveo dulce, y que el otro tipo se denominealambre duro o acerado (http://www.mo-reda.com; http://www.proderac.es;http://www. rcp.net.pe/prodac). El conte-nido en carbono del acero es la caracterís-tica que determina si el material perte-nece a un grupo o a otro, ya que el alam-bre normal tiene bajo contenido en carbo-no, mientras que el alambre duro poseeun contenido en carbono más alto(http://www.rcp.net.pe/prodac ).

Un procedimiento empleado para mo-dificar las características del metal es elrecocido, por lo que los alambres someti-dos a este tratamiento, que generalmen-te son del tipo normal, presentarán unaspropiedades que les distinguirán de losque no estén tratados (Barroso et al.,1996; Callister, 1995; DeGarmo et al.,1994; Smith, 1998; http://www.more-da.com). Otra forma de diferenciar el pro-ducto es según el recubrimiento de zincque tenga en su superficie, así pues elalambre podrá tener un galvanizado nor-mal, o un galvanizado reforzado si lacapa protectora es más gruesa

Rollos de alambre galvanizado expuesto para su venta.

(http://www.moreda.com). Esta caracte-rística influirá en la posterior degrada-ción del material en el invernadero, yaque una mayor capa de zinc proporcionamejor protección contra la corrosión(Evans, 1987; Uhlig, 1979;http J/www. moreda. com ).

Este producto no suele pasar por nin-guna comprobación de calidad, a parte dela que efectúa el propio fabricantc, poreste motivo, y dada la importancia quetiene dicho material en la estructura delinvernadero, se puede considerar la rea-lización de un posterior control de su cali-dad, tal y como se realiza con algunos ti-pos de aceros para la construcción.

2.- MATERIAL Y MÉTODOS.

En primer lugar se tomaron probetasde alambre galvanizado (nuevo) proce-dentes del Poniente y Campo de Nijar: dedulce recocido, de reforzado y acerado,pertenecientes a varios f'abricantes y dis-tintos diámetros comprendidos entre 2 y4,4 milímetros (Figura 1). Cada uno po-seía una etiqueta donde figYira el nombredel fabricante y los datos de éste, pero nose hace referencia a la norma UNE queregula la calidad del alambre.

La rotura a tracción de las probetas dealambre se ha realizado con una máqui-

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Tensión mcíxi.rrca^: o(MPa) =Fuerza máxima (N)

Sección resistenete (mm^l

Alargamiento en resistencia máx'vna Unm)Deformació^i en resiste^ccin m.áxima: s ('7r) = 100

Longitud inicial entre puntos (mm)

Alargamiento en rotura (mm)

na universal electromecánica, modeloELIB-100 de la empresa IBERTEST, con100 kN de capacidad máxima. En estemodelo se distinguen la zona de ensayosy el sistema de control, adquisición y aná-lisis de datos (Figura 2). Esta se calibró el31 de enero de 2001, según la NormaUNE 7474-2:1992.

Para conocer la normativa que estable-ce la calidad del producto, se realizaronvarias consultas en la base de datos deA E N O R (http://www.aenor.es/bus-nor.htm) y en páginas web de fabricantesde alambre galvanizado, ya que en lasmismas casas distribuidoras de este ma-terial no se indicaba ninguna referencia ala norma UNE 37506:1983, aplicable alos alambres de acero galvanizados en ca-liente.

Todas las muestras de alambre se en-sayaron a tracción siguiendo la NormaUNE 7474-1:1992 que regula este ensa-yo, para materiales metálicos, efectuadoa la temperatura ambiente ( entre 10 y 35°C).

Primero se determinó la sección inicialde la muestra según la Norma UNE7474-1:1992. Para ello se hacen dos me-didas sobre dos diámetros perpendicula-res (dl y d2) utilizando un micrómetro.Luego se calculó la media aritmética (D)de ambas dimensiones, ya que este datoes el utilizado para definir dicha sección.

n(So=-Dz).

