Propiedades de los materiales

Las propiedades de los materiales son las características que tiene cada material y cómo se comporta ante el calor, los esfuerzos, el oxígeno, etc.

Cada material será más apropiado para un tipo de aplicación técnica gracias a sus propiedades, así por ejemplo las ollas se fabrican con acero inoxidable porque conduce bien el calor, es resistente y no se oxida. Sin embargo los mangos de las ollas se fabrican con material plástico para que no conduzca el calor y no nos quememos al sujetar la olla.

Propiedades mecánicas

Estas propiedades nos dicen cómo se comportará el material frente a los esfuerzos.

Dureza

Es la propiedad de resistir al rayado de la superficie. Los materiales son duros si no se rayan con facilidad (acero) y son blandos si se rayan con facilidad (yeso o madera)

Un material duro rayará a un material más blando.

Otro ensayo de dureza que se realiza con frecuencia consiste en apretar la punta de una pequeña pirámide de diamante sobre el material. cuanta más grande sea la huella que deja el diamante, más blando será el material.

Tenacidad

Es la propiedad de soportar golpes sin romperse.

Un material que soporta golpes sin romperse se denomina tenaz. Un material que no soporta los golpes será frágil

Un bate de béisbol fabricado con madera será muy tenaz porque soporta bien los golpes, pero será también blando porque se raya con facilidad.

Un vaso de cristal será frágil porque se romperá con facilidad con los golpes, pero será también duro porque no se raya con facilidad.

Elasticidad

Es la propiedad de recuperar su forma original después de deformarse por un esfuerzo. Lo contrario de la elasticidad es la plasticidad.

Los materiales como el látex o el caucho son apreciados por ser muy elásticos, pero también la madera o el acero pueden ser elásticos en el caso de los mástiles de barcos o en los muelles.

La plastilina es un buen ejemplo de material plástico porque se deforma de manera permanente ante los esfuerzos. Los plásticos también toman ese nombre de su capacidad de deformarse con facilidad cuando están calientes.

Resistencia mecánica

Es la capacidad de resistir esfuerzos sin romperse. Cuanto más esfuerzo resista un material antes de romperse, mayor resistencia mecánica tendrá.

Un pequeño listón de madera de un milímetro cuadrado resiste alrededor de 1.5 kilogramos.

Un cable de nailon de un milímetro cuadrado resiste 8 kilogramos.

Un cable de acero de un milímetro cuadrado resiste en torno a los 100 kilogramos.

La resistencia mecánica se mide en kg/mm2 es decir, cuántos kilogramos soporta un cable de un milímetro cuadrado antes de estirarse de forma permanente (límite elástico) o antes de romperse (carga de rotura).

Otras propiedades físicas

Densidad

Es la cantidad de materia que contiene un litro de material.

Un material como el plomo tiene mucha densidad porque pesa más de 11 kilogramos por cada litro.

Un material como la madera tiene poca densidad porque pesa aproximadamente 1 kilogramo por cada litro.

Con los materiales poco densos como el magnesio, el litio, aluminio, la madera o los plásticos se pueden fabricar productos ligeros.

Respuesta a la luz

Los materiales pueden ser transparentes como el cristal y gracias a eso se pueden fabricar ventanas.

Otros materiales como los metales son brillantes y reflejan la luz, con los que se pueden fabricar espejos.

Las maderas y los cueros son muy apreciados por su aspecto superficial.

Propiedades de fabricación

Estas propiedades nos dicen cómo se comportará el material a la hora de intentar fabricar productos con el.

Maleabilidad

Es la propiedad de soportar aplastamiento sin romperse. Los materiales maleables pueden aplastarse entre rodillos para fabricar láminas finas.

Por ejemplo el aluminio es muy maleable y se puede fabricar papel de aluminio por aplastamiento.

La madera no es maleable porque se rompe al intentar aplastarla. Con madera se pueden hacer láminas finas, pero es gracias al corte como en un sacapuntas no por aplastamiento.

Ductilidad

Es la propiedad de soportar estiramiento sin romperse. Los materiales dúctiles pueden estirarse a través de agujeros pequeños para fabricar hilos finos con ellos.

Por ejemplo el cobre es muy dúctil y se pueden fabricar por estiramiento hilos muy finos para hacer cables. Los plásticos también son muy dúctiles cuando están calientes. Por ejemplo la pistola de cola termofusible tiende a hacer hilos muy finos y largos cuando se retira después de pegar.

El vidrio caliente es otro material muy dúctil, que se puede estirar con facilidad para fabricar todo tipo de objetos.

Fusibilidad

Es la propiedad de fundirse con el calor, pasando a estado líquido. Es muy apreciado para fabricar por moldeo, introduciendo en un molde el material caliente para que tome la forma deseada. Los plásticos, los metales o el vidrio permiten fabricar con mucha facilidad todo tipo de formas gracias a esta propiedad.

