TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES
UNIDAD I: PROPIEDAD DE LOS MATERIALES Y NORMATIVIDAD
PRESENTACIÓN, DEFINICIÓN Y CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES
DEFINICIÓN, HISTORIA DE LOS MATERIALES
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde el comienzo
de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para
mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales, estos se
encuentran en cualquier parte alrededor nuestro. Los más comúnmente encontrados son madera,
hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel.
Debido al progreso de los programas de investigación y desarrollo, se están creando
continuamente nuevos materiales.
MATERIALES PARA FABRICAR OBJETOS
Los materiales son necesarios para la fabricación de productos.
En el diseño de un objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de
uso y que resulta más económico.
Es necesario conocer los tipos de materiales susceptibles de ser empleados.
El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales, aprovechando los
recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etc.
Para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que se
usaba predominantemente en ellas.
HISTORIA DE LOS MATERIALES
• Edad de Piedra (hace, aproximadamente, un millón de años)
Se utilizaba piedra y huesos para elaborar: herramientas, hachas, arpones, flechas, hoces,
etc.
• Edad de Bronce (comienza aproximadamente en el año 3000 AC)
Se utiliza el bronce a partir de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de
obtener y fundir.
Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar que las
realizadas sólo con cobre.
• Edad de Hierro (entre los años 1200 y 700 AC aprox.)
Para la obtención de hierro había que calentar el mineral a una temperatura mucho mayor
para fundirlo.
Tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las herramientas
obtenidas. Para fundir el hierro se colocaba sobre un agujero hecho en el suelo y se
calentaba por la parte inferior. Posteriormente, se empleó una «bomba» de pieles y
madera para insuflar aire del exterior, avivar el fuego y aumentar la temperatura.
• Época actual
Podría denominarse Edad del Silicio, por el cambio provocado por la electrónica basada en
el silicio en la sociedad.
,COMPOSICIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Los llamados materiales de construcción engloban a aquellos materiales que entran a formar
parte de los distintos tipos de obras arquitectónicas o de ingeniería, cualquiera que sea su
naturaleza, composición o forma. Los materiales de construcción abarcan un gran número y de
orígenes muy diversos, pudiéndose clasificar para su estudio en base a diferentes criterios,
siendo los más habituales su función en la obra, su intervención y su origen.
Según su función en la obra, los materiales de construcción se clasifican en: resistentes,
aglomerantes y auxiliares. Los materiales resistentes son los que soportan el peso de la obra y
los ataques meteorológicos o los provocados por el uso (piedras, ladrillos, hormigón, hierro, etc.).
Los materiales aglomerantes son los que sirven de ligazón entre los resistentes para unirlos en
formaciones adecuadas a su función (cemento, yeso, cal, etc.). Por último, los materiales
auxiliares son aquellos que tienen una función de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas,
etc.).
Por su intervención en la obra, los materiales se clasifican en: de cimentación, de estructura, de
cobertura y de cerramiento. Los de cimentación son fundamentalmente los hormigones, en
particular, el hormigón armado. Las estructuras pueden ser de hormigón, metálicos, de madera o
mixtas. Las coberturas pueden ser de prefabricadas, metálicas, de materiales cerámicos o
pétreos. Por último, los cerramientos pueden ser ladrillos, acristalados, prefabricados, etc.
Por su función de su origen los materiales de construcción se pueden dividir en función de su
origen, siendo este criterio el más adecuado para el estudio de las propiedades características de
los mismos. Presenta además la ventaja de que, a diferencia de las otras clasificaciones, no hay
materiales que se repiten en los diferentes apartados. Según este criterio los materiales de
dividen en:
TIPOS DE MATERIALES
Por conveniencia la mayoría de los materiales de la ingeniería están divididos en tres grupos
principales materiales metálicos, poliméricos, y cerámicos
• Materiales metálicos: Son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o más
elementos metálicos, pudiendo contener también algunos elementos no metálicos, ejemplo
de elementos metálicos son hierro, cobre, aluminio, níquel y titanio mientras que como
elementos no metálicos podríamos mencionar al carbono.
• Materiales de cerámica: Como los ladrillos, vidrio, loza, los aislantes y los abrasivos,
tienen escasas conductividad tanto eléctrica como térmica y aunque pueden tener buena
resistencia y dureza son deficientes en ductilidad, conformabilidad y resistencia al impacto.
