Clasificación de Materiales: Guía Completa de Propiedades y Métodos de Selección

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:

  1. Propiedades funcionales: mecánicas, físicas y químicas.
  2. Métodos de fabricación: facilidad de corte, doblado, taladrado, etc. y herramientas disponibles.
  3. Disponibilidad y suministro: facilidad de adquisición y formas de obtención (catálogos).
  4. Coste de fabricación y del material.
  5. 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.

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