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8/10/2019 MATERIA Clasificaciones de Los MATERIALES
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Los materiales.
Origen y clasificacin.
En un estudio sistemtico de los materiales que el ser humanoutiliza para satisfacer sus necesidades, hemos de distinguir entre
materia prima y material elaborado.
Materia prima: es el material natural que se obtiene de la
naturaleza y que puede ser aprovechado directamente o bien
ser sometido a diversas transformaciones.
Material elaborado: es el que se obtiene despus de someter
la materia prima a las transformaciones oportunas.
En el estudio de los materiales se pueden hacer diferentes
clasificaciones debido a sus distintas caractersticas.
Desde el punto de vista de su composicin, se agrupan en dos
grandes categoras: los materiales metlicos y los no metlicos.
Los materiales metlicos: son aquellos cuya base
fundamental esta constituida por un metal, como el hierro, elcobre, el cinc, el aluminio, el plomo y otros.
or su especial utilidad en el campo industrial, estudiaremos
dos tipos: los materiales frricos, o materiales derivados del
hierro y los materiales no frricos, derivados del resto de los
metales.
Los materiales no metlicos: estn formados por aquellos encuya composici!n no intervienen los metales como
componente bsico.
Dependiendo de su origen, distinguiremos los materiales
naturales, como la seda o el cuarzo, los sintticos, como el
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hormig!n o el vidrio, y los materiales au"iliares, como son: las
pinturas, los lubricantes, los insecticidas y otros.
#os materiales cumplen funciones muy distintas, dependiendo
de la necesidad que se pretenda satisfacer: la alimentacin, lavivienda, el vestuario y calzado, la obtencin de energa, la
fabricacin de herramientas, el transporte, la comunicacin, etc.
Clasificacin de los materiales.
Los materiales frricos.
$on aquellos cuyo componente principal es el hierro, asociado
con otras sustancias, tanto metlicas como no metlicos.
El hierro qumicamente puro suele aplicarse, a productos
elaborados en los que se presenta como componente bsico
mezclado con otros elementos en distintas proporciones.
Minerales del hierro.
El elemento qumico hierro forma parte de la corteza terrestre
en un porcenta%e de un &'. #os principales minerales de los que
forma parte son la magnetita, hematites roja, siderita, limonita y la
pirita.
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La magnetita: es una mezcla de !"idos de hierro. Es de color
oscuro, casi negro, y resulta una e"celente mena de hierro,
posee el ()*+)' de este elemento. $in embargo, es poco
abundante en la naturaleza.
La hematites roja:es o"ido de hierro. $e presenta en forma
de masas compactas de color ro%o. ontiene -)*()' de hierro
y es mucho mas abundante que el mineral anterior.
La siderita:es carbonato de hierro. iene color amarillento y
algunos fragmentos presentan brillo como el vidrio. Es la mena
fundamental del hierro, su porcenta%e de riqueza esta entre el
/)*-)'.
La limonita:es hidr!"ido de hierro. $e presenta en forma de
masas compactas de color pardo o negro. uede aprovecharse
como mena de hierro, aunque su rendimiento es escaso debido
a su ba%o contenido de este metal.
La pirita:es sulfuro de hierro mezclado con compuestos de
cobre. Es un mineral muy abundante en nuestro pas y presentaun color amarillo caracterstico, con brillo metlico.
Obtencin de hierro: el alto horno.
Es una instalaci!n comple%a cuyo principal ob%etivo es la
obtenci!n de arrabio, es decir, hierro con un contenido en carbono
que oscila entre el 0,(' y el (,+' y que contiene otras cantidades de
silicio, manganeso, azufre, y fsforo que oscilan en torno al 0,0!.
El cuerpo central de la instalaci!n denominada alto horno esta
formado por dos troncos de cono colocados uno sobre otro y unidos
por su base mas ancha. $u altura entre los 30 y los 0m y su
dimetro m"imo esta entre los !0 y los !"m.
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#a pared interior esta construida de ladrillo refractario y la
e"terior es de acero. Entre ambas pasan los canales de refrigeraci!n.
El material se introduce en el interior del horno en capas
alternadas:
1na capa formada por una mezcla de minerales de hierro.
2ntes de introducir el mineral, es sometido a una serie de
tratamientos de lavado 3 para eliminar la mayor cantidad
posible de impurezas, como tierra, rocas, cal, slice 4 y
desmenuzado 3 para facilitar los procesos de transformaci!n
que van a tener lugar 4.
1na capa de carbn de co#$e, que es el combustible
empleado para la fusi!n y reducci!n del mineral.
1na capa de material f$ndente, formado bsicamente por
caliza, que se encarga de arrastrar la ganga o desecho del
material y las cenizas. on todo este material se forma la
escoria.
