Materiales plásticos, pétreos y cerámicos: tipos, propiedades y aplicaciones

Los plásticos

Los plásticos pueden definirse como un conjunto de materiales sintéticos de origen orgánico (petróleo, carbón, celulosa de materiales vegetales, resinas sintéticas...), fácilmente moldeables con calor y presión.

Tipos de plásticos según su comportamiento

• Termoplásticos: son plásticos que se funden a partir de una temperatura determinada (entre 80 y 100 ºC), lo que permite su conformación. Una vez moldeados se pueden recuperar, desechar y reciclar con facilidad, ya que al calentarlos de nuevo se ablandan hasta el punto de poder volver a moldearse, iniciándose otra vez el proceso. Se ablandan al calentarse, se pueden moldear a presión y se endurecen al enfriarse.
• Termoestables (termoestables o termofijos): se caracterizan porque, una vez moldeados y endurecidos, permanecen inalterables cuando se someten de nuevo a calor o presión.
• Elastómeros: son materiales artificiales obtenidos por síntesis química.

Según su origen

• Plásticos naturales: provienen, como indica su nombre, de sustancias naturales como la madera o el algodón, de las que se obtiene la materia necesaria para fabricarlo (por ejemplo, la celulosa).
• Plásticos artificiales: se sintetizan mediante procedimientos químicos y se obtienen generalmente del petróleo crudo, el carbón o el gas natural. Estos polímeros se utilizan principalmente en el campo de la medicina y la agricultura.

Otros materiales relacionados: proteínas y ácidos nucleicos

Entre estos, destacamos las proteínas y los ácidos nucleicos.

Técnicas de unión de materiales plásticos

• Pegado por perfil térmico: este método se utiliza para pegar materiales termoplásticos de pequeño espesor. Utiliza una resistencia que calienta el material hasta producir su unión.
• Soldadura de alta frecuencia: esta técnica consiste en situar el material entre 2 electrodos que lo presionan, al tiempo que les transmiten una corriente de alta frecuencia que funde parcialmente el material provocando su unión.
• Soldadura con aire o gas caliente: método utilizado para unir materiales termoplásticos. En este caso, se dirige un chorro de aire caliente a la superficie o zona de contacto de ambos materiales, las cuales están sometidas a presión.

Los materiales pétreos

Podemos definir los materiales pétreos como agregados sólidos y duros formados por un conjunto de minerales, que pueden ser utilizados por el ser humano como material de construcción.

Materiales pétreos naturales

Son aquellos que se obtienen o extraen de las canteras en forma de bloques o lajas.

Granito

Roca muy dura, resistente a los esfuerzos de compresión, pero no tanto al esfuerzo de flexión y tracción. Es resistente a los agentes medioambientales, de tacto fino y admite pulimento.

Aplicaciones del granito:

Revestimiento de suelos interiores y exteriores, paredes, escaleras, balaustradas, encimeras de cocina y baños, mobiliario urbano, etc.

Aspecto del granito:

Gris, verde, rosa, negro, rojo, amarillo, naranja, marrón.

Mármol

Roca dura de tacto frío, resistente a los agentes medioambientales. Presenta resistencia a los esfuerzos de compresión, pero no al esfuerzo de flexión y tracción.

Colores:

Blanco, beige, amarillo, rosa, rojo, verde, azul, amarronado, grises y negros.

Aplicaciones:

Revestimiento de suelos, encimeras de cocinas y baños, revestimiento de paredes, etc.

Pizarra

Oscura, densa, compacta y dura, que se extrae de las canteras en forma de lajas.

Aplicaciones:

Revestimiento de tejados, revestimiento de suelos rústicos y en arquitectura tradicional para la construcción de muros.

Colores:

Gris, verdoso, negro.

Materiales áridos

Materiales que suelen mezclarse con materiales aglomerantes: arena de distintos grosores, grava, gravilla.

Materiales aglomerantes

Yeso:

Se extrae de la piedra de yeso o aljez. Esta piedra se tritura y se cuece hasta su deshidratación. Después se muele y se mezcla con una serie de aditivos.

Características:

Bastante resistente a la compresión, relativamente resistente a la tracción y resistente al fuego. No aguanta muy bien la humedad.

