Materiales de Ingeniería: Propiedades, Tipos y Aplicaciones Clave

Metales

Metales No Férricos

• Cobre: Cableado de instalaciones eléctricas.
• Aluminio: Estructuras de los equipos.
• Níquel: Recubrimiento protector de metales y aleaciones.
• Latón: Aleación de cobre y cinc. Tornillería.

Metales Férricos

• Hierro: Se usa en aleación con carbono.
• Acero: Aleación de hierro y carbono.
• Fundición: Cuando el carbono en el acero supera el 1.76%. Carcasas de bombas de recirculación del agua.

Plásticos

Termoplásticos

Dúctiles y viscoelásticos al ser calentados.

Termoestables

No dúctiles y, una vez polimerizados, mantienen su forma siempre.

Características de los Plásticos

• Resistencia a agentes químicos.
• Migración de químicos del plástico a alimentos.
• Compatibilidad con la composición de alimentos.
• Resistencia a temperaturas.
• Resistencia a vapores y corrosión.
• Resistencia a la abrasión.
• Dureza.

Tipos de Plásticos

• Polipropileno (PP).
• Poliamida (PA).
• Policloruro de vinilo (PVC).
• Policarbonato (PC).
• Polimetilmetacrilato (PMMA).
• Polietileno de alta densidad (HDPE).

Propiedades de los Materiales

Propiedades Mecánicas

• Tenacidad: Resistencia al cambio de forma.
• Fragilidad: Facilidad del material a romperse.
• Elasticidad: Capacidad para recuperar la forma después de haber aplicado una fuerza.
• Plasticidad: Capacidad de ser modelado, cambiar de forma sin romper.
• Ductilidad: Facilidad para cambiar de forma antes de romper.
• Maleabilidad: Capacidad de ser deformado en láminas delgadas.
• Dureza: Resistencia que opone al ser penetrado por otro.
• Resiliencia: Resistencia al choque o impacto repetitivo.
• Fatiga: Capacidad de resistir esfuerzos de reiterados ciclos de trabajo.

Propiedades Físicas

• Densidad: Cociente entre masa y volumen.
• Conductividad calorífica: Unos conducen, otros aíslan.
• Dilatación térmica: Aumento de dimensiones debido al calor.
• Conductividad eléctrica.
• Capacidad electromagnética.

Propiedades Químicas

• Oxidación: Degradación debido a que el oxígeno reacciona con la superficie de los materiales, pérdida de electrones.
• Corrosión: Reacción electroquímica o por ataque químico directo por compuestos de la atmósfera.

Cinemática y Dinámica de las Máquinas

• Trabajo: Relaciona conceptos de fuerza y desplazamiento. Trabajo (W) es el producto de la fuerza (F) por el desplazamiento (e). W = F * e.
• Máquina: Mecanismo o conjunto de mecanismos que aprovecha una fuerza para hacer un trabajo.
• Mecanismo: Conjunto de elementos rígidos conectados entre sí de modo que pueden moverse unos con respecto a otros para controlar movimientos, transformar o transmitir movimiento.

Tipos de Máquinas

• Estructural: Actúa como cuerpo o soporte de la máquina o de algún componente.
• De unión: Cuando no se desplaza o casi no se desplaza:
  • Rígida permanente.
  • Rígida desmontable.
  • Unión móvil.
• De estanqueidad o impermeabilidad: Objetivo evitar que se derramen fluidos al exterior.

Problemas Comunes

Poleas con alineación incorrecta, fallos en la sujeción y en la unión de los discos de las poleas, inadecuado montaje del sistema.