#a cantidad de material que contiene cada una de las capas que
se introducen en el alto horno se a%usta a la proporci!n
siguiente:
* 5inerales de hierro: 0 t.
* arb!n de coque: 6 t.
* 5aterial fundente: ),& t.
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%s#$ema de la instalacin de $n alto horno.
&artes principales.
'ragante:es la parte superior del alto horno.
'ol(as: son dos en forma de campanas, provistas de un
dispositivo de apertura y cierre que evita que se escapen los
gases en el momento de la carga del material.
C$ba: se produce el primer calentamiento. En esta zona se
elimina la humedad del mineral y se calcina la caliza.
)ientre:es la parte mas ancha del horno y en ella tiene lugarel proceso de fusi!n del hierro y de la escoria.
'oberas: encargadas de insuflar el aire necesario para la
combusti!n. Este aire procede de unas instalaciones
denominadas rec$peradores de calor, que aprovechan la
energa trmica del gas que sale del alto horno para precalentar
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el aire hasta 6/&) 7. De este modo se consigue que la
temperatura del alto horno sobrepasa 68)) 7, con lo que se
logra un importante ahorro del carb!n de coque.
%talaje:es la parte inferior del horno, su forma compensa la
disminuci!n de volumen del material, que se produce comoconsecuencia de su reducci!n y de la perdida de materiales
voltiles. En esta zona se depositan el hierro y la escoria
fundidos. omo la escoria es de menor densidad que el hierro,
queda flotando sobre el. De este modo se protege el hierro de
la o"idaci!n.
*igotera: se e"trae la escoria fundida. Esta suele emplearse
como subproducto para la obtenci!n de abonos y cementos
especiales. &i#$era: sale el hierro fundido, denominado arrabio+ hierro
colado o f$ndicin de primera f$sin.
El arrabio fundido se vierte directamente en c$charas y se
transporta a las lingoteras+para obtener lingotes de hierro, o a
los con(ertidores+donde se transformara en acero.
%,traccin del arrabio en $n alto horno.
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1na vez iniciado el proceso, los altos hornos funcionan de
manera continua y solo se apagan cuando es necesario efectuar
reparaciones, como consecuencia del desgaste del material
refractario del recubrimiento de sus paredes. #a carga y descarga de
material se realizan peri!dicamente, cada tres o cuatro horas, aunqueeste periodo de tiempo puede modificarse controlando la inyecci!n
de aire por las toberas.
ara reducir el cons$mo energtico del proceso se emplea
diversas tcnicas, la inyecci!n de gases combustibles por las toberas
o la me%ora de la calidad del coque, disminuyendo su contenido en
humedad y empleando granos de menor tama9o. De este modo se ha
conseguido pasar de 6))) a &)) g la cantidad de coque necesario
para obtener una tonelada de arrabio.
&rod$ctos sider-rgicos.
odo producto sider;rgico se obtiene a partir de los minerales
de hierro, pueden clasificarse en tres grandes grupos, dependiendo
de su contenido de carbono: el hierro dulce, las fundiciones y los
aceros.
ierro d$lce: se denomina al hierro cuyo contenido en
carbono es inferior al ),6'. En estas condiciones puede
considerarse qumicamente puro.
Es un material de color plateado, de gran permeabilidad
magntica, d;ctil y maleable. 2dmite la for%a, por lo que
tambin se denomina hierro f$ndido.
Es un material muy poroso, se o"ida con gran facilidad y
presenta con frecuencia grietas internas que lo hacen poco ;til
para otras aplicaciones industriales.
/$ndiciones: el arrabio o fundici!n de primera fusi!n, como
ya hemos indicado, es el material que se obtiene directamente
del alto horno.
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1ilicio: presente en la totalidad de los aceros, le confiere
elasticidad y buena conductividad magntica.
Manganeso:contribuye a aumentar su dureza y la resistencia
al desgaste.
Cromo: aumenta su dureza y le da resistencia al calor y al
rozamiento. Es imprescindible para hacerlo ino"idable.
2#$el:aumenta su tenacidad y su resistencia a la tracci!n y a
la corrosi!n.
Molibdeno y el (anadio: incrementa su dureza y le
proporciona mayor resistencia al desgaste mecnico en caliente.
)olframio: lo hace tenaz y resistente a la corrosi!n y al calor.
#os aceros se clasifican en aceros no aleados, aceros de baja
aleacin yaceros de alta aleacin.
ceros no aleados:se consideran as, cuando los porcenta%es
de los elementos presentes no superen el 6'. or e%emplo:
perfiles de acero.
ceros de baja aleacin: son aquellos que poseen alg;n
componente cuyo porcenta%e se encuentra entre el 6' y el &'.
or e%emplo: los rodamientos.
ceros de alta aleacin : contiene en su composici!n
elementos cuyo porcenta%e supera el &'. El mas conocido es el
acero ino"idable. or e%emplo: los cubiertos de mesa.
