Propiedades de los materiales

Propiedades de los materiales

1. Quimicas

   • Las Propiedades químicas de los materiales son unas de las más importantes, pues son las que se manifiestan al interaccionar los materiales con otras sustancias o materiales, dando lugar en ocasiones a importantes transformaciones, llegando incluso a transformarse el material en otro material diferente, lo que se debe a una reacción química.
     • Oxidación
       • El estado de oxidación es un indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química (por ejemplo un ion).
         • Formalmente, es la carga eléctrica hipotética que el átomo tendría si todos sus enlaces con elementos distintos fueran 100 % iónicos.
           • La oxidación se da cuando un elemento o compuesto pierde uno o más electrones. Generalmente, cuando una sustancia se oxida (pierde electrones), otra sustancia recibe o capta dichos electrones reduciéndose. Este es el mecanismo básico que promueve las reacciones de óxido-reducción o redox.
     • Corrosión
       • La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno.
         • Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión.
           • La corrosión es una reacción química (oxido-reducción) en la que intervienen tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica.

2. Ecologicas

   • Las Propiedades ecológicas de los materiales son las que representan el impacto que producen éstos en el medio ambiente. Cada vez estas propiedades son y deben ser tenidas más en cuenta, ya que la explotación ilimitada de los recursos naturales del planeta conduce a daños irreparables en el mismo y la salud de sus habitantes.
     • Reciclabilidad
       • La reciclabilidad es la capacidad que tienen los productos diseñados en cumplir con la cadena de reciclado de la mejor forma.
         • Pasos
           • PLANTA DE TRANSFERENCIA
           • RECUPERACIÓN
           • ORIGEN
           • PLANTA DE CLASIFICACIÓN
           • RECICLADOR FINAL
     • Reutilizabilidad
       • Reutilizar es la acción que permite volver a utilizar los bienes o productos desechados y darles un uso igual o diferente a aquel para el que fueron concebidos.
         • Este proceso hace que cuantos más objetos volvamos a reutilizar menos basura produciremos y menos recursos tendremos que gastar. La reutilización ocupa el segundo puesto en la jerarquía de residuos, después de la prevención y por encima del reciclaje.
           • Objetivos
             • Concientizar
             • Reducir
             • Colaborar
             • Reciclar
             • Utilizar
     • Toxicidad
       • La toxicidad es la capacidad de una sustancia química de producir efectos perjudiciales sobre un ser vivo, al entrar en contacto con él.
         • Factores que influyen en la toxicidad
           • Características del organismo con el que entra en contacto, dosis (cantidad de sustancia que entra en contacto con un ser vivo) y Sus propias características químicas: toxicidad inherente (cuantía de la dosis tóxica —dosis mínima necesaria para producir efecto tóxico—, tipo de efecto tóxico y gravedad del mismo).
     • Biodegradabilidad
       • Biodegradabilidad es la capacidad de un material de ser biodegradado
         • Es un proceso natural en el que un material por acción biológica, cambia y en general pierde sus propiedades originales y a nivel químico las moléculas que lo conforma se convierten en formas más simples y estables, pudiendo ser la forma más oxidada de la molécula original (para materiales de carbón la forma más oxidada es el dióxido de carbono CO2), la forma más reducida (para el carbono es el metano CH4) o una mezcla de ambas.
           • Cualquier material orgánico puede ser degradado por medios biológicos, como plantas, animales, microorganismos y hongos, bajo condiciones ambientales naturales.
             • Durante el proceso de biodegradación, el material será utilizado por los agentes biológicos como sustrato es decir, fuente de carbono y otros nutrientes.

3. Eléctricas

   • Conductividad
     • Capacidad de transportar electrones.
       • Conductividad eléctrica en el agua
       • Conductividad eléctrica en los metales
       • Conductividad eléctrica del suelo
   • Semi-conductividad
     • Un semiconductor es un material aislante que, cuando se le añaden ciertas sustancias o en un determinado contexto, se vuelve conductor. Esto quiere decir que, de acuerdo a determinados factores, el semiconductor actúa a modo de aislante o como conductor.
       • Semiconductores intrínsecos
         • Son cristales que, a través de enlaces covalentes entre los átomos, desarrollan una estructura de tipo tetraédrico A temperatura de ambiente, estos cristales tienen electrones que absorben la energía que necesitan para pasar a la banda de conducción, quedando un hueco de electrón en la banda de valencia.
       • Semiconductores extrínsecos
         • Son semiconductores a los que les agregan impurezas para lograr su dopaje (así se conoce el resultado del proceso que se lleva a cabo para modificar las propiedades eléctricas de un semiconductor).
   • Superconductividad
     • Capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en determinadas condiciones.
       • Se da normalmente a bajas temperaturas.
   • Efecto fotovoltaico
     • Es el efecto fotoeléctrico caracterizado por la producción de una corriente eléctrica entre dos piezas de material diferente que están en contacto y expuestas a la luz o, en general, a una radiación electromagnética.
   • Ferroelectricidad
     • Es una propiedad empírica de materiales dieléctricos no entrosimétricos, que poseen por lo menos dos estados orientacionales enantiomorfos termodinámicamente estables, que pueden ser intercambiados de uno al otro por influencia de un campo eléctrico externo y cuya única diferencia es la dirección del vector de polarización.
   • Piezoelectricidad
     • Es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.
       • Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico.
         • El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.

