Caso Práctico - Seleccion de Un Polimero

CASO PRÁCTICO: PROCESO DE SELECCIÓN DE UN MATERIAL MATERIAL

Secretaría de Educación Pública TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITTO TECNOLÓGICO SPE!IO! DE TEPEXI DE !OD!"GE# DI$ISIÓN DE INGENIE!"A MEC%NICA E INDST!IAL INGENIE!"A MEC%NICA INGENIE!"A DE MATE!IALES NO MET%LICOS Caso Práctico:

PROCESO DE SELECCIÓN DE UN MATERIAL Nombres de los(as) alumnos(as):

MI!ANDA !E&ES I$AN DANIEL

Nombre del Docente:

ING' (A$IE! (A$IE! GE$A!A GE$A!A !I$E!A

Tepexi Tepexi de Rodríguez, Pue

!" de #ctubre de $%!&

INGENIERÍA MECÁNICA

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CASO PRÁCTICO: PROCESO DE SELECCIÓN DE UN MATERIAL

"NDICE GENE!AL Contenido INTRODUCCIÓN...................................................................................................................................................4 OBJETIVOS.............................................................................................................................................................5 OBJETIVO GENERAL........................................................................................................................................5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................................................................5

CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO......................................................................................................................6 CAPÍTULO 2. DESARROLLO DEL CASO PRÁCTICO................................................................................11 BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................................................16


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INT!ODCCIÓN 'o en día es necesario conocer  saber el mtodo correcto para seleccionar un material  cumplir de manera adecuada con el proecto *ue estemos realizando, en el siguiente caso práctico se pretende analizar la in+ormacin de catálogos  pro-eedores de cerámicos  polímeros para dar solucin a un problema de carácter ingenieril en el *ue la correcta seleccin del material determinara si la in+ormacin extraída de páginas .eb, libros  clase /a sido bien comprendida para lle-ar a cabo esta seleccin 0e debe realizar un análisis del material *ue planeemos utilizar,  considerar +actores *ue parezcan ino+ensi-os, un +allo principal a la /ora de seleccionar un material para una edi+icacin o proecto es el +actor /umano, la persona *ue est lle-ando a cabo el estudio o análisis no está comprometida o en su de+ecto este agotada por el ex/austi-o análisis 1n este caso práctico tambin se proponen una serie de acti-idades *ue auden a identi+icar  recordar *ue +actores debemos tomar en cuenta para concretar la correcta seleccin de nuestro material


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O)(ETI$OS O)(ETI$O GENE!AL 2prender a 0eleccionar el material correcto, necesario  e+iciente, en la industria para e-itar cometer errores *ue den como resultado perdidas

O)(ETI$OS ESPEC"*ICOS Conocer el proceso de seleccin de materiales 3denti+icar los +actores de riesgo cuando se selecciona un material Relacionar  conocer los medios de seleccin de materiales (catálogos, pro-eedores, etc) Realizar la correcta seleccin de un material para una aplicacin especí+ica


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CAP"TLO +' MA!CO TEÓ!ICO


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+'+' C,nce-t,. / ter0in,l,1ía 1sta seccin está dedicada a conocer los principales conceptos  terminos utilizados al re+erirse a los polímeros

Concepto4Termino Polimero

Descripcin Compuestos

constituidos

por

elementos

micromoleculares

organicos, el monmero es su +orma mas sencilla 1xisten 'omopolímero

naturales  sintticos 1s el polímero *ue en su c onstitucin contiene monmeros

Copolímero

iguales Polímero en el *ue su constitucin existen di+erentes tipos de monmeros

+'2' E$OLCION 3ISTO!ICA DE LOS POLIME!OS 5os polímeros /an estado presentes en la -ida  la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las proteínas, sin embargo los primeros polímeros arti+iciales surgieron a mediados del s 636 desarrollándose /asta nuestros días 5os primeros polímeros arti+iciales se obtu-ieron a base de la trans+ormacin de polímeros naturales (cauc/o, seda, algodn) 1l primer polímero +ue elaborado por C/arles 7oodear en !89 con el -ulcanizado del cauc/o 1n !8";  !8;8 se desarrollaron +ormas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa 1l primer polímero totalmente sinttico +ue desarrollado por el *uímico estadounidense 5eo 'endri< =2eC), !!!  !!$ respecti-amente 1stos polímeros +ueron sustitutos del cauc/o  se usaron para la creacin de ob?etos  utensilios de la -ida cotidiana #tros polímeros importantes +ueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexiglás) *ue se us como sustituto del cristal, el te+ln, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiad/erentes  el nailon, primer plástico de alto rendimiento