&rocesos de fabricacin de aceros.
En la actualidad se han desarrollado diversos procedimientos
de afino del hierro para obtener el acero. Entre los dispositivos
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empleados destacan el convertidor "essemer y #homas, convertidor
$%, horno de &iemens' (artn y los hornos elctricos.
%l con(ertidor de *essemer y 'homas.
onsiste en un recipiente metlico basculante de gran tama9o
recubierto por material refractario. El proceso de afino dura entre 6&
y 0) minutos y tiene tres fases: llenado, soplado y vaciado.
a* llenado b* soplado c* vaciado
/ase de llenado: se inclina el convertidor para facilitar su
llenado con el arrabio fundido procedente del alto horno.
/ase de soplado: el convertidor se coloca en posici!n vertical
y se inyecta aire a presi!n a travs de unos orificios ubicados
en el fondo.
/ase de (aciado:una vez quemada la impureza, se inclina el
convertidor y se da vuelta el acero en las lingoteras.
#a principal venta%a de este procedimiento consista en poder
detenerlo con solo cerrar la entrada de aire.
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En la actualidad estos procesos han cado en desuso y se han
sustituido por el moderno convertidor #D.
%l con(ertidor L4.
$e trata de un dispositivo que permite obtener acero por
soplado de o"igeno. $e le conoce con el nombre de horno de
o,igeno bsico.
En este caso, no se inyecta aire por la parte inferior, sino que se
insufla o"igeno a presi!n hasta la misma superficie del material
fundido por medio de una lan5arefrigerada por agua.
El recipiente utilizado es de gran tama9o y puede llegar a pesarhasta &)) toneladas. Esta construido en acero revestido
interiormente con ladrillo refractario.
El proceso de afino tiene mayor duraci!n, alrededor de una
hora, y tambin constan de tres fases: llenado, afino y vaciado.
a* llenado b* afino c* vaciado
/ase de llenado: en primer lugar, se introduce el arrabio
liquido procedente del alto horno, despus chatarra de acero y
finalmente, el fundente encargado de formar y arrastrar la
escoria. 1na vez cargado, se coloca en posici!n vertical.
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/ase de afino: se inyecta o"igeno mediante la lanza
refrigerada a una presi!n de 60 atm!sferas. Este provoca la
o"idaci!n del carbono hasta reducir su contenido por deba%o
del 6'. En su interior se producen altas temperaturas que
mantienen el material en estado liquido. 2l final del proceso sea9aden aleantes en la proporci!n adecuada para conseguir el
tipo de acero que se desea.
/ase de (aciado:se inclina sobre su costado con el fin de
eliminar la escoria en desuso y, despus, se bascula totalmente
para vaciar el acero.
El convertidor #D es el mas empleado en la actualidad para la
obtenci!n de aceros comunes de ba%a aleaci!n, porque permiterecuperar chatarra para producir acero nuevo.
%l horno de 1iemens 6 Martn.
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#a carga del material se realiza por la parte superior del horno
mediante dispositivos especiales.
Este horno funciona con diferentes tipos de carga: arrabio del
alto horno 3s!lido o liquido4 o arrabio mezclado con chatarra y
mineral de hierro. El contenido de chatarra puede llegar a ser el +)'del total.
El proceso de afino consiste en quemar el combustible
precalentado en el interior del horno hasta que alcanza temperaturas
de 68))7c.
uando se estima que el contenido en carbono es el adecuado,
se a9aden los aleantes apropiados y se e"trae la colada de acero. El
proceso puede alcanzar las 60 horas de duraci!n.
#os aceros obtenidos por este procedimiento admiten la for%a,
el temple y la soldadura.
El principal inconveniente del procedimiento radica en su
ele(ado cons$mo energtico y en la baja calidad del prod$cto
obtenido en relaci!n con los convertidores actuales.
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Los hornos elctricos.
$on otros que tratan los procedimientos de afino.
$us principales venta%as son : el rpido calentamiento que
permiten, el buen control de la temperatura y la ine"istencia de gasescombustibles que pueden dar origen a impurezas.
El mayor inconveniente radica en el elevado coste de la
energa elctrica cuando se emplea para producir calor.
5ediante estos dispositivos se obtienen aceros especiales muy
puros, denominados aceros finos, y aceros de alta aleaci!n, como los
aceros ino"idables.
#os hornos elctricos mas empleados son los de arco y los de
ind$ccin.
