Tipos de Materiales: Clasificación, Propiedades y Aplicaciones Industriales

¿Qué son los Materiales?

Los materiales son las sustancias que componen cualquier producto. Actualmente, existen más de 707 mil materiales diferentes.

Clasificación General

• Metales
• Polímeros
• Cerámicos
• Litológicos
• Compuestos
• Vegetales

Producción y Consumo de Materiales

A partir de la Revolución Industrial se empezaron a fabricar materiales sintéticos y se mejoraron las técnicas de producción.

Consumo de Materiales y Conflictos

Entre 1998 y 2003 se produjeron en el Congo algunas de las peores masacres a causa del coltán, del cual se extrae el tantalio que se utiliza para la fabricación de dispositivos electrónicos.

Riesgos Asociados al Uso de Materiales

Se descubrió que el amianto era cancerígeno. Es un material ignífugo utilizado en oficinas, y se descubrió su peligrosidad debido a que había más empleados con cáncer en dichas oficinas.

Clasificación Detallada de Materiales

Metales y Aleaciones

Las aleaciones son mezclas de un metal con otro elemento, ya sea metal o no metal. Se realizan para mejorar las propiedades de dichos materiales, como aumentar la resistencia o evitar la corrosión.

Materiales Ferrosos y Aleaciones

Son aquellos cuyo componente fundamental es el hierro. Son los más usados, duros y resistentes, aunque su principal problema es que se corroen fácilmente.

• Hierro fundido: Compuesto por carbono y silicio. Es duro y resistente, pero se corroe fácilmente. Se utiliza en motores.
• Acero: Aleación de hierro y carbono. Mejora la resistencia y la dureza, aunque también se corroe.
• Acero inoxidable: Se obtiene añadiendo un 11% de cromo al acero, lo que evita que se corroe.

Materiales No Ferrosos y Aleaciones

No contienen hierro. Son menos resistentes que los ferrosos y también se corroen menos.

• Aluminio: Es blando, de gran resistencia y se corroe con dificultad. Se utiliza en aeronáutica.
• Cobre: Muy dúctil y excelente conductor. Se puede alear con otros elementos, dando lugar al latón (cobre y zinc) y al bronce (cobre y estaño).
• Níquel: Dúctil, resiste la corrosión y las altas temperaturas. Se utiliza en recubrimientos.
• Plomo: Muy tóxico, se utiliza en la protección contra los rayos gamma.
• Titanio: Tan resistente como el acero, pero pesa la mitad. Se utiliza en el ámbito industrial. Se puede alear con aluminio para fabricar prótesis gracias a su biocompatibilidad.
• Tantalio: Muy escaso y muy utilizado en microchips.

El Papel

Se extrae de la celulosa de los árboles. Lo inventaron los chinos en el siglo II d. C., no llegó a Europa hasta el siglo VIII y lo trajeron los árabes.

Tipos de Papel

• Gráfico: Se utiliza para imprimir documentos.
• Fotográfico: Se utiliza para la impresión de fotos.
• Absorbente: Absorbe líquidos.
• De envolver: Se utiliza para embalar.
• Cartón: Papel más duro.

Materiales Cerámicos

• Vidrio: Compuesto por arena silícica, carbonato sódico y caliza. Sus propiedades principales son la transparencia y la fragilidad.
• Vitrocerámico: Aguantan altísimas temperaturas. El enfriamiento en el proceso de fabricación se realiza de manera muy lenta.
• Ladrillos y porcelanas: Son arcillas de diferentes colores que necesitan ser cocidas en un horno para que adquieran propiedades como la impermeabilidad y el aislamiento térmico.

Polímeros

Son compuestos formados por carbono e hidrógeno. Se forman por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Existen polímeros naturales y sintéticos.

• Naturales: Algodón, seda, lana y caucho natural.
• Sintéticos: Plásticos, fibras sintéticas y caucho sintético.

Plásticos

Se obtienen del petróleo. Sus características principales son: ligeros, aislantes de la electricidad, formas variadas, impermeables y no biodegradables. Los plásticos más utilizados son los termoplásticos y los termoestables.

• Termoplásticos: Necesitan fundirse para darles forma. Ejemplos: polietileno, metacrilato, teflón y policloruro de vinilo (PVC).
• Termoestables: Adquieren su forma mediante una reacción química. Ejemplo: poliuretano.

Caucho Sintético

Se obtiene del petróleo y es un hidrocarburo. Como el caucho natural es muy caro, se inventó el caucho sintético.

Características: Flexible, aislante y repelente al agua.

Aplicaciones: Neumáticos, pelotas de golf, chubasqueros y trajes de neopreno.

Fibras Sintéticas

Licra, nailon y poliéster. Se obtienen a partir del alquitrán, amoníaco, carbón y petróleo. Son resistentes, ligeras y no se arrugan.

Nanotecnología

Campo de estudio y desarrollo de materiales a escala nanométrica con aplicaciones revolucionarias en la ciencia actual.