4. Magnéticas

   • Se define como magnetismo el fenómeno físico por el que los materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, o de ejercer fuerzas de atracción o repulsión sobre ellos. El comportamiento magnético de un material depende de su estructura interna y, en particular, de su configuración electrónica.
     • Magnetismo
       • El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.
         • El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.
       • Diamagnetismo
         • Es una propiedad de los materiales que consiste en repeler los campos magnéticos.
         • Paramagnetismo
           • El paramagnetismo es la tendencia de los momentos magnéticos libres (espín u orbitales) a alinearse paralelamente a un campo magnético.

5. Térmicas

   • Las Propiedades térmicas de los materiales son las que determinan el comportamiento de los materiales frente al aumento de temperatura, es decir, el comportamiento de éstos frente al calor.
     • Conductividad térmica
       • La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras, la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras adyacentes o a sustancias con las que está en contacto.
       • Fusibilidad
         • Fusibilidad es la facilidad con que un material puede derretirse o fundirse. Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.
         • Soldabilidad
           • Propiedad de dos metales de unirse hasta constituirse en una sola. Esta unión se consigue cuando las superficies a soldar estén perfectamente limpias. Por ejemplo, el hierro, de fácil limpieza, puede ser unido a baja temperatura.
           • Dilatación
             • Se le llama dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura por cualquier medio.
             • Resistencia al choque térmico
               • El choque térmico es el nombre dado a las grietas como consecuencia de los cambios bruscos de temperatura. Se produce cuando un gradiente térmico hace que las diferentes partes de un objeto de ampliar en diferentes cantidades
                 • Objetos de vidrio y cerámica, son particularmente vulnerables a esta forma de fracaso, debido a su baja tenacidad, baja conductividad térmica, y altos coeficientes de expansión térmica.

6. Mecánicas

   • Tracción
     • Compresión
       • El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente de Poisson).
       • Torsión
         • Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.
         • Elasticidad
           • En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
           • Plasticidad
             • Comportamiento mecánico característico de ciertos materiales anelásticos consistente en la capacidad de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
             • Dureza
               • La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones físicas como la penetración, la abrasión y el rayado. Por ejemplo, la madera puede rayarse con facilidad (no tiene mucha dureza), mientras que el metal es mucho más difícil de rayar.
                 • Dureza Brinell, Dureza Knoop, Dureza Rockwell, Rockwell superficial, Dureza Rosiwal, Dureza Shore, Dureza Vickers, Dureza Webster
               • Fragilidad
                 • Capacidad de un material de fracturarse debido a su escasa o nula deformación permanente.
                   • La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.
                 • • La maleabilidad es la propiedad de adquirir una deformación mediante una compresión sin romperse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas del material usado.
     • Esfuerzo al que se somete un objeto cuando hay dos fuerzas que resultan opuestas y tienden, a partir de su aplicación, a alargarlo o estirarlo.
       • Dicho esfuerzo entra en el grupo de los internos o de sección, una magnitud física que se usa para calcular piezas prismáticas (como ser pilares y vigas), láminas y placas.
   • Tenacidad
     • Energía de deformación total que es capaz de absorber o acumular un material antes de alcanzar la rotura en condiciones de impacto, por acumulación de dislocaciones. Se debe principalmente al grado de cohesión entre moléculas.
     • Extruibilidad
       • La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija.
         • El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada.
       • Ductilidad
         • La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse plásticamente de manera sostenible sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.
           • Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.
         • Resistencia al desgaste
           • La resistencia a la abrasión o al desgaste de los materiales de aluminio es particularmente baja en el rozamiento en seco. No existe relación entre dureza y resistencia mecánica por un lado y resistencia a la abrasión por el otro.
           • Resistencia al corte
             • La resistencia al cizallamiento es importante para el cálculo de la fuerza necesaria para el corte y para determinadas construcciones. No existen valores normalizados. Generalmente está entre el 55 y 80 % de la resistencia a la tracción.
             • Resistencia a la fatiga
               • La fatiga depende de una serie de factores. Además de la composición, estado y procedimiento de obtención del material, hay que considerar la clase y frecuencia de las solicitaciones y, especialmente, la configuración de los elementos constructivos
               • Resistencia al impacto
                 • La resistencia al impacto está relacionada con la temperatura del material por lo que la temperatura de prueba afecta significativamente la tenacidad. La resistencia al impacto también está relacionada con la velocidad de carga aplicada.
                 • Maleabilidad

7. Ópticas

   • Las Propiedades ópticas de los materiales son las que se ponen de manifiesto al incidir sobre ellos la luz. Las propiedades ópticas y/o estéticas se pueden definir también como aquellas que se perciben con el sentido de la vista.
     • Opacidad
       • Un material presenta opacidad cuando no deja pasar luz en proporción apreciable.
       • Transparencia
         • Cualidad de transparente de un objeto (que puede verse a través de él, que es evidente o que se deja adivinar). Puede decirse que un cuerpo presenta transparencia cuando deja pasar la luz y/o puede verse a través de él
         • Translucidez
           • Es una propiedad por medio de la cual se proyecta una sombra parcial conocida como penumbra (casi sombra) y se da porque la fuente de luz es bloqueada parcialmente por el objeto.
           • Reflexión
             • La reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual al de la luz incidente.
             • Refracción
               • La refracción es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distinto índice refractivo. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.
               • Luminiscencia
                 • La luminiscencia es la propiedad que presentan algunos materiales y seres vivos de emitir luz cuando son sometidos a determinada temperatura. Esta luz es visible solamente en la oscuridad.