%l horno de elctrico de arco: tiene un recipiente de acero, de
forma cilndrica, recubierto en su interior por ladrillo
refractario y provisto de circulo de refrigeraci!n. uedealbergar hasta 6/) toneladas de material.
#a cubierta superior puede separarse para facilitar la carga y
esta atravesada por dos o tres electrodos de carb!n.
1na vez cargado con el acero que se desea afinar, se cierra el
recipiente y se hacen saltar potentes arcos voltaicos entre los
electrodos y el material. $e alcanzan temperaturas hasta de
/8))7c, que permiten fundir metales de elevada temperatura de
fusi!n , como el molibdeno, el volframio, el nquel, el cromo,
el vanadio, el manganeso y el titanio.
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%l horno de ind$ccin: consiste en un recipiente cilndrico de
acero, de altura superior a -m y de dimetro superior a los +m,
y en su parte e"terior lleva una bobina elctrica. El interior
tambin esta protegido con material refractario.
1na vez cargado el material, se hace circular una corrienteelctrica de alta frecuencia por la bobina. Esta corriente induce
en el interior del horno unas corrientes elctricas, denominadas
corrientes de )oucault,que producen un enorme aumento de
temperatura capaz de fundirlo.
Este horno permite obtener hasta 6)& toneladas de acero en tan
solo 666 minutos.
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Metales no frricos.
Estos metales presentan algunos inconvenientes que lo hacen
poco apto para determinados usos industriales:facilidad de
corrosin , baja conductividad elctrica y trmica, y dificultad demecanizado.
#os metales no frricos se pueden clasificar en , pesados,
ligeros y ultraligeros.
Dependiendo de sus caractersticas, estos materiales sustituyen
con venta%a a los derivados del hierro en m;ltiples aplicaciones
tecnol!gicas. ero tambin resultan mas caros debido a que, la
energa consumida en los procedimientos de obtenci!n y afino, en la
mayora de los casos, se trata de procesos electrolticos para los que
se emplea energa elctrica. = a su vez por la ba%a cantidad dematerial que se produce para su comercializaci!n.
#os metales no frricos de mayor aplicaci!n industrial son el
cobre y sus aleaciones, el aluminio, el plomo, el esta9o, y el cinc.
#os metales casi nunca se emplean en estado puro sino ,
formando aleaciones. Es el caso del nquel, el cromo, el titanio o el
magnesio.
%l cobre.
Es uno de los metales mas antiguos a lo largo de la historia,
pero en escala industrial se produce a partir del siglo >?>.
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El cobre esta presente en diversos minerales, como la cuprita o
la malaquita.En ocasiones, se puede hallar en estado casi puro en
forma de cobre nativo.
C$prita: esta compuesta bsicamente por o"ido de cobre.$e presenta en forma de masas terrosas de color ro%o. ontiene
hasta un 88' de riqueza, pero es muy escasa.
Calcopirita: se trata de un sulfuro mi"to de hierro y cobre.
iene color amarillento y resulta la principal mena de cobre.
Mala#$ita: es una mezcla de carbonato e hidr!"ido de cobre.
Cobre nati(o:se trata de cobre puro. $e presenta en masas de
color ro%o. Es muy escaso y se puede encontrar en otros
minerales de cobre.
&roceso de obtencin de cobre.
$eg;n la riqueza de los minerales empleados, se utilizan dos
tcnicas de obtenci!n de cobre: la va h*meda y la va seca.
La (a h-meda: se emplea cuando el contenido en cobre esba%o 3entre el /' y el 6)'4. onsiste en disolver el material
con cido sulf;rico y recuperar despus el cobre mediante
electrolisis.
La (a seca: es una de las tcnicas mas utilizadas en la
obtenci!n de cobre, aunque solo puede utilizarse si la riqueza
del material supera el 6)'.
En una primera etapa, el mineral se somete a un proceso detrit$raciny moliendahasta reducirlo a polvo.
Despus, se procede a la separacin por flotacin del mineral
de cobre: este sobresale, mientras que la ganga se deposita en
el fondo.
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El mineral h;medo es sometido a un proceso de tostacinen
un horno. En este proceso se elimina el azufre y se forman
!"idos de hierro y de cobre.
#uego el o"ido de cobre sufre un proceso de calcinacin en un
horno de reverbero. #os !"idos de hierro se combinan con laslice y forman la escoria mientras se produce la mata blanca
3sulfuro de cobre4.
#a mata se somete a un proceso de red$cciny se obtiene el
cobre bruto mezclado con algo de o"ido de cobre.
Caractersticas y aplicaciones del cobre.
El cobre es un metal de color ro%izo, relativamente blando, de
conductividad elctrica y trmica muy elevada, d;ctil 3capacidad deun material para deformarse por la accin de esfuerzos de traccinsinromperse4 y maleable 3que se puede modelar o dar forma a un material a
travs de compresin sin romperse+.
