Propiedades y Ensayos de Materiales Industriales: Tipos y Características

Propiedades Mecánicas

• Dureza: Resistencia a ser rayado o penetrado por otro material.
• Tenacidad: Resistencia a la rotura cuando se somete a esfuerzos lentos de deformación.
• Ductilidad: Capacidad de estirarse en hilos.
• Maleabilidad: Capacidad de extenderse en hojas o láminas.
• Fatiga: Deformación que sufre un material sometido a cargas cíclicas.
• Acritud: Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia como consecuencia de la deformación en frío.
• Colabilidad: Capacidad de un material fundido para llenar un molde.
• Maquinabilidad: Facilidad con la que un material se deja cortar por máquinas-herramienta, con arranque de virutas.

Propiedades Físicas

• Densidad: Masa por unidad de volumen.
• Punto de fusión: Temperatura a la cual un material cambia de estado sólido a líquido.
• Calor específico: Energía requerida para elevar la temperatura de un material en un grado Celsius.
• Conductividad térmica: Tasa de transferencia de calor que fluye a través de un material.
• Resiliencia: Capacidad de un material para absorber energía elástica cuando se deforma y liberarla cuando se deja de aplicar la carga.

Ensayos de Materiales

Los ensayos permiten determinar las propiedades de los materiales. Pueden ser destructivos o no destructivos.

• Ensayo de tracción: Ensayo destructivo que mide el alargamiento de una pieza sometida a un esfuerzo de tracción.
• Ensayo de dureza:
  • Vickers: Utiliza un penetrador piramidal.
  • Rockwell: Mide la dureza en función de la profundidad de la huella (menos preciso que Vickers).
  • Mohs: Se basa en la capacidad de un material para rayar a otro.
  • Brinell: Consiste en comprimir una bola de acero contra el material durante un tiempo determinado.
• Ensayo de compresión: Mide el acortamiento de una pieza sometida a un esfuerzo de compresión.
• Ensayo de torsión: Se aplican cargas de giro para determinar las propiedades de cizalladura.
• Ensayo de impacto: Ensayo dinámico que mide la resistencia al choque. Puede ser:
  • Charpy: La probeta se coloca en posición horizontal.
  • Izod: La probeta se coloca en posición vertical.
• Ensayo de fatiga: Se somete el material a esfuerzos variables que se repiten con cierta frecuencia.

Propiedades Eléctricas, Magnéticas y Ópticas

• Materiales paramagnéticos: No alteran el campo magnético ni las líneas de fuerza.
• Materiales diamagnéticos: Repelen las líneas de fuerza y disminuyen el magnetismo del imán.

Estructura de la Madera

La madera es un material heterogéneo y anisotrópico, con una estructura interna compleja:

• Médula: Parte central del árbol, de textura esponjosa y porosa. Tiene un diámetro muy pequeño, es madera vieja y normalmente agrietada. Se suele desechar en los procesos de elaboración.
• Duramen: Parte más interna y dura, con máximo desarrollo y resistencia. Es madera adulta y compacta, y es la parte aprovechable. El proceso de duraminización es la transformación de albura a duramen.
• Albura: Parte externa del tronco, bajo la corteza. Son tejidos jóvenes en período de crecimiento (zona viva). Contiene savia y materias orgánicas.
• Cambium: Zona donde se produce el crecimiento del árbol. Genera dos tipos de células: hacia el interior (madera, albura) y hacia el exterior (líber).
• Líber: Parte interna de la corteza, filamentosa y poco resistente.
• Corteza: Capa exterior del tronco. Es un tejido impermeable que recubre el líber y protege al árbol.
• Radios y anillos:
  • Radios leñosos: Se extienden en dirección radial, perpendiculares a los anillos de crecimiento. Almacenan y difunden las materias nutritivas.
  • Anillos anuales: Cada anillo corresponde al crecimiento anual del árbol. Hay dos zonas: la formada en primavera (de color claro y pared delgada) y la formada en verano (de color oscuro, densa y de pared gruesa).

Tipos de Plásticos y Polímeros Comunes

• Tereftalato de polietileno (PET): Envases de gaseosas, agua mineral, jugos, aceites, etc.
• Polietileno de alta densidad (PEAD): Envases de leche, detergentes, champú, baldes, etc.
• Cloruro de polivinilo (PVC): Tuberías, desagües, mangueras, cables, etc.
• Polietileno de baja densidad (PEBD): Bolsas, películas industriales, etc.
• Polipropileno (PP): Envases de alimentos, industria automotriz, etc.
• Poliestireno (PS): Envases de alimentos congelados, juguetes, etc.
• Policarbonato (PC)
• Poliamida (PA)
• Poliuretano (PU)
• Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
• Polimetilmetacrilato (PMMA)