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Después se confeccionaron las probe-tas siguiendo las directrices del Anexo Bde la Norma UNE 7474-1:1992, que esaplicable a los alambres ensayados atracción. Y se calculó la longitud inicialentre puntos (Lo =11,3 ^ .^o)

Por último, teniendo en cuenta todos

De forma^czón e^z rotura: e(°lo) = 100Longitud inicial entre ptmtos (mm)

los aspectos anterio-res, se dio comienzoal ensayo y la máqui-na alargó la probetaaplicándole un es-fuerzo axial de trac-

ción hasta su rotura.Los resultados obtenidos en la prueba

se procesaron y se almacenaron en el or-denador acoplado a la máquina, por loque posteriormente se pueden visualizaren la pantalla del monitor gracias a unprograma informático de Ibertest, con elque además se controla todo el procesointroduciendo los siguientes parámetrosiniciales: referencia del ensayo, tipo deensayo (tracción), longitud inicial entrepuntos, sección inicial, escala de fuerza yvelocidad del ensayo.

El programa informático que controlael ensayo, proporciona los valores defuerza máxima (expresada en kN), alar-gamiento en resistencia máxima y alar-gamiento en rotura (expresados en mm).

Así pues, el tratamiento estadístico serealiza sobre los valores calculados detensión máxima (expresada en MPa), de-formación en resistencia máxima y defor-mación en rotura (expresadas en porcen-taje), que se determinan a partir de losresultados de los ensayos como se indicaa continuación:

n ACERADO

n REFORZADO

^ DULCE

Estas tres características mecánicas sedeterminan para cada uno de los tipos dealambre galvanizado utilizados general-mente en invernadero (el dulce recocido,el reforzado y el acerado).

3.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

En la figura 1 se presentan los porcen-tajes de ensayos efectuados sobre los trestipos de alambre galvanizado (nuevo) es-tudiados.

En la tabla 1 se presentan las diferen-cias existentes entre los tres tipos dealambre galvanizado utilizados en inver-nadero, observando que el alambre ace-rado presenta una resistencia a la trac-ción superior a la de los otros tipos, mien-tras que el dulce recocido es el que menortensión ha resistido, hecho que concuer-da con lo citado en la bibliografia (Díaz etal., 1994; http://www.moreda.com). Sinembargo, al hablar de deformaciones, losvalores máximos se dan en el alambredulce recocido, habiendo soportado elacerado los menores alargamientos por-centuales registrados. Con el alambre re-forzado se obtuvieron unos valores detensión y deformación intermedios.

Estos resultados confirman que el pro-ceso de recocido reduce la dureza del ma-terial y esto genera una bajada de la re-sistencia máxima (DeGarmo et al.,1994). Sin embargo aumenta la ductili-dad en los aceros con bajo contenido decarbono deformados en frío (Barroso etal., 1996).

n 52%Figura 1: Porcentajes de ensayos realizados sobre los distintos tipos de alambre galvanizado.

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• , • • . • - .......................................................

Tabla 1. Características mecánicas obtenidas en los ensayos de alambre galvanizadoutilizados en invernaderos del SE de España.

PARÁMETROS Rm (kp/mm ) Rm (MPa) Am (%) Ar (%)

á Á Máximo 141,54 1.388,54 21,81 60,55^^^ Media 138,41 1.357,84 16,38 52,83

`' ^ Mínimo 135,96 L333,74 13,90 47,29

^ á Máximo 89,50 878,00 40,36 52,01m^^ ó Media 86,58 849,31 26,92 45,36

á Mínimo 81,30 797,54 17,57 38,58

^ Máximo 53,74 527,18 85,97 119,16

m^^^Aw

Media 50,52 495,64 63,53 93,00

°^ Mínimo 46,05 451,75 45,98 59,23

Nota Resistencia máxima a tracción (Rm), Alargamiento porcentual bajo carga máxima (Ain), Alarga-miento porcentual de rotura (Arl.

Calidad de los alambres de acerogalvanizado ( Nuevo).

En la norma UNE 37506:1983 se esta-blece la resistencia a la tracción (Rm) mí-nima para los alainbres de acero con altocontenido en carbono (grupo I), pero no seimpone ningún valor a los alambres deacero con bajo contenido en carbono (gru-po II), donde se incluyen todos los alam-bres ensayados.

