LOS MATERIALES

En los procesos de diseño y construcción de objetos técnicos, nos vemos obligados a elegir entre varios materiales para el desempeño de una determinada tarea. Para elegir un material debemos considerar cuatro aspectos:

Sus propiedades (dureza, densidad, conductividad, etc.) y sus cualidades estéticas (color, textura, etc.) deben de ser adecuadas para la función que ha de desempeñar.

Debemos disponer de los conocimientos técnicos y de las herramientas necesarias para su manipulación.

El material debe de estar disponible y a un precio razonable.

El impacto medioambiental durante la fabricación uso y desecho.

Durante el proceso de diseño debemos considerar como afectará nuestro objeto al medio ambiente, durante la construcción, la utilización y el desecho. El abuso de materiales no reciclables puede acabar con los recursos y convertir nuestro entorno en un vertedero. Es por ello que debemos plantearnos reciclar materiales disponibles para nuestros diseños, siempre que sea posible.

Materiales tan cotidianos como la madera, el hierro o el papel, no se encuentran en la naturaleza, tal como los vemos en la calle, si no que sufren un proceso de transformación que convierte a las materias primas como la celulosa o el mineral de hierro, en papel o en barras metálicas. A los materiales que obtenemos directamente de la naturaleza, les llamamos materias primas y a los materiales obtenidos a partir de ellas les llamaremos materiales elaborados.
Clasificación de los materiales:








CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

Las PROPIEDADES de un material son elconjunto de características que hacen que se comporte de una determinada manera ante fenómenos externos como la luz, el calor, fuerzas, electricidad



PROPIEDADES FÍSICAS

DENSIDAD.-(PESO ESPECIFICO) La densidad es la relación entre la masa de un material y su volumen. La densidad de los plásticos es bastante baja mientras que la densidad del acero es elevada.

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.- Es la capacidad de los materiales de permitir o no el paso de la corriente eléctrica. Hay dos tipos de materiales: aislantes eléctricos (no permiten el paso de corriente, como el plástico o la madera) y conductores eléctricos (si lo permiten, como los metales).

CONDUCTIVIDAD ACÚSTICA.- Es la capacidad de un material para conducir o no el sonido. Algunos plásticos, la fibra de vidrio y el corcho son aislantes del sonido. Los metales, en cambio, son buenos conductores del sonido.


PROPIEDADES TÉRMICAS

Existen tres propiedades relacionadas con la temperatura exterior: la conductividad térmica, la dilatación y la fusión

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA.- Capacidad de un material para transmitir o no el calor. Los metales son buenos conductores térmicos, mientras que la madera y los materiales plásticos son aislantes térmicos.

DILATACIÓN/CONTRACCIÓN.- Es la propiedad que tienen ciertos materiales de aumentar o disminuir su volumen con la temperatura. Cuando la temperatura se eleva, el material aumenta su volumen y cuando la temperatura disminuye reduce su volumen. Por ejemplo los metales.





FUSIBILIDAD.- Algunos materiales pueden pasar del estado sólido al líquido al elevar la temperatura, como losmetales; cuando estos materiales se funden pueden unirse consigo mismos o con otro material; esta unión se llama soldadura.

PROPIEDADES ÓPTICAS.
Según el comportamiento de los materiales ante la luz, nos encontramos con tres tipos de materiales: transparentes (dejan pasar totalmente la luz), translúcidos (dejan pasar parte de la luz) y opacos (no dejan pasar la luz).

PROPIEDADES MECÁNICAS

DUREZA.- Es la resistencia de un material a ser rayado. Según la escala de Mohs, el material más duro es el diamante y el más blando el talco.

TENACIDAD/FRAGILIDAD.- La tenacidad es la resistencia de un material a romperse cuando es golpeado ( ej. el metal). La fragilidad es la propiedad contraria (ej. el vidrio).

MALEABILIDAD.- capacidad de un material para deformarse en forma de láminas (ej.- alumnio)

DUCTILIDAD.- capacidad de un material para deformarse en forma de hilos (ej.- cobre)

ELASTICIDAD/PLASTICIDAD.- La elasticidad es la capacidad de un material de recuperar su forma original cuando cesa la fuerza que lo deforma (ej. algunos plásticos como el caucho son elásticos). La plasticidad es la capacidad de un material de adquirir deformaciones permanentes (ej. la arcilla).

RESISTENCIA MECÁNICA.- Es la resistencia a la rotura que presenta un cuerpo ante fuerzas externas.

FORJABILIDAD: Es la propiedad mediante la cual puede modificarse a la forma de un metal a través de la temperatura y la presión o golpes.

SOLDABILIDAD: Es la propiedad que tienen algunos metales, por medio de la cual dos piezas de los mismos se pueden unir formando un solo cuerpo.
TEMPLE: Es la propiedad para lacual adquiere el acero una dureza extraordinaria al calentarlo de 600 C y enfriándolo bruscamente en agua.

POROSIDAD.- Es la capacidad de ciertos materiales (que tienen poros) de absorber líquidos (ej. la arcilla y la madera son materiales porosos). Los materiales que permiten el paso de líquidos a través de ellos son materiales permeables.

PROPRIEDADES QUÍMICAS

OXIDACIÓN Y CORROSIÓN.- Es la propiedad que ciertos materiales sufren cuando están en contacto con el oxígeno del aire o del agua. Los metales son muy sensibles a la oxidación y a la corrosión



Peso específico


Definición: Se llama peso específico de un cuerpo al cociente entre su peso y su volumen:


 (rho) = P Peso específico = Unidad de Peso
V Unidad de Volumen


Es una propiedad física de la materia, regularmente se aplica a sustancias o fluidos y su uso es muy amplio

El peso específico de una sustancia es un dato importante en muchos aspectos relacionados con la industria y el comercio.


1) Un trozo de hierro de 2dm3 pesa 15,6kg. Calcular el peso específico.


2) Cuanto pesan 2 litros de mercurio, cuyo peso específico es 13,6 Kg
Dm3


Lista del Peso específico de algunos materiales en Kg/dm3:

Maderas
 
Pino, abeto, Pino tea 0.60
Castaño, roble, cerezo, nogal 0.80

Metales

Acero 7.85
Aluminio 2.70
Bronce 8.50
Cobre 8.90
Estaño 7.40
Latón 8.50
Plomo 11.40
Zinc 7.20
Magnesio 1.74

Materiales diversos

Caucho 1.70
Papel 1.10
Plástico 0,9 a 1.5 en general
Vidrio 2.60