Conceptos Fundamentales de Ingeniería de Materiales

Propiedades Generales y Físicas de los Materiales

Las propiedades de los materiales (químicas, físicas, mecánicas, de fabricación, estéticas, económicas y magnéticas) dependen de su estructura interna y condicionan su comportamiento durante el proceso de fabricación, a la vez que les confieren utilidad para determinadas aplicaciones.

Oxidación

Cuando un material se combina con el oxígeno, experimenta una reacción de oxidación. De forma esquemática, se puede representar de la siguiente manera: Material + Oxígeno = Óxido del material ± Energía.

Corrosión

Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión.

Densidad

Se denomina densidad a la relación existente entre la masa de una determinada cantidad de material y el volumen que ocupa (kg/m³).

Resistividad

Se define como la resistencia que ofrece un elemento al paso de la corriente eléctrica.

Dilatación Térmica

Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura.

Semiconductor

Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

Célula Fotovoltaica

Una célula fotovoltaica es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía lumínica en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico, generando energía solar fotovoltaica.

Propiedades Mecánicas y Ensayos

Escala de Mohs

La escala de Mohs es una relación de diez minerales ordenados por su dureza, de menor a mayor.

Propiedades Mecánicas

Indican el comportamiento de un material cuando se encuentra sometido a fuerzas exteriores:

  • Maleabilidad: Indica si un material se puede estirar en láminas sin romperse.
  • Ductilidad: Señala si se puede estirar en forma de hilos.
  • Forjabilidad: Da idea de la capacidad que posee un material para ser forjado.
  • Maquinabilidad: Indica si se pueden aplicar procesos de arranque de viruta al material.

Ensayos de Materiales

Ensayos Destructivos

Ponen a prueba el material hasta llegar al límite máximo de rotura con el fin de obtener parámetros reales frente a diferentes fuerzas y factores.

Ensayos No Destructivos

Se utilizan para detectar posibles irregularidades en un material como grietas microscópicas, impurezas, pequeños poros, etc. Su objetivo es hallar defectos en las piezas sin romperlas.

Términos Diversos y Procesos

Calafatear

Cerrar las junturas de las maderas de una embarcación con estopa y brea, alquitrán u otra sustancia semejante para que no entre el agua.

Combustión

Reacción química que se produce entre el oxígeno y un material oxidable, que va acompañada de desprendimiento de energía y habitualmente se manifiesta por incandescencia o llama.

Punto de Ignición

Se denomina punto de ignición, punto de inflamación o punto de incendio de una materia combustible al conjunto de condiciones físicas.

Materiales Específicos y Riesgos

Carbón

Se origina por la descomposición de vegetales terrestres (hojas, maderas, cortezas y esporas) que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca.

Turba

Es el carbón más reciente, constituye la primera etapa en la formación del carbón.

Coque

Es una sustancia carbonosa, sólida, ligera, negra y lustrosa que se obtiene a partir del carbón.

Explotación a Cielo Abierto

Se lleva a cabo cuando el yacimiento se encuentra en la superficie o a escasa profundidad.

Nature Sorb

Es un absorbente revolucionario para aceites e hidrocarburos, hecho a base de turba de esfagno canadiense. La materia prima de alta calidad que se cosecha es deshidratada mediante un tratamiento al vapor patentado, manteniendo su alta capacidad de absorción intacta.

Silicosis

Enfermedad crónica del aparato respiratorio que se produce por haber aspirado polvo de sílice en gran cantidad.

EPOC

La EPOC (Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica) causa dificultad para respirar. Hay dos formas principales de EPOC:

  • Bronquitis crónica, la cual implica una tos prolongada con moco.
  • Enfisema, el cual implica un daño a los pulmones con el tiempo.

Comportamiento ante el Fuego

Clases de Fuego

  • Clase A: Combustibles sólidos (madera, cartón, papeles, telas).
  • Clase B: Combustibles líquidos (ceras, parafinas, grasas, alcohol, gasolina).
  • Clase C: Combustibles gaseosos (acetileno, metano, propano, butano, gas natural).
  • Clase D: Materiales con un comportamiento especial, como pueden ser los metales (sodio, potasio, magnesio, aluminio en polvo).
  • Clase K: Fuego de aceites vegetales o grasas animales.

Fallos de Materiales y Fenómenos Ambientales

Fractura Dúctil

Fractura en la que se produce una importante deformación plástica en la zona de rotura.

Fatiga

Situación en la que se encuentran algunos materiales sometidos a cargas cíclicas con fuerza inferior a la de rotura.

Lluvia Ácida

Es uno de los resultados relacionados con la contaminación ambiental, específicamente con la contaminación del aire, que denota los cambios dados en el medio ambiente a partir del agua de las nubes, ya que estas adquieren diferencias por las partículas emanadas de distintos tipos de ácidos contaminantes.

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