1.1.- Generalidades
Las Las prop propie ieda dade dess de un mate materia riall se pued pueden en de defi fini nirr como aquella serie de características que determinan el comportamiento de ese material ante las acciones físic ísica as, químic ímica as, mecán ecánic ica as, et etc. c.,, sien siend do dicha chas propiedades lo que diferencian un material de otro y lo que determina que un objeto esté fabricado de un material determinado.
Por ejem ejemp plo, lo, un martil rtillo lo debe eberá rea realiza lizad do de un material duro, el faro de un coche tendrá que estar real realiz izad ado o de un mater materia iall tran transp spar aren ente te,, un to tobo bogá gán n deberá estar fabricado de un material liso
1.1.- Generalidades
1.1.- Generalidades Necesidad de los Materiales
Los materiales son necesarios para la fabricación de productos. En el diseño de un objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de uso y que resulta más económico. Es necesario conocer los tipos de materiales susceptibles de ser empleados.
El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales, aprovechando aprovechando los recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etcétera.
Para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que se usaba predominantemente en ellas.
1.1.- Generalidades
OBTENCIÓN DE LOS MATERIALES La mayoría de los materiales de los cuales están fabricados los objetos no se encuentran directamente en la naturaleza, sino que se elaboran a partir de otras sustancias que son las que se extraen de la naturaleza. Por ejemplo, el plástico no se encuentra en la naturaleza, el cristal tampoco, el papel tampoco, etc«
1.1.- Generalidades
OBTENCIÓN DE LOS MATERIALES
Es por esta razón por la que podemos distinguir entre: -Materias primas: Son materias primas los recursos naturales a partir de los que obtenemos los materiales usados en la actividad técnica. madera, etc« -Materiales: Son los productos útiles para la actividad tecnológica que se obtienen de la transformación de las materias primas
Por ejemplo: Petróleo, arena, plástico, cristal, papel, etc.
1.1.- Generalidades
a. Clasificación de los Materiales
Materiales naturales
Se encuentran en la naturaleza. Constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos. En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden reciclarse o reutilizarse.
1.1.- Generalidades
a. Clasificación de los Materiales
Materiales artificiales
Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han sufrido transformación previa. También reciben este nombre los productos fabricados con varios materiales que sean en su mayoría de origen natural. Son artificiales el hormigón y los bloques bl oques de hormigón, que son productos artificiales, fabricados a partir de arena (en un 50%; material natural), grava (en un 30%; material natural), cemento (en un 20%; material artificial) y agua (material natural).
1.1.- Generalidades
1.1.- Generalidades
1.1.- Generalidades
1.2.- Propiedades Físicas
a. Definición
En el cont contex exto to de la físi física ca mod ode erna rna se enti entien end de por mate materi ria a cual cualqu quie ierr camp campo, o, enti entida dad, d, o disc discon onti tinu nuid idad ad trad traduc ucib ible le a fenóm enómen eno o pe perc rcep epti tibl ble e que que se propa ropaga ga a través del espacio-tiempo a una velocidad igual o inferior a la de la luz y a la que se pueda asociar energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta ene energía rgía pero ero só sóllo algu lgunas nas form ormas de mate teri ria a tien tienen en masa. Son
aque aquell llas as que que deter etermi mina nan n la form formac aciión en el espacio de un material dependiendo de su resistencia, resistencia, rugosidad, aspecto, aspecto, utilidad, etc.
1.2.- Propiedades Físicas b.
Formas y Dimensiones
¿Tienen los Materiales Forma?, En su principio los que llamaremos materiales tecnológicos no tienen forma por si mismo. Es la Ingeniería la que proporciona la forma de diseño que se le confiere. El Ejemplo mas grande en construcción es el Concreto, adopta la forma orma y Dime Dimen nsión sión dise diseñ ñada ada por el Espec speciiali alista sta (Ingeniero)
1.2.- Propiedades Físicas
c. Peso Especifico
El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Como aclararemos en otro apartado, esta definición es considerada hoy día como obsoleta y reprobable, siendo su denominación correcta la de densidad de peso. peso.
Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa
1.2.- Propiedades Físicas
c. Porosidad
La porosidad es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases.
1.2.- Propiedades Físicas
d. Permeabilidad
La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: y
la porosidad del material;
y
la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;
y
la presión a que está sometido el fluido.
1.2.- Propiedades Físicas
e. Capilaridad
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohe ohesión sión o fuer fuerz za int intermo ermole leccular ular de dell líquid líquido), o), que le confi confiere ere la capac capacida idad d de subir o bajar por un tubo capilar. Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular (o cohesión intermolecular) entre sus moléculas es menor a la adhe adhesi sión ón de dell líqu líquid ido o con con el mate materi rial al de dell tubo (es decir, es un líquido que moja). El líquido sigue subiendo hasta que la tensió tensión n su super perfi ficia ciall es equil equilibr ibrada ada por el peso del líquido que llena el tubo
1.2.- Propiedades Físicas
f. Higroscopia Higroscopia
La capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta es ta el es esttudio dio de la hume humeda dad, d, su suss caus ausas y vari variac acio ione ness (en (en particular de la humedad atmosférica). Son higroscópicos to todo doss los comp compue uest stos os que que atra atraen en agua agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente, por eso a menudo son utilizados como desecantes. Algunos de los compuestos higroscópicos reaccionan quí químic micame ament nte e con el agua gua como como los los hidru druros o los los me mettales ales alca alcali lino nos. s. Ot Otrros la atr atrapan apan como como agua agua de hidr hidrat atac ació ión n en su estructura cristalina como es el caso del sulfato de sodio. El agua tamb también ién pued puede e adso adsorb rber erse se físi físiccamen amente te.. En es esto toss do doss últi último moss casos, la retención es reversible y el agua puede ser desorbida. d esorbida. En el primer caso, al haber reaccionado, no se puede recuperar de forma simple.
