Materiales: naturales y sintéticos

Materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza, pudiendo estar en el subsuelo, sobre la tierra o en el mar. A partir de ellos se obtienen los demás productos. Pertenecen a este grupo la madera, el hierro, el algodón, el carbón…

Materiales sintéticos o artificiales son los que han sido obtenidos por el hombre a partir de materiales naturales por medio de procesos físicos y químicos.

Son materiales sintéticos o artificiales el hormigón, que se obtiene a partir de la mezcla de arena, grava, cemento y agua, o la baquelita, obtenida por reacción química del fenol y el formaldehído (formol).

Propiedades sensoriales

Son aquellas que están relacionadas con la impresión que causa el material en nuestros sentidos. Entre las propiedades sensoriales se incluyen el color, el brillo, el olor y la textura.

Propiedades mecánicas

Son las que describen el comportamiento de un material ante las fuerzas aplicadas sobre él; por eso son especialmente importantes al elegir el material del que debe estar construido un determinado objeto.

• Tenacidad: es la capacidad de un material de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen.
• Fragilidad: es la facilidad para romperse un material por la acción de un impacto.
• Elasticidad: es la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.
• Plasticidad: es la aptitud de los materiales de adquirir deformaciones permanentes, es decir, de no recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.
• Dureza: es la oposición que presenta un material a ser rayado por otro.
• Fatiga: es una propiedad que nos indica el comportamiento de un material ante esfuerzos inferiores al de rotura, pero que actúan de forma repetida.

Propiedades tecnológicas

Son las que nos indican la disposición de un material para poder trabajar con él o sobre él. A continuación se enumeran las más importantes:

• Ductilidad: es la propiedad que presentan algunos metales de poder estirarse sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos.
• Maleabilidad: es la posibilidad que presentan algunos metales de separarse en láminas delgadas sin romperse.
• Resiliencia: es una medida de la energía que se debe aportar a un material para romperlo.
• Resistencia mecánica: es la capacidad que tiene un material de soportar los distintos tipos de esfuerzo que existen sin deformarse permanentemente.
• Soldabilidad: es la posibilidad que tienen algunos materiales para poder ser soldados.
• Colabilidad: es la aptitud que tiene un material fundido para llenar un molde.
• Mecanibilidad: es la facilidad de algunos materiales para ser mecanizados por arranque de viruta. También se le llama maquinabilidad.
• Acritud: es el aumento de dureza y fragilidad que adquieren los materiales cuando son deformados en frío.

Una aleación es una mezcla homogénea de un metal en estado fundido con, al menos, otro elemento, que puede ser metálico o no, obteniendo un producto final que presenta características metálicas.

Esfuerzos y tipos de carga

Los esfuerzos son las fuerzas aplicadas sobre un elemento que producen ciertos comportamientos mecánicos. A continuación se describen los principales tipos de esfuerzos y sus efectos.

Tracción

Se dice que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan esfuerzos que tienden a estirarlo, como sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante o con una lámpara que está colgada del techo.

Compresión

Un elemento se encuentra sometido a compresión cuando sobre él se aplican fuerzas que tienden a provocar su aplastamiento, como es el caso de los pilares de una casa, o de las patas de una silla cuando nos sentamos en ella. Cuando un elemento esbelto, es decir mucho más largo que ancho, es sometido a este tipo de esfuerzos, puede sufrir importantes deformaciones características debidas a flexiones laterales llamadas pandeo.

Flexión

Este tipo de esfuerzos es el que se aplica sobre elementos que tienden a doblarse. Es una combinación de compresión y tracción: las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se acortan (compresión), y las inferiores se alargan (tracción), como sucede con una pasarela o con una estantería que se comba debido al peso de los libros.

Torsión

Torsión: es el tipo de esfuerzos que soportan los elementos que tienden a ser retorcidos sobre su eje central; es el caso de los ejes, los cigüeñales y las manivelas, o, por ejemplo, de un bote cuando abrimos su tapa de rosca.

Cortadura o cizalladura

Cortadura o cizalladura: es el esfuerzo que, al ser aplicado sobre un elemento, provoca su desgarro o corte. Se produce cuando sobre el mismo plano se aplican esfuerzos en sentidos opuestos. Es el caso de la bola de enganche de una caravana o simplemente del corte con una tijera.