, • Polímeros: en estos se incluyen el caucho (el hule), los plásticos y muchos tipos de
adhesivos. Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas
orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Materiales naturales
• Se encuentran en la naturaleza.
• Constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos.
• En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden
reciclarse o reutilizarse.
• El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar
recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costos.
• Son naturales la madera, la lana, la arcilla, el oro, etc.
Materiales artificiales
• Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han
sufrido transformación previa.
• También reciben este nombre los productos fabricados con varios materiales que sean en
su mayoría de origen natural.
• Son artificiales el hormigón y los bloques de hormigón, que son productos artificiales
fabricados a partir de arena (en un 50%; material natural), grava (en un 30%; material
natural), cemento (en un 20%; material artificial) y agua (material natural)
Materiales sintéticos
• Están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales.
• No se encuentran en la naturaleza ni tampoco los materiales que los componen.
• El ejemplo más característico lo constituyen los plásticos, como la baquelita, que se
obtiene a partir de dos materiales artificiales: formol y fenol.
• Durante los últimos cien años se han descubierto multitud de materiales, así como nuevos
métodos de fabricación (por ejemplo, la vulcanización).
CONSTITUCIÓN Y PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
Están constituidos de sustancias químicas, ya sean orgánicas o inorgánicas. La elección de un
material se debe hacer cuidadosamente desde el punto de vista de sus propiedades,
dependiendo de la aplicación a la que se destine.
• PROPIEDADES SENSORIALES
Se usan materiales dependiendo del efecto que puedan producir en alguno de nuestros
sentidos. Más o menos agradables al tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura y el color.
• PROPIEDADES ÓPTICAS
Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Así tenemos:
1. materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese
2. materiales transparentes, que dejan pasar la luz
3. materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz, pero no dejan ver
nítidamente a través de ellos.
• PROPIEDADES TÉRMICAS
Describen el comportamiento de un material frente al calor.
Conductividad térmica: por lo general, los metales son buenos conductores del calor
mientras que el algodón, la lana, la fibra de vidrio, los poliuretanos, etc. son aislantes y
evitan que el calor los atraviese con facilidad.
UNIDAD I: PROPIEDAD DE LOS MATERIALES Y NORMATIVIDAD
PRESENTACIÓN, DEFINICIÓN Y CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES
DEFINICIÓN, HISTORIA DE LOS MATERIALES
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde el comienzo
de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para
mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales, estos se
encuentran en cualquier parte alrededor nuestro. Los más comúnmente encontrados son madera,
hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel.
Debido al progreso de los programas de investigación y desarrollo, se están creando
continuamente nuevos materiales.
MATERIALES PARA FABRICAR OBJETOS
Los materiales son necesarios para la fabricación de productos.
En el diseño de un objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de
uso y que resulta más económico.
Es necesario conocer los tipos de materiales susceptibles de ser empleados.
El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales, aprovechando los
recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etc.
Para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que se
usaba predominantemente en ellas.
HISTORIA DE LOS MATERIALES
• Edad de Piedra (hace, aproximadamente, un millón de años)
Se utilizaba piedra y huesos para elaborar: herramientas, hachas, arpones, flechas, hoces,
etc.
• Edad de Bronce (comienza aproximadamente en el año 3000 AC)
Se utiliza el bronce a partir de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de
obtener y fundir.
Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar que las
realizadas sólo con cobre.
• Edad de Hierro (entre los años 1200 y 700 AC aprox.)
Para la obtención de hierro había que calentar el mineral a una temperatura mucho mayor
para fundirlo.
Tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las herramientas
obtenidas. Para fundir el hierro se colocaba sobre un agujero hecho en el suelo y se
calentaba por la parte inferior. Posteriormente, se empleó una «bomba» de pieles y
madera para insuflar aire del exterior, avivar el fuego y aumentar la temperatura.
• Época actual
Podría denominarse Edad del Silicio, por el cambio provocado por la electrónica basada en
el silicio en la sociedad.
,COMPOSICIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Los llamados materiales de construcción engloban a aquellos materiales que entran a formar
parte de los distintos tipos de obras arquitectónicas o de ingeniería, cualquiera que sea su
naturaleza, composición o forma. Los materiales de construcción abarcan un gran número y de
orígenes muy diversos, pudiéndose clasificar para su estudio en base a diferentes criterios,
siendo los más habituales su función en la obra, su intervención y su origen.
