PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES FISICAS

Cohesión: Fuerza que mantiene unidas las partículas de los materiales.

Densidad: Masa que tiene la unidad de volumen de un cuerpo. Densidad absoluta (parte solida, sin huecos[ninguno]) = Masa/(Vol.total - Vol.huecos). Densidad relativa o real (parte solida impermeable[volumen de la muestra incluyendo solamente los poros inaccesibles para el agua]) = Masa/(Vol.total - Vol.huecos accesibles). Densidad aparente (se incluyen todos los poros) = Masa/Vol.total.

Porosidad: Porosidad total o absoluta = Relación entre el volumen total de huecos y el volumen total de la muestra. Porosidad relativa = Relación entre el volumen de huecos accesibles y el volumen total de la muestra. Oquedad = En un material granular es la relación entre el volumen de los huecos que quedan entre los granos y el volumen total del conjunto.

Compacidad: Compacidad total o absoluta = Relación entre el volumen de la parte solida y el volumen total de la muestra. Compacidad relativa = Relación entre el volumen de la parte impermeable (parte solida incluyendo los poros inaccesibles por el agua) y el volumen total de la muestra. Compacidad del conjunto = En un conjunto granular es la relación entre el volumen del material y el volumen de conjunto del mismo.

Absorcion: Es el % de agua absorvida expresado en relación a la masa del material seco. A = ((M.mat.mojado - M.mat.seco)/M.mat.seco)x100.

Permeabilidad: Facilidad que presenta un material para dejarse atravesar por un fluido cuando existe una diferencia de presión entre las dos caras de dicho material.

Capilaridad: Es la propiedad en virtud de la cual un liquido penetra y asciende por los poros de un material debido a la acción de la tensión superficial.

Heladicidad: Se dice que un material es heladizo cuando se desintegra por acción de las heladas. (Penetracion de agua en los poros y posterior helada de la misma).

Solubilidad: Cantidad máxima de soluto que puede disolverse en un disolvente a una temperatura determinada.

Finura: Como de fino es el grano.

PROPIEDADES TERMICAS

Conductividad termica: Cuando una pared de material separa dos recintos o dos cuerpos que están a distinta temperatura, a través de esta pared se establece un paso de calor del rrecinto o cuerpo más caliente al más frío. La cantidad de calor que pasa depende del espesor de la pared, de su superficie, de la diferencia de temperaturas entre las caras de la pared, del tiempo transcurrido y del material de que está formada la pared. Q = K·(T1-T2)·(S/e)·t ; Q=Calor transmitido, T1=Temp. de la cara caliente, T2=Temp. de la cara fria, S=Superficie, e=Espesor, t=Tiempo, K=Coeficiente de conductividad térmica. Los materiales que conducen mal el calor reciben el nombre de aislantes térmicos.

Dilatacion: Es el aumento de una dimensión de un cuerpo por efecto de una variación de temperatura. Lf = Li·(1+αt) ; Lf=Long.(área o vol.)final, Li=Long.(área o vol.)inicial, α=Coeficiente de dilatación(lineal, superficial o volumétrico), t=Diferencia entre las temperaturas final e inicial.

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

Es la facilidad con que un material deja pasar a través de él la corriente eléctrica. Se utiliza más frecuentemente la resistividad(inversa de la conductividad). R = ρ·(l/s) ; R=Resistencia eléctrica, ρ=Resistividad del material de que está formado, l=Long. del conductor, s=Sección del conductor.

PROPIEDADES ACÚSTICAS

La eficacia de un aislante acustico viene definida por las pérdidas de transmisión que prodice y que expresan, en decibelios, la diferencia entres los niveles sonoros existentes a ambas caras de dicho aislante.

Todo material posee un cierto poder aislante para el sonido, un coeficiente de pérdidas de transmisión(TL).

En general los materiales compactos son buenos aislantes para el sonido.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Resistencia a la tracción: Viene definida por la máxima tensión de tracción a que puede ser sometido este material, sin que esta tensión produzca su rotura.

Resistencia a la compresión: Viene definida por la máxima tensión de compresión a que puede ser sometido este material, sin que esta tensión produzca su rotura.

Resistencia a la cortadura: Esfuerzos muy próximos a una zona de seccion y opuestos a cada lado de esta, denominados esfuerzos de cortadura, originan una reacción en toda la seccion, cuyo valor, por unidad de sección, se denomina tensión cortante. La máxima tensión cortante que un material es capaz de soportar sin romperse define la resistencia a la cortadura o al esfuerzo cortante de este material.

