Fundamentos de los Materiales Técnicos: Propiedades, Madera y Metales

1. Propiedades de los materiales

Propiedades mecánicas

• Dureza: resistencia que ofrece un material a ser rayado.
• Fragilidad: tendencia a romperse sin deformarse previamente.
• Resistencia mecánica: capacidad para aguantar fuerzas externas sin romperse.
• Elasticidad: capacidad de recuperar su forma original tras una deformación.
• Tenacidad: resistencia que opone un material a las deformaciones o roturas.
• Plasticidad: capacidad de deformarse permanentemente sin romperse.

Propiedades térmicas

• Dilatación: aumento de tamaño al incrementar el calor.
• Conductividad térmica: capacidad para transmitir el calor a través de su masa.

Propiedades ecológicas

• Toxicidad: grado de daño que puede causar una toxina.
• Reciclabilidad: capacidad de un material para ser procesado y reutilizado.
• Ecotoxicidad: impacto o daño potencial sobre el medio ambiente.
• Biodegradabilidad: capacidad de descomponerse de forma natural en el entorno.

2. Ciclo de transformación: Materias primas → Materiales → Productos

Clasificación según su procedencia

• Animal: ceras, grasas, huesos, entre otros.
• Vegetal: madera, algodón, corcho, etc.
• Mineral: diversos minerales, arena y rocas.

Clasificación según su transformación

• Naturales: se utilizan casi sin modificar (ejemplos: piedra, madera).
• Transformados: sometidos a procesos industriales (ejemplos: cerámica, vidrio).
• Sintéticos: creados mediante procesos químicos (ejemplos: plástico, nailon).

3. La madera y sus derivados

Propiedades generales

La madera se caracteriza por ser blanda (poca dureza), tenaz (aguanta golpes), flexible e higroscópica (absorbe humedad). Además, funciona como un excelente aislante térmico y eléctrico y posee una baja densidad.

Partes del tronco

• Corteza: capa exterior de protección.
• Albura: parte joven y más clara de la madera.
• Duramen: madera dura, seca y oscura.
• Médula: zona central del tronco.
• Cámbium: capa responsable del crecimiento.
• Anillos: cada anillo representa un año de vida del árbol.

Tipos de madera

• Frondosas: maderas resistentes a las condiciones climáticas.
• Resinosas: maderas blandas y fáciles de trabajar.

Maderas prefabricadas

Incluyen materiales como el contrachapado, el aglomerado y los tableros de fibra.

Proceso de fabricación del papel

1. Trituración: se mezcla con agua para formar una pasta.
2. Cocción y blanqueo: tratamiento químico de la pasta.
3. Escurrido: eliminación del exceso de agua.
4. Rodillos calientes: prensado y secado.
5. Bobinado: enrollado del papel final.

4. Herramientas para el trabajo con madera

• Corte: serrucho, segueta, sierra de arco, sierra circular y caladora.
• Perforar: barrena, broca y taladradora.
• Rebajar: cepillo, escofina, formón y gubia.
• Máquinas: fresadora, torno y cepillo eléctrico.

Sistemas de unión

• Permanentes: encolado, clavado y uso de cola termofusible.
• Desmontables: tornillos, espigas y diversos herrajes.

5. Metales y aleaciones

Propiedades generales

Suelen presentarse en estado sólido, son densos, brillantes, buenos conductores y permiten mezclarse fácilmente.

Propiedades tecnológicas

Destacan la colabilidad, soldabilidad, ductilidad, maleabilidad, plegabilidad y maquinabilidad.

Metales férricos

Son aquellos que contienen hierro en su composición, tales como el hierro, el acero y la fundición.

Aleaciones importantes

• Bronce: combinación de cobre y estaño.
• Latón: combinación de cobre y cinc.
• Acero: combinación de hierro y carbono.
• Acero inoxidable: combinación de acero y cromo.

Proceso de obtención e impacto

Se utiliza el alto horno para obtener arrabio y escoria, seguido del proceso de afino para producir acero. Su producción genera un impacto ambiental que incluye ruido, contaminación y modificación de los suelos.

6. Metales no férricos

Ejemplos comunes incluyen el aluminio, titanio, vanadio, cromo, níquel, cobre y cinc. Entre sus aleaciones destacan el cuproníquel, el duroaluminio y variantes del acero inoxidable.

Herramientas para metal

• Corte: tijeras de chapa, cizalla, sierra de arco, radial y caladora.
• Taladrar: granete, brocas y taladro.
• Sujetar: tornillo de banco y alicates.
• Lijar/Rebajar: limas y papel de lija.

7. Procesos de mecanizado

• Forja: moldear el material mediante golpes.
• Fresado: creación de formas o ranuras.
• Torneado: dar forma a la pieza mientras esta gira.
• Laminado: proceso para adelgazar el material.
• Trefilado: fabricación de alambres finos.
• Estampado: creación de relieves.
• Troquelado: recorte de formas específicas.

8. Uniones en metales

Uniones permanentes

• Remaches.
• Soldadura:
  • Blanda: utiliza estaño o plomo.
  • Fuerte: emplea oxígeno y acetileno mediante soplete.

Uniones desmontables

Uso de tornillos, tuercas y elementos autorroscantes.