Los metales se obtienen a partir de los minerales que los contienen, que se encuentran en acumulaciones naturales llamadas yacimientos. En el mineral extraído de un yacimiento se encuentran la mena y la ganga.

Una vez eliminada la ganga, es necesario extraer el metal que contiene la mena. Para ello, se utilizan diferentes métodos en función del tipo de metal. El más empleado es la fusión del mineral, aunque también se emplean procesos eléctricos y químicos.

1 Conformación de los metales

Para utilizar los metales obtenidos hay que darles forma y transformarlos en productos comerciales. La conformación de los metales se lleva a cabo mediante procesos de moldeo, laminado, forja, estampación, troquelado, mecanizado, etcétera.

• Moldeo. El metal se funde y, en estado líquido, se vierte en moldes con la forma de la pieza que se desea fabricar. 1
• Laminado. Consiste en calentar el metal y hacerlo pasar a través de una serie de rodillos, separados unos de otros por una cierta distancia que se reduce progresivamente. Como resultado el metal se vuelve más delgado, largo y ancho, como la masa de un pastel bajo la acción de un rodillo.
• Forja. Se da forma al metal calentándolo al rojo vivo y golpeándolo. Esta operación se realiza manualmente o en prensas de forjar. La forja manual es una técnica muy antigua que empleaban los primeros herreros. 2
• Estampación. Se da forma a las planchas y a otros perfiles laminados prensándolos con moldes llamados estampas. 3
• Troquelado. Consiste en obtener piezas de diferentes formas recortándolas de láminas de chapa mediante unos moldes llamados troqueles. 4
• Mecanizado. Se trata de operaciones para el acabado en las piezas de metal empleando máquinas que reciben el nombre de máquinas-herramienta. Las más importantes son la taladradora, el torno y la fresadora.

El acabado final de la mayor parte de las piezas metálicas se realiza mecanizándolas mediante el uso de máquinas-herramienta.

Los metales son elementos sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, que es líquido. Al pulirlos adquieren un brillo característico (brillo metálico) que la mayoría suele perder debido a la oxidación; hay metales, como el oro, el platino, el níquel y el cromo, que permanecen inalterables.

Los metales se usan en estado puro o combinados con otros (aleaciones) y son buenos conductores del calor y la electricidad.

1 Propiedades de los metales

Cada metal posee unas propiedades mecánicas que lo caracterizan y diferencian de los demás. Estas propiedades son:

• Dureza: resistencia que opone a ser penetrado o rayado.
• Elasticidad: capacidad para recobrar su forma y sus dimensiones primitivas al cesar la fuerza que provoca su deformación. 1
• Tenacidad: capacidad para soportar golpes bruscos sin deformarse ni romperse. La característica opuesta a la tenacidad es la fragilidad.
• Maleabilidad: propiedad de poder ser transformado en láminas delgadas mediante presión. 2

• Ductilidad: capacidad de ser estirado en forma de hilos finos. 3

• Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzos de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse. 4

2 Clasificación de los metales

Los metales se pueden dividir en dos grupos, según contengan o no hierro: metales férricos y metales no férricos.

• Los metales férricos son los que contienen hierro. El hierro puro es un metal de color blanco azulado, dúctil y maleable, que funde a 1 539 ºC. Se obtiene a partir de minerales que contienen óxidos de hierro, como el oligisto, la limonita, la magnetita y la siderita.

En estado puro, el hierro posee propiedades magnéticas y es buen conductor de la electricidad y el calor, pero, debido a su escasa resistencia mecánica, tiene pocas aplicaciones industriales; en cambio, aleado con el carbono y otros materiales, es el metal más usado.

• Los metales no férricos son los que no contienen hierro. El aluminio, el cobre, el estaño, el níquel, el cinc, el oro, la plata o el platino, y aleaciones como el latón y el bronce, son metales no férricos.

Los metales no férricos y sus aleaciones son, en general, resistentes a la oxidación y a la corrosión. Tienen cualidades especiales, como la facilidad para ser trabajados, su ligereza, su conductividad térmica y eléctrica, y su aspecto externo, que permite acabados decorativos.
 