Aplicaciones:

Revestimiento de paredes, aracés, molduras, falsos techos.

Cemento:

Cemento Portland (3/4 de roca caliza + 1/4 de arcilla). Se tritura, se cuece a 1500 ºC y se muele junto con yeso y aditivos.

Tipos:

• Fraguado lento
• Fraguado rápido
• Fraguado bajo el agua
• Fraguado con condiciones ambientales adversas
• De alta resistencia

Mortero:

Cemento + arena + agua.

Hormigón:

Resistente a la compresión, pero no lo es a la tracción ni a la flexión. Para resolver este problema se arma el hormigón con redondos de acero corrugado. El coeficiente de dilatación es muy parecido al del mortero.

Aplicaciones del hormigón armado:

Construcción de estructuras de viviendas, voladizos, puentes, muros, etc.

Construcción de un pilar de hormigón:

1. Se hace un hueco en el suelo para la zapata.
2. Se introduce la estructura de acero.
3. Se vierte hormigón en masa.
4. Se espera a que fragüe.
5. Una vez fraguado, se monta el encofrado alrededor de la estructura del pilar.
6. Se vierte hormigón en masa dentro del encofrado y se deja fraguar.
7. Se desmonta el encofrado y se vuelve a montar un poco más arriba.

Vidrio:

Muy duro, transparente, pigmentable y frágil. Está compuesto de arena de cuarzo, o arena sílice, carbonato sódico que se transforma en sosa cáustica, y cal o carbonato cálcico. Toda esta mezcla se funde a una temperatura que ronda los 1500 ºC, y siempre se añade a la mezcla vidrio para reciclar.

Procesos de conformación:

• Flotación: sobre un baño o lecho de estaño se obtienen vidrios de ventanas y cristales planos, cuyo grosor varía entre 3 y 18 mm.
• Vidrio laminado: se obtiene con otra técnica de conformación. Está formado por una lámina de plástico unida térmicamente a una lámina de vidrio, y puede tener varias capas. Según su grosor, puede ser más o menos resistente. Se utiliza para acristalar suelos, escaleras, barandillas, etc.
• Vidrio templado: se le da un tratamiento térmico especial y se consigue que sea mucho más resistente a la flexión y también resistente al choque térmico. Aplicación: tapas de hornos, cristalería de laboratorio, cacharros de cocina.
• Conformado por soplado automático: se sopla vidrio fundido en el interior de un molde.

Materiales cerámicos

Están hechos a base de arcilla cocida.

1. Limpiar y desechar los terrones que tenga la arcilla.
2. Se mezcla con agua y otros tipos de sustancias (colorantes, fundentes), y se amasa.
3. Moldeo, prensando en un molde, o por extrusión.
4. Cocción (900 ºC - 1300 ºC).
5. Barnizado o vidriado.

Tipos de cerámica

• Cerámicas gruesas: son porosas y permeables.
• Cerámicas finas: no son porosas y son impermeables.

Tipos de cerámicas gruesas:

• Arcilla cocida: se fabrica con arcilla cocida a unos 900 ºC. Es un material de tacto áspero, duro y frágil. Aplicaciones: fabricación de tejas, ladrillos, bovedillas, rasillas.
• Loza: de tacto fino y suave, se cuece dura y se suele vidriar. Aplicaciones: sanitarios, azulejos de baño y vajillas.
• Refractarios: se fabrican con arcilla mezclada con óxidos de metales, y resisten altas temperaturas. Aplicaciones: revestimiento del interior de altos hornos, chimeneas de viviendas, ladrillos refractarios, etc.

Tipos de cerámicas finas:

Arcillas refractarias + sal. No son porosas.

• Gres: muy denso, muy compacto, suena a metal por percusión y es muy duro. Las nuevas tecnologías de fabricación permiten dar texturas y colores variados a este material. Aplicaciones: revestimiento de suelos y de paredes, tubos, ladrillos, etc.
• Porcelana: compuesta de caolín, dura, densa, compacta, transparente o translúcida. Aplicaciones: cristalería de laboratorio, aislantes eléctricos, vajillas.