El conocimiento facilita la creación.

Por eso mismo, aquí tienes una lista de los materiales más comunes en la ingeniería, con sus características más representativas.

Cerámicas

Caliza

Lista de materiales cualquier ingenier@ debe conocer Con ejemplos de uso

En la imagen vemos una superficie de caliza (a la izquierda) y el capitolio del Estado de Georgia (a la derecha), hecho de piedra caliza.

Información:

  • Compuesto de carbonato de calcio (CaCO3) con sílice (SiO2). Su forma pura es tiza (porosa) o mármol (compacto).
  • Su composición y porosidad varían mucho, cambiando características mecánicas.
  • Algunas calizas retienen conchas y otros fósiles.
  • Fácil de cortar → uso como piedra para la construcción.
  • Auto limpiable → el ácido carbónico de la lluvia disuelve una fina capa cada vez que cae.

Mármol

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En la imagen vemos la superficie de mármol y la Basílica de Pisa hecha en mármol.

Información:

  • Es la forma más pura de piedra caliza.
  • Se compone de CaCO3 casi puro compactado y calentado hasta su recristalización.
  • Uso en edificios ornamentales, estatuas (tiene una translucidez maravillosa), muebles y paneles eléctricos.
  • En estado puro es blanco, aunque puede ser de diferentes colores → elementos decorativos.
  • Es duro y denso, con pulido casi perfecto.

Ladrillo

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Ahí tenemos de ejemplo una pared y un suelo de ladrillo.

Información:

  • Es el más antiguo de los materiales fabricados por el hombre para la construcción.
  • Es inerte y resiste las condiciones ambientales del exterior.
  • Resistencia a compresión aceptable y barato.
  • El ladrillo es arcilla cocida: silicato de aluminio hidratado, con impurezas de óxidos e hidróxidos.
  • Al calentarlo (900-1200°C) se producen reacciones irreversibles que dan la consistencia al ladrillo.
  • La mayoría de los ladrillos son porosos: si deben resistir el agua hay que esmaltarlos (pintarlos con fundentes y volver a cocer).

Cemento

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Información:

  • Formados por sílice (SiO2), alúmina (Al2O3) y cal (CaO).
  • El cemento se fabrica en polvo y con la adición de agua solidifica (por reacciones irreversibles, no es un simple secado).
  • El más utilizado es el cemento Portland.
  • El hormigón es un material compuesto de cemento, arena y grava.
  • El hormigón armado es hormigón que incluye refuerzos de acero.

Pizarra

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Ahí vemos una superficie y un tejado de una casa en pizarra.

Información:

  • Se forma a partir de minerales como cuarzo (SiO2) y arcillas (minerales de alúmina y sílice), a partir de la deposición de barro y lodo, y posterior consolidación por presión.
  • Tiene la característica de trocearse en hojas planas.
  • Impermeable al agua en la dirección perpendicular a las láminas.
  • Duro y resistente a la intemperie → uso en tejados.
  • Textura fina y color uniforme → uso decorativo, lápidas.
  • Uso en construcción, techos y paredes.

Escayola

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Vemos en las fotografías ejemplos de escayola tanto decorativa, como para un modelo de dentadura, y hasta para usos médicos.

Información:

  • Se produce por la calcinación del yeso mineral, un silicato de calcio hidratado, a unos 180°C.
  • En aplicación se mezcla con agua y al hidratarse solidifica en color blanco → moldes, esculturas.
  • Uso para hacer prefabricados de yeso ornamental en techos y cornisas.
  • Uso como vendas ortopédicas.

Granito

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Placas de granito y paredes de la Universidad de Georgia.

Información:

  • El granito está hecho de cuarzo (SiO2), feldespato y mica (ambos alumino-silicatos complejos).
  • Se trata de una roca ígnea de grano grueso, muy duro y compacto.
  • Al ser pulida, muestra la belleza de sus cristales.
  • Excepcionalmente duro → Pirámide Gizeh (2980 AC)
  • Falta de porosidad → no envejecen ni se agrietan.
  • Durabilidad alta.
  • Aspecto decorativo.
  • Resistencia a ácidos y álcalis.
  • Uso en superficies de trabajo.
  • Balística y herramientas de precisión.
  • Matrices de forja.
  • Placas delgadas para revestir construcciones e interiores.

Vitrocerámicas

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Vidrio de placa de cocina vitrocerámica.

Información:

  • Las vitrocerámicas son vidrios (amorfos) que han cristalizado mediante un tratamiento térmico.
  • La composición química típica es SiO2/Al2O3/B2O.
  • Al producto se le da la forma siendo todavía un vidrio utilizando métodos de moldeo ordinarios, y luego se les realiza un tratamiento térmico a alta temperatura de forma que se formen pequeños cristales, usando un agente nucleante, típicamente TiO2.
  • Coeficiente de expansión muy bajo → soporta cambios muy bruscos de temperatura sin agrietarse.
  • Conductividad térmica alta.
  • Algunos tipos son mecanizables.
  • Uso común en recipientes para hornos.
  • Vidrios en placas de cocinas vitrocerámicas/inducción.
  • Placas para láseres y telescopios.

Polímeros

ABS

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Juguetes, cascos, cajas de herramientas...

Información:

  • Su nombre es Acrilonitrilo Butadieno Estireno.
  • Y esos son los tres monómeros que lo componen.
  • Alta tenacidad (resistencia a impacto).
  • Se puede reforzar con fibra de vidrio.
  • No tóxico.
  • Se le puede dar formas detalladas.
  • Opaco.
  • Se puede colorear.
  • Uso como equipamiento interior de automóvil.
  • Uso como cascos de seguridad.
  • Uso en cubiertas de electrodomésticos.
  • Uso en cajas de herramientas.

Formulación:

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Metales

Zinc

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Vemos un cubo, una barandilla de carretera de acero galvanizado con zinc y una encimera de zinc.

Información:

  • En francés a un bar o taberna le llaman "Le Zinc", ya que los mostradores solían estar revestidos de Zn (como aún sucede) para protegerlos de los estragos del vino y la cerveza.
  • El acero galvanizado está recubierto de Zn para evitar que se oxide.
  • Higiénico/No tóxico.
  • Resiste a ácidos (vino) y álcalis (líquido limpieza).
  • Dúctil → se pueden dar formas complejas por deformación.
  • Al aire desarrolla una película superficial de carbonato muy protectora.
  • Alta conductividad eléctrica.
  • Uso común en encimeras, chapado, canalización, barandillas.
  • Revestimiento, como en productos de acero galvanizado.
  • Electrodo en baterías.
  • Posee una resistencia mecánica baja.

Estaño

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Uso en latas de conserva.

Información:

  • Resistencia mecánica muy baja.
  • La hojalata (acero recubierto con Sn) inventado en 1810 revolucionó el almacenamiento y la conservación de alimentos.
  • Muy bajo punto de fusión (231,9 oC)
  • Soldadura.
  • Instrumentos musicales.
  • Latas de conserva.
  • Aerosol.
  • Elemento de aleación de Cobre.

Níquel

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Vemos aquí su uso en monedas y en pilas.

Información:

  • Dúctil → Fácil conformado ej. estampación monedas.
  • Resistente a la corrosión.
  • Elemento ferro-magnético
  • 70% producción Ni: para Aceros inoxidables.
  • Monedas.
  • Imanes.
  • Electrodo de pilas.
  • Otras aleaciones: Nicrom → Elementos de calefacción, Superaleaciones.