$u elevada conductividad elctrica y su ductibilidad lo hacenespecialmente indicado para la fabricaci!n de conductores elctricos
y bobinados.
El aire seco y el agua pura no lo atacan a ninguna temperatura
y, por ello, suele utilizarse para la fabricaci!n de tubos y calderas.
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El cobre aleado con cualquier otro material, da como resultado
a el bronceque es una aleaci!n de elevada resistencia mecnica y
buena resistencia a la corrosi!n.
Dependiendo de la presencia de otros metales en la aleaci!n, se
distinguen los bronces para forjar y los bronces para fundir.
Los bronces para forjar: tiene gran resistencia a la tracci!n y
al desgaste, y se emplean para fabricar chapas, alambres y
engrana%es.
Los bronces para f$ndir: tiene cualidades para el
deslizamiento. $i se a9ade plomo a la aleaci!n, esta adquiere
cualidades autolubricantes y se emplea para la fabricaci!n de
co%inetes.
%l al$minio.
onstituye uno de los principales componentes de la corteza
terrestre, de la que forma parte en una proporci!n del 8,6/'.
#a ba$,itaes su principal mena, se trata de o"ido hidratado de
aluminio mezclado con o"ido de hierro y otros materiales. $epresenta en masas compactas de diversos colores y puede llegar a
contener hasta un (&' de riqueza.
#a bau"ita, una vez e"trada, es sometida a un cuidadoso
tratamiento para obtener de ella el aluminio metlico.
&roceso de obtencin del al$minio.
ara la obtenci!n de aluminio se emplea el mtodo *ayer, que
consiste en dos fases: la obtencin de la aluminay el afino
electroltico.
Obtencin de al$mina: en primer lugar se somete la bau"ita a
un proceso de molienda hasta convertirla en polvo fino. 1na
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vez molida, se mezcla con cal, sosa custica y vapor de agua
sobrecalentado. De este modo, se produce la disoluci!n del
o"ido de aluminio en la sosa.
#as impurezas del mineral, que permanecen en estado s!lido
sin disolverse, se eliminan por decantaci!n 3se elimina lo s!lidode lo liquido4.
$e a9ade agua a la disoluci!n para provocar la
precipitaci!n del o"ido de aluminio y separarlo de la sosa en
la que estaba disuelto. El producto obtenido recibe el nombre
de al$mina.
#a alumina se somete despus a un proceso de
calcinaci!n a 60))7c, para eliminar el e"ceso de agua.
fino electroltico: la alumina se funde con criolita 3sustanciaencargada de protegerla de la o"idaci!n4 y se somete a un proceso
electroltico que separa el aluminio del o"igeno.
El o"igeno forma mon!"ido y di!"ido de carbono y se
desprende, mientras que el al$minio p$ro va depositndose en
estado fundido en el fondo de la cuba, de la que se e"trae con
una cuchara.
Caractersticas.
El aluminio es un metal de color plateado, muy blando, de ba%a
densidad, conductividad elctrica alta, muy d;ctil, maleable y
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resistente a la corrosi!n. El aluminio se emplea como sustituto del
cobre en cables de conducci!n elctrica de gran longitud.
%l plomo.
Es un metal pesado que se empez! a usar industrialmente en elsiglo >?>.
#a principal mena de plomo es la galena+ compuesta
bsicamente por sulfuro de plomo,al que acompa9an otros metales,
como el cobre, la plata o el oro. Es un mineral de color gris
metlico, blando, pesado y muy frgil ya que se rompe fcilmente en
cubitos.
#a obtenci!n industrial de plomo consiste bsicamente en
reducir la galena y separar el plomo de los metales que lo
acompa9an.
'ostacin: la galena se mezcla con slice, caliza y material
fundente, y se calienta en presencia de aire hasta que el sulfuro
de plomo se convierte en o"ido.
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/$sin:se utiliza un alto horno, similar a los empleados en
siderurgia. El o"ido de plomo se mezcla con coque, caliza y
fundente, y se inyecta una corriente de aire.
El carb!n reduce el o"ido de plomo metlico impurificado con
otros metales.
fino: se procede a la separaci!n de los metales que
acompa9an al plomo. 5ediante diferentes tratamientos, se
eliminan el cobre, el arsnico, el antimonio, el esta9o, la plata
y el cinc. 5ediante este procedimiento se obtiene plomo
br$to+ todava parcialmente impurificado.
El plomo es un metal de color gris plateado, muy blando, ba%aconductividad elctrica, trmica, fle"ible y maleable. En estado
puro, se trata de un material muy blando. 2bsorbe muy bien las
vibraciones, por eso no suena cuando se golpea.