Los materiales fusibles son también fácilmente soldables, es decir que se pueden unir entre ellos aplicando calor y presión. Esto facilita también la fabricación al poder unir con facilidad piezas entre sí.

Materiales no fusibles son la madera, los plásticos termoestables como la baquelita o las cerámicas.

Propiedades térmicas y eléctricas

Estas dos propiedades están relacionadas entre sí. Describen cómo se comportarán los materiales ante el calor y ante la electricidad.

Conductividad térmica

Es la propiedad de transportar el calor con facilidad.

Materiales con mucha conductividad térmica se utilizarán para fabricar radiadores, cacharros de cocina, etc.

Materiales con poca conductividad térmica, también llamados aislantes, se utilizarán para aislar las casas de la temperatura exterior o para fabricar mangos de cacharros de cocina.

Los materiales aislantes como el plástico o la madera producen una sensación cálida al tacto, mientras que los materiales buenos conductores como el acero producen una sensación fría al tacto.

Dilatación térmica

Es la propiedad de un material de aumentar de tamaño con la temperatura. Es una propiedad que suele dar problemas en edificios, vías de tren, puentes, etc. y que se resuelve dejando huecos cada cierta distancia para permitir que se dilate en verano sin romperse o deformarse.

Los huecos dejados a propósito para evitar este problema se denominan juntas de dilatación

Conductividad eléctrica

Es la propiedad de permitir el paso de la electricidad con facilidad.

Los metales son buenos conductores de la electricidad. En especial se utilizan para crear conductores el cobre, el aluminio, el oro y el acero.

Otros materiales muy útiles por poder controlar su conductividad eléctrica son los semiconductores, con los que se fabrican todos los aparatos electrónicos actuales.

Propiedades químicas

Estas propiedades definen cómo se comportará el material ante productos químicos corrosivos o ante la radiación.

Oxidación

Es la combinación del oxígeno con los materiales, que produce su deterioro y rotura.

Muchos metales se oxidan con facilidad, en especial el hierro que es uno de los metales más usados. Para evitar la oxidación se recubre el hierro con pinturas, con otros metales resistentes como el cromo (cromado) o como el estaño (hojalata).

Los plásticos, el vidrio, la madera o los cerámicos son materiales que resisten muy bien la oxidación.

Resistencia a los ácidos y cáusticos
Al igual que el oxigeno, los ácidos y los productos cáusticos como la lejía pueden estropear los materiales, especialmente en la intemperie o cerca del mar. Los plásticos y el vidrio son materiales utilizados para contener ácidos y cáusticos porque resisten muy bien sus efectos.
Resistencia a la radiación del sol

La radiación del sol, en especial la radiación ultravioleta (UV) puede descomponer ciertos materiales y degradarlos.

Muchos plásticos que resisten muy bien el resto de las agresiones químicas resisten mal la radiación del sol y terminan rompiéndose y degradándose en la intemperie.

Propiedades ecológicas

Estas propiedades nos dicen cómo se comportará el material ante el medio ambiente.

Reciclable

Un material reciclable permite que se vuelvan a fabricar productos nuevos a partir de los productos de desecho.

Los productos cuando termina su vida útil se desechan. En algunos casos se pueden volver a utilizar sus materiales para fabricar productos nuevos, pero la mayoría de las veces se desechan en montañas de basura que terminan afectando al medio ambiente.

El vidrio y los metales son muy reciclables porque permiten que se reciclen muchas veces sin perder propiedades.

Los plásticos o el papel son poco reciclables porque se degradan con facilidad al reciclarles y solo se pueden hacer productos nuevos de menor calidad.

Biodegradable

Un material es biodegradable si se descompone en la naturaleza con relativa facilidad y sin producir productos tóxicos.

La madera y sus derivados como el cartón y papel son muy biodegradables.

Los plásticos son muy poco biodegradables.

Tóxico

Un material es tóxico si es venenoso o puede producir la muerte al ingerirlo.

Los metales pesados son muy tóxicos. Se utilizan para fabricar fluorescentes, pilas y baterías o en los productos electrónicos. Ejemplos de metales pesados son el mercurio, cadmio, plomo, cromo.

Los plásticos al descomponerse en el medio ambiente o al quemarse liberan sustancias muy tóxicas.

Un material puede no ser tóxico, pero produce tóxicos en su proceso de fabricación. La fabricación de algunos productos produce contaminación ambiental o emite gases de efecto invernadero o desertiza zonas de bosque si se trata de tala de madera no controlada. Por ejemplo el cemento no es tóxico, pero produce muchos gases de efecto invernadero y productos tóxicos en su fabricación.

El vidrio, la madera o los metales no pesados no son tóxicos.

Cuestionario

Cuestionarios de tipo test sobre las propiedades de los materiales.

Questionary. Propiedades de los materiales.