El trazado puede ser plano y al aire.

• El trazado plano se realiza marcando las Iíneas en un objeto plano o en una cara de una pieza.
• El trazado al aire se realiza marcando simultáneamente Iíneas en varias caras de una pieza. 1

En el trazado se emplean instrumentos activos e instrumentos auxiliares. Para hacer más visibles las Iíneas se usan rotuladores permanentes o barnices de trazar.

1 Instrumentos activos de trazado

Los más empleados son las puntas de trazar, el compás y el granete.

• Las puntas de trazar son varillas de acero con las puntas afiladas.
• El compás de trazar es un compás de bigotera con brazos rígidos acabados en puntas afiladas.
• El granete es un instrumento de acero con punta cónica. Puede servir para confirmar los trazos con puntos uniformemente repartidos (granete de trazar) o para marcar centros de agujeros (granete de agujeros). El ángulo de la punta del granete de trazar es de 60º y el de agujeros, de 120º. 2

Normas de uso

• Las puntas de estos instrumentos deben estar correctamente afiladas.
• Para trazar, hay que inclinar ligeramente las puntas de trazar.

• La punta del granete se apoya en la pieza, perpendicular a esta, y se marca el punto con un golpe seco de martillo.
• Los brazos del compás se deben abrir utilizando el tornillo de regulación.
• Estos instrumentos se han de mantener limpios para que no se oxiden, en sus cajas o fundas, sin mezclarlos con otras herramientas.

2 Instrumentos auxiliares de trazado

Los más usados son los soportes y las guías.

• Los soportes sujetan o sostienen las piezas. Los más empleados son:

• El mármol. Es un bloque de fundición con la cara superior perfectamente plana, que sirve como superficie de referencia. 1
• La escuadra de soporte. Es un útil en forma de ángulo de 90º con ranuras y agujeros para sujetar las piezas. 2
• El cubo de trazado. Es un elemento en forma de cubo, con ranuras y agujeros en sus caras para acoplar las piezas que se van a trazar.
• El calzo en forma de uve. Es un prisma que presenta entrantes en forma de uve. Se emplea como soporte para piezas cilíndricas o con perfiles curvos. 3

• Las guías son instrumentos que dirigen los útiles de trazar en la ejecución de los trazos. Los más usados son la regla, la escuadra y el gramil.

• La regla de taller es de acero y puede ser plana o en forma de ángulo recto, para trazar líneas en piezas cilíndricas o curvas. 4
• La escuadra es un instrumento de acero con dos brazos desiguales que forman un ángulo de 90º. Se emplea para trazar Iíneas perpendiculares y verificar ángulos rectos. Las más usadas son las de brazos biselados, de solapa y en forma de T. 5
• El gramil es un instrumento compuesto por una base plana que sostiene un vástago vertical sobre el que se desliza una corredera con la punta de trazar. Puede ser simple o de precisión.

Regla de taller plana.

Normas de uso

• Los soportes no se deben emplear como base para golpear piezas.
• No hay que golpear la superficie de los mármoles ni dejar caer piezas sobre ellos.
• Estos instrumentos de trazado han de estar ligeramente engrasados para que no se oxiden.
• No se deben deslizar escuadras ni reglas sobre las piezas para evitar su desgaste.

Las herramientas que se usan habitualmente para inmovilizar piezas de metal en el banco de trabajo son el tornillo de banco y los sargentos o gatos. También se utilizan para la sujeción de piezas los alicates, las tenazas y las pinzas de sujeción.
 

1 Tornillo de banco

El tornillo de banco es un dispositivo formado por dos bocas, una fija y otra móvil que se desplaza con el giro de una manivela que mueve un tornillo sin fin. Se fija al banco de trabajo mediante tornillos y tuercas, de modo que las piezas quedan inmovilizadas para facilitar el trabajo con ellas. 1

Elementos de un tornillo de banco.