El plomo se utiliza como escudo protector en instalaciones
medicas de radiologa y en centrales nucleares. @esiste muy bien los
cidos es por eso que se ocupa en recipientes, como las bateras y los
acumuladores elctricos. En cambio, nunca debe emplearse como
envase de productos alimenticios.
%l cinc.
$u mena principal es la blenda+que es una mezcla de sulfuros
de cinc y plomo, con un porcenta%e de riqueza superior al &)'.
Es un metal protector de color gris azulado, brillante, frgil en
fro y relativamente blando.
Es inalterable al aire seco, pero el aire h;medo lo o"ida y hace
que pierda su brillo. Ao resiste la acci!n de los cidos.
$e utiliza tambin para el galvanizado, este procedimiento se
emplea actualmente para proteger las estructuras que han de quedar
a la intemperie, como semforos y torres de alta tensi!n.
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El proceso de obtenci!n por lo general se realiza por la va
seca, el mineral se somete a una fase de tostaci!n para obtener o"ido
de cinc, para luego reducir el o"ido en un horno, con ayuda de
carb!n y sin contacto con el aire. El metal obtenido se puede afinar
posteriormente por procedimientos electrolticos.%l n#$el.
#os principales minerales de los que se obtiene el nquel son la
ni#$elina+que es una mezcla de sulfuros de hierro, nquel y cobre.
El nquel es un metal ino"idable de color blanco brillante,
medianamente duro, tenaz, d;ctil y maleable.
Es resistente a la corrosi!n, tanto de los agentes atmosfricos,
como de los cidos.Debido a su resistencia a la corrosi!n, se emplea en la industria
alimentara, como en la fabricaci!n de utensilios de cocina, material
quir;rgico y de laboratorio.
En el proceso de obtenci!n es similar al del cobre, se tritura y
muele el mineral y se separan los sulfuros por flotaci!n, despus se
tuesta la mezcla hasta obtener la mata de o"ido de nquel y
finalmente se afina el metal por mtodos electrolticos.
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%l cromo.
#a principal mena es un mineral denominado cromita+que es
un compuesto de hierro y cromo.El cromo es un metal duro de color blanco brillante, muy duro,
frgil y de estructura cristalina.
Es muy resistente a la o"idaci!n y la corrosi!n, y soporta bien
las altas temperaturas conservando su aspecto brillante.
or su gran resistencia a la corrosi!n, se emplea
frecuentemente para el recubrimiento electroltico de otros metales,
tcnica que recibe el nombre de cromado.
Es de gran utilidad industrial, se emplea en la fabricaci!n de
cigBe9ales, rodamientos y herramientas por su gran dureza,
tenacidad y resistencia a la tracci!n.
ara obtener el metal en estado puro, se le somete a un proceso
de afino electroltico.
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%l (olframio.
El mineral bsico del que se e"trae el volframio es la
7olframita+ sustancia que adems contiene hierro y manganeso.El volframio es un metal de color gris acerado, muy duro,
pesado y de buena conductividad elctrica.
or su dureza, resulta difcil de mecanizar.
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%l merc$rio:
$u principal mena es el cinabrio, mineral de coloraci!n ro%iza.
En algunas ocasiones se encuentra en forma liquida, llamado a
veces merc$rio nati(o.
El mercurio es un liquido de color plateado y brillante, de
densidad muy elevada y es un buen conductor de energa.
$e emplea para fabricar term!metros, se utiliza tambin en la
fabricaci!n de pilas.
En el proceso de obtenci!n, el cinabrio se somete a un proceso
de tostaci!n en presencia de aire.
El mercurio se volatiza y sus vapores son conducidos a
dispositivos de condensaci!n hermticamente cerrados donde elmercurio se condensa y se recoge en estado liquido.
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%l titanio:
$e encuentra en casi todas las rocas de origen volcnico que
contienen hierro. $u mineral mas com;n es el r$tilo, que es di!"ido
de titanio cristalizado.
El titanio es un metal resistente de color blanco plateado,
brillante, ligero, muy duro de gran resistencia mecnica.
or su densidad relativamente ba%a y su resistencia mecnica,
se utiliza para la construcci!n del fusela%e de aviones y cohetes.
Esta tambin presente en las aleaciones de algunos acerosordinarios y de los ino"idables.
El proceso de obtenci!n mas utilizado en la industria consiste
en la clor$racion+ a temperatura elevada. 1na vez condensado y
purificado, este compuesto es reducido en atm!sfera inerte en un
reactor y se obtiene la denominada espon%a de titanio. #uego, la
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espon%a se funde en un horno elctrico y se obtienen los lingotes de
metal.
Los plsticos.
