Clasificación y propiedades de los materiales

1. Clasificación de los materiales

Nat.: Se encuentran en la naturaleza y a partir de estos se fabrican los demás (madera, lana, oro).

Artf: Se obtienen a partir de materiales naturales que no se han transformado, es decir, de origen natural (hormigón).

Sintét.: Fabricados por el ser humano a partir de materiales artificiales (plásticos – formol y fenol).

2. Propiedades de los materiales

Sensoriales u organolépticas: ópticas, térmicas, magnéticas, químicas.

Mecánicas:

  • Elasticidad: capacidad de algunos materiales para recuperar su forma.
  • Plasticidad: capacidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado.
  • Ductibilidad: capacidad de un material para estirarse en hilos.
  • Maleabilidad: capacidad de un material para extenderse en láminas sin romperse.
  • Dureza: resistencia al desgaste.
  • Fragilidad: opuesto a la resiliencia, el material se rompe a cachos cuando una fuerza impacta.
  • Tenacidad: resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.
  • Fatiga: deformación que puede llegar a la rotura de un material sometido a cargas variables, cuando actúan en un tiempo determinado y un número de veces.
  • Resiliencia: resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.
  • Acritud: aumento de dureza, fragilidad y resistencia en metales como consecuencia de la deformación en frío.
  • Colabilidad: capacidad de un material fundido para llenar un molde.
  • Maquinabilidad: facilidad de un cuerpo para dejarse cortar por arranque de viruta.

3. Esfuerzos físicos

Tracción: la fuerza tiende a alargar un objeto y actúa de manera perpendicular a la superficie que lo sujeta.

Compresión: la fuerza tiende a acortar el objeto y actúa de manera perpendicular a la superficie.

Flexión: la fuerza es paralela a la superficie de fijación y tiende a curvar el objeto.

Torsión: la fuerza tiende a retorcer el objeto y las fuerzas son paralelas a la superficie de fijación.

Cortadura: la fuerza es paralela a la superficie que se rompe y pasa por ella.

Pandeo: similar a la compresión pero se da en objetos con poca sección y gran longitud, se pandea.

4. Ensayos

De tracción: consiste en estirar lentamente una probeta hasta que se rompe. Se analizan los alargamientos producidos a medida que aumenta la fuerza.

De fatiga: consiste en hacer girar rápidamente una probeta normalizada del material a analizar al mismo tiempo que se deforma (flexión) por la fuerza. Al número de revoluciones que ha girado antes de romperse se llama límite de fatiga.

De dureza: consiste en ejercer una fuerza con un diamante o bola de acero sobre la pieza que se va a analizar y ver las medidas de la superficie de la huella dejada. Se aplica una fórmula y se calcula el grado de dureza. Escalas de Brinell, Vickers y Rockwell.

De resiliencia: determina la energía necesaria para romper una probeta del material que se quiere analizar mediante un impacto. Se usa un péndulo que lleva una velocidad de 5 o 7 m/s. Para calcular esta energía se anota la altura a la que se suelta (Ep) y después de haber roto la probeta la energía sobrante hará ascender el péndulo un ángulo beta.

5. Tipos de redes cristalinas

BCC (Cúbica centrada en un cuerpo): 1 átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro.

FCC (Cúbica centrada en las caras): 1 átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y otro en el centro de cada cara.

HCP (Hexagonal compacta): 1 átomo en cada uno de los vértices, tres en el centro, uno en la cara superior e inferior.

6. Constituyentes del acero

El acero es una aleación (99% hierro y 1% de carbono) y las propiedades del acero dependen de su composición.

Cementita: constituyente más duro y frágil de los aceros, depende de la cantidad de carbono que tenga el acero.

Martensita: más duro después de la cementita y aparece cuando el enfriamiento es extremadamente brusco.

Bainita: dureza media y aparece cuando la velocidad del enfriamiento no es muy grande.

Perlita: sus granos tienen el aspecto de perlas, es el más blando y aparece cuando el enfriamiento es muy lento. Es el constituyente eutectoide que está formado por ferrita y cementita.

Ferrita: constituyente cuya presencia es inversamente proporcional a la cantidad de carbono de la aleación; cuanto menos carbono, más ferrita.

7. Residuos industriales

Tipos:

  • Inertes: aquellos que no presentan ningún riesgo para el medio ambiente ni para las personas porque la propia naturaleza se encarga de degradarlos o porque no experimentan transformaciones físicas, químicas o biológicas importantes (escombro, gravas, cerámicas).
  • Tóxicos: aquellas sustancias inflamables, corrosivas y tóxicas que pueden producir reacciones químicas originando peligros para la salud y el medio ambiente. Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

Operaciones que se deben realizar con los residuos:

  • Reducción de origen: la aparición constante de nuevas tecnologías permite que se generen menos residuos.
  • Tratamiento físico: su objetivo es separar los residuos del resto empleando filtros, centrifugados, decantado, etc.
  • Tratamiento químico: consiste en neutralizar los residuos tóxicos haciéndolos reaccionar con determinados reactivos.
  • Tratamientos biológicos: ideales para residuos sólidos o líquidos de tipo orgánico. Se fermentan o se introducen en digestores, unos tanques en los que se dejan los residuos que, transformados por los microorganismos, se consigue su descomposición bioquímica en sustancias más simples y estables.
  • Incineración: se introducen en hornos especiales en los que se controla la temperatura, cantidad de oxígeno y tiempo de permanencia. Se reduce su volumen y se obtiene energía térmica.
  • Vertido controlado: vertedero es la última posibilidad contemplada dentro del protocolo de la gestión de residuos.

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