Las mordazas son una variante del tornillo de banco y se emplean para fijar piezas en máquinas-herramientas como la taladradora y la fresadora. 2

Normas de uso

• No se debe ejercer excesiva presión al sujetar las piezas de materiales blandos o frágiles y colocar galteras para evitar que queden marcadas.
• El tornillo de banco debe quedar a la altura del codo del operario.
• Hay que mantener engrasadas las guías y el eje roscado para que no se oxiden.
• Al finalizar el trabajo, no se deben dejar las mordazas apretadas.

2 Sargentos o gatos

Los sargentos o gatos son herramientas constituidas por una boca fija y otra móvil, la cual se desliza sobre una guía. La presión se ejerce girando la empuñadura situada en la boca móvil, que acciona un tornillo.
 

Normas de uso

• La presión ejercida debe ser suficiente para que la pieza no se mueva mientras se está trabajando en ella.
• Hay que fijarlos bien para evitar que se suelten y puedan provocar un accidente.
• Conviene mantenerlos siempre limpios y ligeramente engrasados.

3 Alicates, tenazas y pinzas de sujeción

Los alicates, las tenazas y las pinzas de sujeción son herramientas formadas por dos brazos articulados que accionan la boca de sujeción situada en el extremo opuesto.

Los más utilizados son:

• Alicates universales. Son una herramienta de uso múltiple que se puede utilizar para funciones de sujeción y corte. 1
• Alicates de boca plana. Tienen lisa la parte interior de su boca. Se utilizan para sujetar chapas finas o cables que se van a soldar. 2
• Alicates de boca redonda. Tienen la boca formada por dos piezas cónicas. Se emplean para doblar alambres en forma circular. 3
• Alicates grip. Permiten regular la apertura de su boca haciendo girar un tornillo. También tienen un mecanismo para bloquear la sujeción de la pieza al presionar los brazos; para liberarla, disponen de una palanca que desbloquea el mecanismo de sujeción. 4
• Tenazas de ajuste rápido. También son una herramienta con un mecanismo de bloqueo para la sujeción de piezas de diversos tipos. 5
• Tenazas de apertura múltiple. Tienen varias posiciones de apertura de las bocas. Se emplean en la sujeción de tubos. 6
• Pinzas de sujeción de acero. Sujetan las piezas al girar una mariposa. Hay pinzas de sujeción multiuso fabricadas en plástico de alta calidad, con un sistema que presiona sin concentrar la fuerza y sin dañar las superficies. 7

Normas de seguridad

En el uso de alicates, tenazas y pinzas de sujeción será necesario cumplir estas normas:

• Se debe extremar la atención para no colocar los dedos entre los mangos.
• En caso de que estas herramientas se usen con aparatos eléctricos, la corriente debe estar desconectada y, si esto no es posible, es imprescindible que los mangos estén aislados.

El corte de piezas de metal se puede realizar con desprendimiento de material (serrado) o sin desprendimiento de material (cizallado).
 

1 Serrado de metales

Para serrar metales se emplea la sierra de arco, compuesta por una armadura o arco donde va acoplada la hoja de sierra, que se tensa mediante una palomilla. Ese arco puede ser fijo o extensible.
 

Normas de uso

• Antes de empezar a serrar, hay que trazar en la pieza las Iíneas de corte. La pieza debe estar sujeta en el tornillo de banco de manera que no se mueva ni sobresalga demasiado, para que no vibre mientras se corta

• Hay que tener la precaución de serrar siempre por la parte exterior de las Iíneas marcadas, pues se produce una pérdida de material debido a la anchura del triscado de los dientes, con lo que la pieza podría quedar de un tamaño inferior al deseado.
• Para iniciar el corte conviene hacer una pequeña muesca con una lima triangular o con la propia sierra.
• Durante el serrado, hay que adoptar una posición que permita aprovechar la fuerza del peso del propio cuerpo al inclinarse, presionando únicamente hacia delante, ya que los dientes de la hoja solo cortan en ese sentido y se debe utilizar toda la longitud de la hoja para que el desgaste sea uniforme.
• El corte se comienza con un ángulo de 30º. Un ángulo incorrecto puede provocar la rotura de los dientes de la hoja. En piezas delgadas hay que inclinar la sierra todo lo posible para que trabaje el mayor número de dientes al mismo tiempo.
• La velocidad de serrado debe ser constante y no demasiado rápida.
• Los perfiles se sierran comenzando por la parte más ancha y los tubos, girándolos conforme se traspasa su pared.
• La hoja de sierra puede adoptar dos posiciones distintas: en el mismo plano que el arco 1o perpendicular a dicho plano 2 .