#os plsticos son compuestos procedentes de sustancias
naturales o de compuestos orgnicos que han sufrido una gran
transformaci!n qumica.
Estas sustancias pueden ser de origen mineral, vegetal o
animal.
De origen mineral+ como el petr!leo o el gas natural.
De origen (egetal+como la madera, el algod!n y la resina de
algunos rboles.
De origen animal+ fundamentalmente la leche.
#os plsticos tiene una elevada masa molecular y una ba%a
densidad, son sensibles al calor, son aislantes trmicos, elctricos y
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ac;sticos, y presentan buena resistencia a los agentes qumicos
inorgnicos y al agua, a la o"idaci!n y a los esfuerzos mecnicos.
ueden ser conformados por presi!n o por calor.
Clasificacin general de los plsticos.
$i tenemos en cuenta su comportamiento frente al calor, los
plsticos se dividen en dos grandes categoras: termoplsticos y
termoendurcibles o termoestables.
'ermoplsticos: se caracterizan porque se reblandecen cuando
se calientan y vuelven a endurecerse cuando se enfran. Este
proceso puede repetirse de forma indefinida porque el calor noprovoca en ellos ninguna transformaci!n qumica, sino solo un
cambio fsico.
$on e%emplos de termoplsticos: el &)Cy tambin el nailon.
'ermoend$recibles o termoestables: si se les aplica calor, se
produce en ellos una modificaci!n fisicoqumica que los
endurece definitivamente. De este modo, pueden someterse a
operaciones de mecanizado, como taladrado, aserrado, limado,etc.
1na vez endurecidos, no pueden volver a fundirse, porque sus
caractersticas fisicoqumicas sufren importantes
modificaciones y se degradan.
$on termoestables: la ba#$elita+ melamina+ siliconas.
Clasificacin de los plsticos por s$ origen.
En la naturaleza de las materias primas empleadas en la
obtenci!n de los plsticos, distinguiremos dos grandes grupos: los
plsticos de origen natural y los sintticos.
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Los plsticos de origen nat$ral:se obtiene a partir de resinas
naturales, del caucho y sus derivados de la celulosa, de la
casena de la leche y del petr!leo. odos son termoestables.
Los plsticos sintticos: se elaboran a partir de productos
qumicos diversos que han sido creado de forma artificial.
ueden ser termoestables o termoplsticos.
4e origen nat$ral.
'ermoestables.
Celofn: se obtiene a partir de la celulosa. uando esta es
tratada con cido actico se consigue un producto que no es
inflamable, por lo que se emplea en el encintado de bobinadoselctricos.
Cel$loide: se consigue mediante la combinaci!n de la celulosa
con cido ntrico. $e trata de un material muy fle"ible en
caliente, pero no en fri!, y adems, es muy inflamable.
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Casena+ galatita: se procede del secado y prensado de la
leche coagulada de los animales. $e emplea en la fabricaci!n
de fibras te"tiles, peines, botones, etc.
Ca$cho+ gomas blandas y d$ras: el caucho natural es un
liquido pastoso que se obtiene a partir del lte, 3resina de
ciertos rboles tropicales4. Este se recoge de la corteza del
rbol despus de provocar una sangra mediante un rayado.
8oma blanda: su contenido de azufre es de /' y el 0)',
tiene m;ltiples aplicaciones. $us propiedades elsticas me%oran
cuando es menor la cantidad de azufre. $e emplea en la
fabricaci!n de neumticos para autom!viles.
8oma d$ra: su cantidad de azufre alcanza el /)', puede
mecanizarse mediante sierras, limas y tornos. Es un buen
aislante elctrico.
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9esina de $rea: no desprende olor y presentan un color,
inalterable a la luz. 5ediante prensado, se fabrican ob%eto de
usos domsticos, como interruptores, platos y vasos.
9esina de melamina: sus propiedades fsicas y tcnicas son
muy similares a las de resinas de urea. $e utiliza para el
revestimiento de muebles de cocina y para la fabricaci!n de
%uguetes y va%illas.
9esinas fenolicas: se las comercializa con el nombre de
ba#$elita.$on de color amarillo y , cuando se e"ponen a la
luz, se vuelven oscuras. 5ediante prensado, se confeccionan
piezas de uso industrial, carcasas de telfonos o mangos de
utensilios de cocina.
9esinas epo,idicas: son qumicamente estables, resisten bien
los cidos, son aislantes y fciles de mecanizar. Debido a sus
buenas cualidades adhesivas, se emplean principalmente para
la fabricaci!n de pegamentos, tanto en fri! como en caliente,
capaces de pegar superficies de distinta naturaleza, e incluso,
metales.