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1sta industria su+ri otro gran a-ance en la segunda guerra mundial Cuando la maoría de los países no recibía materias primas, a sea por*ue el país *ue se la suministraba se encontraba en el bando contrario, o por*ue las rutas de comercio estaban mu controladas, se -ieron obligados a desarrollar nue-os polímeros para sustituir las materias primas con las *ue normalmente /acían los distintos productos o armas de combate 1?emplo de esto puede ser el cauc/o sinttico usado por 2lemania para las ruedas de los tan*ues  el nailon, desarrollado por los 11@@ usado para +abricar textiles como paracaídas o prendas combinándolo con lana o algodn 5os polímeros sintticos /an ido reemplazando a los naturales, como el cauc/o  la celulosa, en numerosos campos debido a la +acilidad de trans+ormacin, a sus me?ores propiedades mecánicas  resistencia +rente a la accin de sustancias *uímicas agresi-as 1n la actualidad, la maor parte de las acti-idades de la -ida cotidiana dependen esencialmente del empleo de polímeros tales como el papel, la seda, el almidn así como una gran di-ersidad de lacas, plásticos, pinturas, resinas  gomas

+'4' TIPOS DE POLIME!OS +'4'+' Ter0,-la.tic,. 0on los polímeros *ue al calentarlos se ablandan, se pueden moldear  al en+riarlos se endurecen Pueden llegar a +undirse -arias -eces, por este moti-o son reciclables 1l 8%A de los plásticos son así Polietileno tere+talato (P1T) : 0e usa para la +abricacin de botellas de agua  bebidas re+rescantes 1s transparente e impermeable a los gases de las bebidas re+rescantes Polietileno de ba?a densidad (5DP1): 0e emplea en bolsas de basura  en-ases para alimentos 1s resistente a la corrosin, +lexible, ligero, impermeable  no contamina los alimentos Polietileno de alta densidad ('DP1): 1s impermeable, no es txico, no contamina alimentos  es resistente a es+uerzos 0e emplea en en-ases para productos de limpieza del /ogar  para /igiene personal Tambin se usa en tuberías para gas, electricidad  tele+onía Polipropileno (PP): 0us propiedades son parecidas al polietileno, pero es más resistente al calor, es más duro  menos +lexible 0e emplea en la +abricacin de botellas, tubos  tuberías, ?uguetes etc INGENIERÍA MECÁNICA

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Cloruro de poli-inilo (P>C): 1s mu resistente *uímicamente, es +ácil de traba?ar con calor, es resistente a la intemperie  no es txico 0e usa en tuberías de agua (plástico de +ontanería), desagBes, re-estimiento de cables, mangueras  construccin (puertas  -entanas) Poliestireno (P0): 0e usa en embala?es (corc/o blanco), bande?as de alimentos, -asos de ogur  en su -ersin compacta sir-e para carcasas de electrodomsticos 1s +rágil, ligero, presenta ba?a resistencia al calor  buena resistencia al impacto 2demás, no contamina alimentos Policarbonato (PC): 0e emplea en la +abricacin de CDs, -isores para cascos  lentes de ga+as Presenta alta resistencia al calor, es $%% -eces más resistente al impacto *ue el -idrio  es transparente etacrilato (P2): 1s el sustituto /abitual del -idrio de a-iones, barcos, letreros luminosos, tragalucesetc 1s duro, rígido  transparente Tambin es más resistente al impacto *ue el -idrio Te+ln (PT1): Presenta alta resistencia al calor  los agentes *uímicos, es caro, buen aislante  mu inerte 0e usa como antiad/erente en sartenes  cacerolas

