Materiales en Ingeniería y Diseño: Propiedades, Procesos y Aplicaciones Esenciales

Trabajo con Plásticos

El trabajo con plásticos implica diversas técnicas y herramientas, adaptadas a las propiedades específicas de cada tipo de material.

Trazado y Corte

Herramientas para Cortar Plásticos:

• Las láminas de plástico se cortan con tijeras o cúter.
• Las planchas de plásticos rígidos se cortan con cúter.
• Los perfiles y planchas de plástico se cortan con sierras de arco.
• Los tubos de plástico se cortan con sierra de arco (para cortes rectos) o cortatubos.
• Las planchas de plásticos espumados se cortan con cuchillas; si son muy gruesas, se utiliza equipo de corte por fusión.

Perforado y Taladrado

En las planchas y perfiles de plásticos rígidos se practican orificios utilizando taladradora manual o eléctrica. Es crucial realizar esta operación a bajas velocidades y profundizando con lentitud para evitar el sobrecalentamiento y la deformación del material.

Doblado y Deformación

Herramientas para Doblar Plásticos:

• Las planchas de plástico se doblan aplicando resistencia eléctrica. Conviene guiar el doblado con la ayuda de piezas de madera para obtener la forma deseada.
• Los tubos de plástico se pueden doblar calentándolos con un chorro de aire muy caliente.

Materiales Textiles

Los materiales textiles son flexibles y ligeros, excelentes aislantes (a veces incluso impermeables), y se caracterizan por su facilidad de trabajo.

Tejidos de fibras vegetales:

Incluyen algodón, lino, esparto y yute.

Tejidos de fibras animales:

Como la lana (obtenida del pelo de las ovejas) y la seda (segregada por orugas).

Tejidos de fibras minerales:

Ejemplos son el vidrio, cobre, oro y plata.

Tejidos de fibras sintéticas:

Comprenden nailon, poliéster, acrílicos y lycra.

Pieles y telas sintéticas:

Además de las pieles naturales, existen imitaciones sintéticas como los poliuretanos o acrílicos.

Materiales Pétreos

Materiales Pétreos Naturales

Algunas rocas en su estado natural se utilizan como materiales de construcción debido a su dureza y resistencia a la compresión, así como por otras propiedades como la impermeabilidad y el aspecto de sus granos o vetas.

Granito:

De origen magmático, utilizado en la formación de muros y revestimientos.

Caliza:

De origen sedimentario, empleada en la realización de muros y columnas.

Mármol:

De origen metamórfico, ideal para elementos decorativos, suelos y encimeras.

Pizarra:

De origen metamórfico, comúnmente usada como material de recubrimiento para tejados y suelos.

Materiales Conglomerantes y Bituminosos

A partir de calizas, arcillas y roca de yeso se obtienen materiales conglomerantes como el cemento, la cal, el yeso o la escayola. Las rocas que sirven de materia prima se trituran, se trasladan a los hornos para su deshidratación y finalmente se pulverizan para su uso.

Yeso y Escayola:

Se obtienen de la roca de yeso, utilizados para formar tabiques o recubrir paredes.

Cemento:

Se elabora a partir de caliza, arcilla y algo de yeso, fundamental en la fabricación de bloques y hormigones.

Hormigón:

Se forma mezclando cemento con arena, grava y agua, esencial para la formación de elementos estructurales como vigas y pilares.

Asfalto:

Se obtiene de la destilación del petróleo, empleado en pavimentos de carreteras.

Materiales Cerámicos y Vidrio

Material Cerámico

Se caracteriza por su dureza, resistencia a elevadas temperaturas, resistencia química, capacidad aislante y, en algunos casos, fragilidad.

Arcilla Cocida:

Utilizada en piezas artesanales y materiales de construcción como tejas y ladrillos.

Loza:

Empleada en vajillas y utensilios de cocina.

Cerámica Refractaria:

Ideal para chimeneas, recubrimientos de hornos y aislantes térmicos.

Porcelana:

Usada en recipientes de laboratorio y elementos decorativos finos.

Gres:

Presente en baldosas y azulejos para pavimentos y revestimientos.

Vidrio

Es un material duro, aislante, impermeable, resistente a las sustancias químicas, aunque presenta fragilidad. Una de sus ventajas es que se puede reciclar.

Vidrio para Recipientes:

Como botellas, vasos, copas y jarras.

Vidrio Plano:

Utilizado en lunas para vehículos, espejos y puertas.

Vidrios Especiales:

Incluyen lentes de óptica, vidrios fotosensibles y paneles vitrocerámicos.

Fibra de Vidrio:

Usada en resinas plásticas y paneles aislantes.

Los Nuevos Materiales

La innovación constante en la ciencia de los materiales ha dado lugar al desarrollo de:

• Plásticos con nuevas prestaciones (mayor resistencia, flexibilidad, biodegradabilidad).
• Cerámicas de ingeniería (alta resistencia al calor y al desgaste).
• Nuevas aleaciones metálicas (más ligeras, resistentes a la corrosión).
• Materiales compuestos (combinación de dos o más materiales para obtener propiedades superiores).