Según los datos de tensión máxima(Rm) obtenidos en los ensayos de tracción(tabla 1), ninguno de los alambres estu-diados alcanza los valores mínimos indi-cados en la citada norma para los alam-bres de acero del grupo I, por lo que sí al-guno de los materiales ensayados perte-neciera al mismo, no estaría cumpliendocon las condiciones impuestas por la nor-mativa.

La evaluación de la calidad de este pro-ducto resulta difícil si se tiene en cuentaque, para clasificar el alambre según lanorma UNE 37506:1983 (entre los gru-pos I y II), debe conocerse primero si elcontenido en carbono del acero es mayoro menor de10,25%. Este porcentaje no esindicado normalmente por el fabricante,por lo que el distribuidor que suministrael material al agricultor ni lo conoce nitiene constancia de este dato.

Otro hecho importante es que, en lasetiquetas colocadas en los rollos de alam-bre vistos, no se especifica la normativaque establece las características mecáni-cas exigidas en el producto, lo cual hacesospechar que los controles de calidadefectuados sobre el material no aseguran

el cumplimiento de la norma UNE37506:1983.

Influencia del tipo de alambre y dela casa suministradora sobre laspropiedades mecánicas del alam-bre de acero galvanizado.

En la tabla 2 se resumen los factoresque han influido sobre los parámetros es-tudiados en el tratamiento estadístico,indicando la influencia de los factores es-tudiados sobre las características mecá-nicas.

A1 comparar los tres tipos de alambrepor separado, el resultado obtenido fiieque las propiedades mecánicas de los ma-teriales, pertenecientes a las distintas ca-sas distribuidoras visitadas, son muy pa-recidas entre sí, ya que los análisis de la

varianza ( P<0,05) realizados así lo indi-caron. La única diférencia estadística-mente significativa se dio entre la defi^r-mación de rotura de los alambres dulcesde la casa Nitroforska (con una media dcl72,52 %^), y la de los alambres dulces de lacasa Salinas y García ( con una media del113,49 %).

CONCLUSIONES.

Con el estudio realizado sobre losalambres de acero galvanizado, sc vcrifi-can las diferencias existentes entre. laspropiedades mecánicas de los distintos ti-pos, reconociéndose el efecto del recocidoy del contenido en carbono de éstos. Esteaumenta la defozmación que es capaz dcsoportar el material pero disminuye suresistencia a la tracción, mientras que elcarbono tiene un efecto totalmente con-trario confórme aumenta su contenido enel material. Así pues, los alambres dulcesrecocidos soportan los mayores alarga-mientos porcentuales, seguidos de los rc:-forzados y de los acerados por este orden.

Las propiedades de los materiales su-ministrados por las distintas casas co-merciales son bastante homogéneas paracada tipo de alambre, aunque debe men-cionarse que ninguno de éstos presentala resistencia a tracción establecida en lanorma UNE 37506:1983 para alambresde acero galvanizado con alto contenidoen carbono. Por lo tanto, si all,nma de lasmuestras ensayadas ttrviera un porcen-taje de más de10,25^/^^ de C, estaría in-cumpliendo dicha normativa por no al-canzar los valores mínimos requeridos.

La metodología para controlar las ca-racterísticas mecánicas del alambre,debe basarse en las normas UNE37503:1975, UNE 7474-1:1992, UN1^^7474-2:1992.

Tabla 2. Influencia del tipo de alambre y de la casa distribuidora sobre las caracterís-ticas mecánicas del alambre galvanizado (según los análisis estadísticos).

PARÁMETROS

FACTOR Tensión máxima Deformación DeformaciónAm Am ^ Ar

TIPOALAMBRE SI SI SI

SUMINISTRADORACERADO NO NO NO

SUMINISTRADORREFORZADO NO NO NO

SUMINISTRADORDULCE RECOCIDO NO NO SINota: I2esistencia máxima a tracción (Km), Alargamiento porcentual bajo car^a m^ixim:^ lAm), Al.u•ga-

miento porcen^ual de rotw•a (Ar).

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