Según su función en la obra, los materiales de construcción se clasifican en: resistentes,
aglomerantes y auxiliares. Los materiales resistentes son los que soportan el peso de la obra y
los ataques meteorológicos o los provocados por el uso (piedras, ladrillos, hormigón, hierro, etc.).
Los materiales aglomerantes son los que sirven de ligazón entre los resistentes para unirlos en
formaciones adecuadas a su función (cemento, yeso, cal, etc.). Por último, los materiales
auxiliares son aquellos que tienen una función de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas,
etc.).
Por su intervención en la obra, los materiales se clasifican en: de cimentación, de estructura, de
cobertura y de cerramiento. Los de cimentación son fundamentalmente los hormigones, en
particular, el hormigón armado. Las estructuras pueden ser de hormigón, metálicos, de madera o
mixtas. Las coberturas pueden ser de prefabricadas, metálicas, de materiales cerámicos o
pétreos. Por último, los cerramientos pueden ser ladrillos, acristalados, prefabricados, etc.
Por su función de su origen los materiales de construcción se pueden dividir en función de su
origen, siendo este criterio el más adecuado para el estudio de las propiedades características de
los mismos. Presenta además la ventaja de que, a diferencia de las otras clasificaciones, no hay
materiales que se repiten en los diferentes apartados. Según este criterio los materiales de
dividen en:
TIPOS DE MATERIALES
Por conveniencia la mayoría de los materiales de la ingeniería están divididos en tres grupos
principales materiales metálicos, poliméricos, y cerámicos
• Materiales metálicos: Son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o más
elementos metálicos, pudiendo contener también algunos elementos no metálicos, ejemplo
de elementos metálicos son hierro, cobre, aluminio, níquel y titanio mientras que como
elementos no metálicos podríamos mencionar al carbono.
• Materiales de cerámica: Como los ladrillos, vidrio, loza, los aislantes y los abrasivos,
tienen escasas conductividad tanto eléctrica como térmica y aunque pueden tener buena
resistencia y dureza son deficientes en ductilidad, conformabilidad y resistencia al impacto.
, • Polímeros: en estos se incluyen el caucho (el hule), los plásticos y muchos tipos de
adhesivos. Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas
orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Materiales naturales
• Se encuentran en la naturaleza.
• Constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos.
• En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden
reciclarse o reutilizarse.
• El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar
recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costos.
• Son naturales la madera, la lana, la arcilla, el oro, etc.
Materiales artificiales
• Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han
sufrido transformación previa.
• También reciben este nombre los productos fabricados con varios materiales que sean en
su mayoría de origen natural.
• Son artificiales el hormigón y los bloques de hormigón, que son productos artificiales
fabricados a partir de arena (en un 50%; material natural), grava (en un 30%; material
natural), cemento (en un 20%; material artificial) y agua (material natural)
Materiales sintéticos
• Están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales.
• No se encuentran en la naturaleza ni tampoco los materiales que los componen.
• El ejemplo más característico lo constituyen los plásticos, como la baquelita, que se
obtiene a partir de dos materiales artificiales: formol y fenol.
• Durante los últimos cien años se han descubierto multitud de materiales, así como nuevos
métodos de fabricación (por ejemplo, la vulcanización).
CONSTITUCIÓN Y PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES
Están constituidos de sustancias químicas, ya sean orgánicas o inorgánicas. La elección de un
material se debe hacer cuidadosamente desde el punto de vista de sus propiedades,
dependiendo de la aplicación a la que se destine.
• PROPIEDADES SENSORIALES
Se usan materiales dependiendo del efecto que puedan producir en alguno de nuestros
sentidos. Más o menos agradables al tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura y el color.
• PROPIEDADES ÓPTICAS
Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Así tenemos:
1. materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese
2. materiales transparentes, que dejan pasar la luz
3. materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz, pero no dejan ver
nítidamente a través de ellos.
• PROPIEDADES TÉRMICAS
Describen el comportamiento de un material frente al calor.
Conductividad térmica: por lo general, los metales son buenos conductores del calor
mientras que el algodón, la lana, la fibra de vidrio, los poliuretanos, etc. son aislantes y
evitan que el calor los atraviese con facilidad.