9esinas de polister: son incoloras, por lo que se les a9adir
pigmentos para darles la coloraci!n deseada. $e les puede
agregar fibra de vidrio, para conseguir placas resistentes a losesfuerzos. $e emplean en la fabricaci!n de cubiertas y cascos
de embarcaciones.
&oli$retanos: son materiales sintticos fabricados a partir de
resinas de polister. $e emplean en la fabricaci!n de
colchonetas. Ctras variedades se emplean como pegamentos
para metales.
&lsticos sintticos termoplsticos.
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Clor$ro de poli(inilo: conocido comercialmente como &)C.
Es incoloro y transparente, por lo que se le pueden a9adir los
colorantes deseados.
En estado original, es duro y frgil, se emplea en carcasa de
bombas.$i se le agregan reblandesedores, puede comportarse como la
goma y se usa entonces para la fabricaci!n de mangueras,
impermeables, botas y como aislante en conductores elctricos.
&oliestireno: es incoloro, por lo tanto que puede colorearse.
@esiste bien los cidos y en estado puro, es duro y frgil. $e
emplea como aislante elctrico. En piezas peque9as se destina
a la fabricaci!n de reglas y bolgrafos.
&olietileno: proviene del gas que se obtiene del petr!leo.@esiste bien los cidos, tiene gran resistencia elctrica. $e
utiliza tambin para mangos de herramientas.
&olimetacrilato: tambin llamado vidrio acrlico. Es un
material transparente como el vidrio, no se altera por los
agentes qumicos y el ambiente atmosfrico. Es fcil de rayar y
se deforma por acci!n del calor elevado.
$e emplea como sustituto del vidrio en faros e intermitentes de
autom!viles. &oliamidas: son materiales elaborados a partir del carb!n. #os
mas conocidos son el nailon.$on inodoros y resisten muy bien
los esfuerzos mecnicos.
En mecnica, se usan en la fabricaci!n de co%inetes y ruedas
dentadas.
1iliconas: resiste bien los choques y el rozamiento y, al ser
transparentes, suelen emplearse como sustitutos del vidrio.
uando se endurecen se utilizan para barnizar bobinados decobre.
Mtodos de obtencin.
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En la fabricaci!n de ob%etos de plstico se lleva a cabo
mediante diferentes tcnicas de moldeo, entre las que se destacan: el
moldeopor compresin, por inyeccin, por etrusin, por soplado y
al vaci.
Moldeo por compresin: se aplica cuando la materia prima es
una resina termoestable.
onsiste en introducirla en forma de granos, a veces, se a9ade
fibra de vidrio para reforzar el plstico y, tambin colorantes. 2
continuaci!n, se presiona hasta que se adapta a la forma del
molde. Despus, se separan las dos partes del molde y se e"trae
la pieza todava caliente.$uele emplearse para fabricar ob%etos huecos de gran tama9o y
poco espesor, como los utensilios de cocina.
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Moldeo por inyeccin: tambin se utiliza con resinas
termoestables.
onsiste en introducir la resina en un cilindro calentado en su
parte e"terna por una resistencia de caldeo. 2 continuaci!n, un
embolo inyecta el plstico a presi!n en un molde, donde fraguatomando la forma de este. uando la pieza esta
suficientemente fra, se abre el molde y se e"trae de el.
$e usa en la fabricaci!n de ob%etos de gran calidad, como
carcasas de electrodomsticos o piezas de maquinaria.
Moldeo por e,tr$sin: se emplea con resinas termoplsticas.
onsiste en introducir la resina en forma de granos en un
cilindro que dispone de resistencia de caldeo. 1n tornillo sin
fin interior empu%a los granos hacia la boca de salida, llamada
hilera, de cuya forma depende la de las piezas obtenidas.
$e aplica en la obtenci!n de tubos o varillas y en materiales de
recubrimiento de conductores.
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Moldeo por soplado: se emplea con resinas termoestables.
onsiste en introducir una porci!n de tubo reblandecido en un
molde, abierto en dos partes. 2l %untarse estas, se cierra unaparte del tubo y por la otra se insufla el aire hasta que el
plstico se adapta a las paredes fras del molde. El plstico se
endurece al contacto con ellas, se abre el molde y se e"trae la
pieza.
Es el mtodo mas utilizado para la obtenci!n de todo tipo de
botes y botellas.
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Moldeo al (aci o conformado en caliente: se aplica en
sustancias termoplsticas.
$e parte de placas que se calientan hasta reblandecerse.
rimero se insufla aire hasta que el plstico se adapta a unamatriz hembra. 2 continuaci!n, se succiona hasta que el
material se adapta a la matriz macho. 1na vez fra, la pieza se
e"trae ya conformada.
$e emplea para la obtenci!n de piezas abiertas, como cubos y
vasos.