1.3.- Propiedades Térmicas a. Calor Especifico
Se define el calor específico (C) de una sustancia como la can cantidad dad de energí rgía cal calorífica que es preci recisso aportar a la unidad de masa de dicha sustancia para elevar su temperatura ura en un grado, sin que se presenten cambios de fase. Se mide en J / (kg . K) en el Sistema Internacional, aunque también suele ser frecuente expresarlo en cal / (g . °C). Así, la energía calorífica, Q, que será necesario comunicar para que una masa m de una determinada sustancia pase de una temperatura T1 a otra mayor T2 será: Q = m. C . (T2 - T1)
1.3.- Propiedades Térmicas b.
Dilatación
La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar su temperatura, siempre que no se produzcan cambios de fase. El origen de la dilatación térmica reside en que al aumentar la temperatura aumentan las vibraciones de las partículas (moléculas, átomos o iones) del material, lo que da origen a una mayor separación entre ellas.
1.3.- Propiedades Térmicas c. Transmisión de Calor
La transmisión del calor por conducción se verifica a través de los cuerpos desde los puntos de mayor a los de menor temperatura, y se debe a los choques de los átomos y de las partículas sub atómicas entre sí. Las Las unid unidad ades es de la cond conduc ucti tivi vida dad d té térm rmic ica a K en el Sistema Internacional son W/(m.K). La conductividad térmica depende fundamentalmente de: - La naturaleza de los cuerpos. - La fase en la que se encuentran. encuentr an. - La composición. - La temperatura.
1.3.- Propiedades Térmicas d. Reflexión del Calor
Según el comportamiento de los materiales frente a la luz se clasifican en: transparentes, translúcidos y opacos. Como materiales tran transp spar aren ente tess po pode demo moss dist distin ingu guir ir el cris crista tall y algunos tipos de plásticos.
Es la protección de un material al incremento de calor sin modificar su estructura física ² química. Este tipo de propiedad puede ser limitada por temperatura
1.4.- Propiedades Acústicas a. Transmisión Transmisión y Reflexión del Sonido Es una parte de la Física de un material que es transmitida y otra absorbida, la parte absorbida se disipa bajo otras formas de energía
1.5.- Propiedades Ópticas a. Ref efle lexi xión ón de la luz luz: Cada uno de los objetos da una ref reflex lexión ión y abso absorrción ción,, en form forma a par parcial ial o total. al. En superficies lisas y brillantes se refleja más que en las rugosas. b. Transmisión de la luz luz:: Se da por medio de elementos tran transp spar aren ente tess como como los los vidr vidrio ios, s, cada cada uno uno en mayo mayorr o menor grado. c.
Color: Cuando la luz incide en la superfici icie de un mineral, parte de ella se refleja y parte se refracta. Si la luz luz no sufre ufre abso absorrción ión, el mate materrial ial es inco incolloro. oro. Los Los mat materia eriale less so son n colo oloreado ados po porq rqu ue abs absorbe orben n ciert ierta as longitudes de onda de la luz y el color es el resultado de una una comb combin inac ació ión n de aque aquell llas as long longit itud udes es de onda onda que que llegan al ojo.
1.6.- Propiedades Químicas a. Composi omposició ción n Químic Química: a: es necesario saber los componentes de los mate materi rial ales es para para cono conoce cerr sus propiedades. b. Estabilidad: stabilidad: la capacidad de ciertos materiales de oponerse a los agentes exteriores que quieran alterar sus propiedades.
1.7- Propiedades Mecánicas Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales cuando actúan fuerzas sobre ellos. Las más importantes son: a. Elasticidad. Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma, una vez que ha desaparecido la fuerza que los deformaba.
1.7- Propiedades Mecánicas b. Plasticidad. Habilidad
de un material para conservar su nueva forma una vez deforma-do. Es opuesto a la elasticidad.
1.7- Propiedades Mecánicas c. Ductilidad. Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos (por ejemplo, cobre, oro, aluminio, etcétera).
1.7- Propiedades Mecánicas d. Maleabilidad. Aptitud de un material para extenderse en láminas sin romperse (por ejemplo, aluminio, oro, etc.).Aluminio etc .).Aluminio
1.7- Propiedades Mecánicas e. Dureza: Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro o, lo que es igual, la resistencia al desgaste.
1.7- Propiedades Mecánicas f. Tenacidad. Resistencia
que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.
1.7- Propiedades Mecánicas g. Fluencia. Deformación
(que puede llegar a la rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a la de rotura, cuando actúan un cierto tiempo o un número de veces.
1.7- Propiedades Mecánicas Rigidez: igidez: cuando no se deforman los materiales i. Isotropía: sotropía: capacidad de ciertos materiales de producir la misma resistencia frente a fuerzas en diferentes sent se ntid idos os.. Lo cont contra rari rio o es la anis anisot otro ropí pía a como la madera. h.