Normas de seguridad

• No hay que coger la sierra con las manos grasientas, ya que puede resbalar y provo - caremos un accidente.
• No tensaremos excesivamente la hoja de sierra ni haremos movimientos bruscos durante el aserrado, pues podría partirse.
• Al finalizar el corte, antes de quitar la pieza del tornillo de banco, hay que eliminar las rebabas con una lima para evitar posibles heridas al manipularla.

2 Cizallado de metales

En el cizallado se usan tijeras de chapa y alicates de corte.

• Las tijeras de chapa están formadas por dos hojas cortantes de acero con mangos, unidas por un eje alrededor del cual giran. Se usan para cortar chapas de poco grosor. Con chapas más gruesas se usan cizallas, que requieren menos esfuerzo, pero que no pueden hacer cortes curvos1.
• Los alicates de corte son instrumentos formados por dos piezas metálicas iguales con filos cortantes (boca de corte), articuladas por un pasador que separa la parte con la que se maneja (mangos) de la boca de corte. Los más usados son los de corte lateral 2 y los de corte frontal. 3

Normas de uso

• Las tijeras y los alicates de corte no se deben utilizar para cortar materiales de dureza superior a la especificada por el fabricante.
• Para cortar con las tijeras, es necesario marcar antes el camino de corte.
• Las hojas de corte se han de mantener limpias y afiladas.
• Las tijeras y los alicates de corte se deben guardar en sus fundas o en cajas individuales, sin mezclarlos con otras herramientas, para evitar que los filos de las hojas de corte se deterioren.

El limado de piezas de metal tiene como objetivo rebajar, pulir o retocar las piezas.

Las principales características de una lima para trabajar metales son: la forma, el picado, el tamaño y el grado de corte.

• La forma de una lima viene dada por su sección transversal y sirve para nombrarla: plana, cuadrada, triangular, de media caña, redonda y de cuchillo.
• El picado es el perfil que presenta el estriado de la lima.
• El tamaño o longitud comercial es la distancia en pulgadas desde la punta hasta donde termina el picado. Puede ser de 3”, 4”, 5”, 6”, 7”, 8”, 12”, 14”, 16”.
• El grado de corte es el número de dientes por centímetro de longitud. Según el grado de corte, las limas se pueden clasificar en: basta, semifina, fina y extrafina.

TIPOS DE LIMAS
Lima	Aplicaciones
Plana
Cuadrada
Triangular
De media caña
Redonda
De cuchillo

En el limado de piezas de metal se pueden distinguir dos operaciones:

• Desbastar: es eliminar material sobrante de una pieza con limas bastas.
• Afinar o pulir: es alisar y dar un buen acabado a la superficie de la pieza. Se realiza con limas finas o extrafinas.

Diferentes picados en el estriado de limas. 

1 Normas de uso

2 Normas de seguridad

En necesario cumplir estas normas de seguridad durante el limado:

• Antes de empezar a limar, hay que asegurarse de que el mango está bien sujeto.
• Cuando las limas se embotan, se limpian con una carda.
• No se debe tocar la superficie de la lima ni la de la pieza con las manos.

Para taladrar piezas de metal se emplean brocas específicas para metales que se accionan mediante taladradoras (de sobremesa o de columna) dotadas de una mesa portapiezas con ranuras en las que se pueden fijar mordazas. Esta mesa se desplaza a lo largo de la columna, con lo que es posible situar las piezas centradas bajo la broca.

1 Normas de uso

En las operaciones de taladrado se deben seguir estas normas:

• Antes de taladrar, hay que trazar y marcar los centros de los agujeros para evitar que la broca se desvíe. También se debe comprobar la perpendicularidad de la broca y que la punta coincida con el punto marcado.