+'4'2' TE!MOESTA)LES 0on los plásticos *ue una -ez +ormados no pueden -ol-er a moldearse o +undirse, por*ue se descomponen  se carbonizan 0uelen ser más duro  resistentes *ue los otros, pero son más +rágiles, por*ue si los intentas doblar se +racturan enoles (P): 1s un excelente aislante trmico  elctrico, es mu resistente a los ata*ues *uímicos  a los es+uerzos  posee gran dureza 0e emplea en dispositi-os elctricos (enc/u+es)  pomos de utensilios de cocina elamina (): 1s resistente a ata*ues *uímicos  es un buen aislante 0e usa para recubrir tableros de madera Resinas epoxi (1P): Posee buena resistencia *uímica  a los es+uerzos, además, es mu duro 0e usa en ad/esi-os de dos componentes (poxipol)  en el re-estimiento interior de lata

+'4'4' ELASTÓME!OS5 @n elastmero es un polímero *ue cuenta con la particularidad de ser mu elástico pudiendo incluso, recuperar su +orma despus de ser de+ormado INGENIERÍA MECÁNICA

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Cauc/o (C2): 1s mu +lexible  resistente al calor, los +actores *uímicos, al gasetc 0e emplea en la +abricacin de neumáticos, suelas de zapatos  guantes Poliuretano (P@R): 1s +lexible  es un buen aislante trmico 0e usa en la +abricacin de licra *ue es una -ariedad para prendas de ropa elástica 1n +orma de espuma se conoce como gomaespuma  se usa para colc/ones  asientos 0ilicona (03): 0e emplea para sellar ?untas en +ontanería  para implantes 1s +lexible  no le a+ecta el calor


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CAP"TLO 2' DESA!!OLLO DEL CASO P!%CTICO


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1n este apartado se analizará un problema  podrá e-aluarse la capacidad de extraer datos por parte del alumno Constará de tres apartados en el primero se presenta el problema al *ue el alumno deberá dar una posible solucin 4o alternati-a 1n el segundo apartado se analizará la capacidad del alumno para extraer in+ormacin, compararla  ser capaz de identi+icar los procesos  materiales adecuados 1n el tercer apartado se demostrará la capacidad del alumno para generar un argumento co/erente  de carácter pro+esional, en+ocándose en la correcta seleccin del polímero 4o cerámico

2'+' P!O)LEMA A SOLCIONA! @n enc/u+e es probablemente el más comEn de los productos elctricos Puede llegar a tener más de !8 componentes, cumpliendo algunos de ellos más de una +uncin 5a cubierta de un enc/u+e desempeFa una doble +uncin: elctrica  mecánica Debe aislar la electricidad, además de ser rígido (con un mdulo de Goung superior a $ 7Pa)  lo su+icientemente resiliente para tolerar los es+uerzos *ue reciba durante su -ida Etil Para -alorar la resiliencia es +i?arse en el cociente , considerándose un material con buena resiliencia a*ul con un alto límite elástico  ba?o mdulo de Goung (un -alor de H%,%! podría ser adecuado) Normalmente su +orma no es simple Como es un elemento secundario acoplado a otro producto de maor -alor, se re*uiere minimizar su coste 5a solucin más comEn pasa por un polímero, pero /a un problema: algunos polímeros (los termoplásticos) se reblandecen al calentarse, mientras *ue otros tienen propiedades mecánicas menos dependientes de la temperatura (los termo+i?os) 0i el circuito su+re sobrecargas o el contacto elctrico es pobre, se genera calor 1ligiendo un polímero inadecuado, el enc/u+e podría reblandecerse, de+ormarse  /asta +undirse, pro-ocando un accidente


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2'2' EXT!ACCIÓN DE IN*O!MACIÓN @n cargador es un dispositi-o con componentes electrnicos *ue sir-e para suministrar corriente elctrica *ue se almacenara en una batería,


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2'4' CONCLSIONES


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)I)LIOG!A*"A !

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