Clasificación de los Materiales
Materiales Naturales
Los materiales naturales o materias primas son sustancias extraídas directamente de la naturaleza. Se clasifican en tres tipos:
- Animales: lana, seda, pieles, caucho
- Vegetales: madera, algodón, lino
- Minerales: arcilla, mármol, mineral de hierro
Materiales Artificiales
Una vez obtenidas, las materias primas sufren un proceso de transformación físico o químico, dando lugar a los materiales artificiales. Estos son materias preparadas para elaborar cualquier producto. Por ejemplo: plástico, acero, porcelana, etc.
Clasificación General de Materiales
Materiales Metálicos
- Ferrosos: hierro, acero, fundición
- No Ferrosos:
- Pesados: cobre
- Ultraligeros: magnesio
- Ligeros: aluminio
Materiales No Metálicos
Cerámica, plásticos, maderas y pétreos.
Método de Elección de los Materiales
La elección del material adecuado depende de varios factores:
- Propiedades funcionales: mecánicas, físicas y químicas.
- Métodos de fabricación: facilidad de corte, doblado, taladrado, etc. y herramientas disponibles.
- Disponibilidad y suministro: facilidad de adquisición y formas de obtención (catálogos).
- Coste de fabricación y del material.
- Factores sociales y medioambientales: toxicidad, contaminación, reciclabilidad, biodegradabilidad.
Propiedades Mecánicas
Las propiedades mecánicas describen las reacciones de un objeto cuando se somete a fuerzas exteriores. Se determinan mediante pruebas de laboratorio. Cuando se aplica una fuerza a un material, este se deforma; si la fuerza es demasiado grande, el material se rompe.
Resistencia Mecánica
Resistencia que oponen los materiales a su rotura por la acción de un esfuerzo exterior. Los tipos de esfuerzos son: tracción, compresión, flexión, cizalladura (o cortadura) y torsión.
Elasticidad
Capacidad de un material para recuperar su forma inicial cuando cesa el esfuerzo que produjo la deformación. Ejemplos: goma elástica, caucho de las ruedas, acero de una hoja de sierra.
Plasticidad
Capacidad de un material para deformarse de forma permanente. Ejemplos: plastilina, chicles.
- Ductilidad: capacidad de deformarse por tracción (fabricación de hilos o alambres). Ejemplo: cobre, aluminio, acero.
- Maleabilidad: capacidad de deformarse por compresión (fabricación de láminas o planchas). Ejemplo: plástico, papel, plomo.
Fragilidad
Un material es frágil cuando se rompe sin deformación. Ejemplos: vidrio, cerámica, mármol.
Dureza
Resistencia de un material a ser rayado o penetrado por otro. El diamante es el material más duro.
Tenacidad
Energía que absorbe un material en su deformación y rotura; capacidad de soportar golpes violentos sin romperse. Ejemplo: acero.
Colabilidad
Capacidad de un material fundido para llenar un molde ocupando todos sus huecos.
Propiedades Físicas
Densidad
Relación entre la masa y el volumen de una sustancia. Indica qué tan compacto está un material. Los sólidos son más densos que los líquidos, y estos más densos que los gases.
Conductividad Térmica
Capacidad de los materiales para permitir la conducción de calor. Los metales son buenos conductores (radiadores, estufas); la madera es mala conductora. Los materiales se dilatan al calentarse y se contraen al enfriarse (ej. rieles de tren).
Conductividad Eléctrica
Capacidad de los materiales para dejar pasar corriente eléctrica. Los metales son buenos conductores (cobre y aluminio en cables eléctricos); los plásticos son aislantes.
Magnetismo
Capacidad de los materiales de ser atraídos por otros. Son magnéticos el hierro y sus aleaciones, el cobalto y el níquel.
Propiedades Químicas
Capacidad de los materiales para oponerse a la oxidación (oxígeno del aire) y la corrosión (ácidos y sales en ambientes húmedos).
Propiedades Ecológicas
Según el impacto ambiental:
- Reciclables: permiten la creación de nuevos productos, ahorrando energía. Ejemplos: plásticos, vidrio, papel, pilas.
- Tóxicos: nocivos para el medio ambiente.
- Biodegradables: se descomponen naturalmente. Ejemplo: madera, basura orgánica.