Verificación del centrado y la perpendicularidad de la broca.

• Las piezas se sujetan con mordazas, fijadas en la mesa portapiezas, para que no se muevan durante la operación y para evitar que el agujero se deforme.
• Las piezas se han de fijar en las mordazas apoyadas sobre gruesos de acero o calzos, dejando espacio para la salida de la broca. De este modo, la pieza no bascula por la presión de la broca y se evita que el agujero quede torcido.
• Para hacer agujeros de más de 8 mm de diámetro, conviene taladrar primero con una o más brocas de menor diámetro.
• La velocidad de corte ha de ser menor cuanto más duro sea el material o mayor el diámetro de la broca. Se puede cambiar la velocidad modificando la posición de las correas alojadas en el cabezal.

• Precaución

  Manipulación de maquinaria
  Nunca manipules una máquina mientras está conectada a la tensión eléctrica.

  Si la broca se calienta excesivamente, para que no pierda su capacidad de corte se debe reducir la velocidad de giro y la presión sobre la pieza; asimismo, es recomendable sacar la broca del agujero periódicamente para que se enfríe, o refrigerar con taladrina, que es una mezcla de aceite y agua.
• Al hacer agujeros pasantes, hay que prever la salida de la broca para no taladrar la mesa ni la herramienta de sujeción. Cuando la broca comienza a salir por el otro extremo del agujero, se disminuirá la presión para que no se formen rebabas ni se rompa la broca.
• Las piezas de chapa se deben sujetar con alicates o tenazas, y se han de apoyar sobre un taco de madera para que la broca tenga fácil salida y no dañe la mesa.
• Al acabar de trabajar, se limpia la máquina de virutas y limaduras, sobre todo, las ranuras de la mesa.

2 Normas de seguridad

Durante el empleo de máquinas taladradoras es necesario cumplir estas normas de seguridad:
 

• Es obligatorio usar gafas de protección.
• La ropa demasiado holgada y el cabello largo presentan el riesgo de que se puedan enganchar en la broca; por eso, los puños y las mangas deben estar ajustados y el cabello, recogido.
• El cambio de velocidad se debe hacer con la máquina parada. La tapa del cabezal ha de estar cerrada y jamás se manipularán las correas con la máquina en marcha.
• La llave de apretar el portabrocas no debe quedarse puesta, pues podría salir dispa - rada al conectar la máquina y provocar un accidente.
• Al acabar de taladrar, no hay que sujetar las piezas, frenar el portabrocas ni tocar la broca o la pieza con las manos, ya que se pueden sufrir quemaduras o heridas.

La operación de percutir o golpear se emplea para deformar o doblar piezas de metal y se realiza con martillos y mazas.

• Para trabajar metales se usan martillos de formas y medidas muy variadas. Los más comunes son el martillo de peña  1 y el martillo de bola  2.

• La maza es un tipo de martillo al que se recurre para trabajos en los que no deben quedar marcas en la superficie de las piezas. La más empleada es la maza de nailon. 3

Estas herramientas únicamente se deben emplear para su función específica, pues en caso contrario se deterioran inútilmente. Además, se deben guardar limpias y secas para evitar que se oxide la cabeza y se deteriore el mango, y sin mezclar con otras herramientas.
 

1 Normas de seguridad

Durante el uso de martillos, es obligatorio cumplir estas normas de seguridad:

• El mango de un martillo debe estar en buenas condiciones para prevenir posibles daños. Si el mango se abre o se astilla, hay que sustituirlo inmediatamente.
• No hay que coger el mango del martillo con las manos grasientas Antes de utilizar el martillo, se debe verificar la sujeción de la cabeza al mango.
• En caso de golpear una superficie que pueda desprender esquirlas, es necesario el uso de gafas de protección.

1 Normas de seguridad

En las operaciones de doblado de chapa es obligatorio cumplir estas normas de seguridad:

• Los bordes de las chapas se deben rematar con una lima para evitar cortes.
• Hay que usar guantes para manipular las piezas de chapa.