Resistencia a la flexión: Cuando un material está sometido a una fuerza o sistema de fuerzas, transversal con respecto de su eje longitudinal, se dice que está sometido a flexión. Ej: Una viga horizontal apoyada en sus extremos sometida a cargas verticales y dirigidas hacia abajo. La viga se deforma, se curva, y la experiencia enseña que las fibras de la superficie convexa(inferior en este caso) se alargan, mientras que las de la superficie cóncava(superior en este caso) se acortan habiendo una si una fibra que no ha experimentado deformación alguna; esa fibra recibe el nombre de fibra neutra. En las vigas que tienen un eje de simetría, la fibra neutra coincide con él.

Dureza: Capacidad de un material  para oponerse a ser deformado en su superficie por la acción fisica de otro. Tipos: dureza al rayado, dureza a la penetración, dureza elástica, dureza al corte.

Resistencia a la abrasión: Es la resistencia que presenta un material a ser desgastado por frotamiento con otro material o por estar sometido a repetidos impactos de otro material.

DEFORMABILIDAD Y PROPIEDADES AFINES

Deformabilidad: Es la capacidad de un material para sufrir deformaciones antes de su rotura. Se llama deformación al alargamiento o acortamiento unitario de un material que se produce por efecto de las acciones anteriores. Es frecuente expresarlo en tanto por ciento. En un material, la relacion entre las tensiones y las deformaciones producidas por un sistema fuerzas que actúan en un momento dado sobre él, puede representarse mediante la llamada curva tensión-deformación, Cuando se deforma un material, éste no puede conservar indefinidamente su energía elástica potencial. Se demuestra en termodinámica que dicha energía potencial va convirtiéndose gradualmente en calor, produciéndose una relajación de tensiones. El tiempo que transcurre hasta que una tensión σ, se reduce a σ/e(siendo e=2.718..) se llama tiempo de relajación. En un líquido perfecto el tiempo de relajación sería cero y por el contrario en un sólido perfecto el tiempo de relajación sería infinito.

No basta una clasificación de los materiales en sólidos y líquidos, también hay materiales intermedios(pseudosólidos) que pueden dividirse en: elásticos, viscosos y plasticos.

Elasticidad: Se llaman cuerpos elásticos aquellos que, después de actuar un sistema de cargas y cuando se anulan los esfuerzos introducidos, recuperan su estado inicial, borrándose de su memoria todo lo que ha ocurrido antes.

El módulo de elasticidad o módulo de YOUNG(único para cada material) tiene las dimensiones de presión por ser el cociente entre una tensión(dimensiones de presión) y una deformación(adimensional). E = σ/ε.

El coeficiente de POISSON es el nímero, sin dimensiones, que presenta el cociente cambiado de signo(en el numerador del numerador: menor - mayor), de las deformaciones en dirección transversal([lon.fin - long.ini]/long.ini) por la deformación longitudinal([lon.fin - long.ini]/long.ini) debidas a una tensión única que actúa en dirección longitudinal.

La máxima tension que un material es capaz de soportar en periodo elástico se denomina límite elástico y la deformación alcanzada dentro de este límite define la mayor o menor elasticidad del material.

Viscosidad: Si se somete un fluido a la acción de una fuerza, se produce una deformación de dicho fluido. Pero esta deformación corresponde solamente a parte de la energía aplicada al fluido. El resto de la energía aplicada se transforma en energía calorífica, debido al frotamiento interno que se produce en el fluido. Cuando éste sea viscoso, esta energía empleada en vencer los frotamientos internos es grande. Si se considera en un fluido dos planos paralelos, de superficie S y situados a una distancia dz y se supone que se mueven con velocidades V y V+dV, la velocidad relativa es de dV. Según NEWTON, el uno ejerce sobre el otro una fuerza F(evidentemente de sentido contrario a dV) que viene dada por la expresión: F = η·S·(dV/dz) ; donde η es una constante característica del cuerpo en cuestión llamada viscosidad, que puede definirse como la fuerza necesaria, por unidad de superficie, para mantener una diferencia de velocidad unidad entre dos planos paralelos que se encuentran a la unidad de distancia. A su inversa se le llama fluidez.

Plasticidad: Los cuerpos plásticos son en todo parecidos a los viscosos pero presentan la diferencia de que, en tanto en los cuerpos viscosos la velocidad de deformación es nula solo para tensiones nulas, en éstos no ocurre así, sino que para fluir se requiere la aplicación de un esfuerzo de magnitud superior a un valor determinado y no nulo.

Ductilidad: Es la aptitud de un material para experimentar una elevada deformación plástica bajo esfuerzos de tracción.

Maleabilidad: Es la aptitud de un material para experimentar una elevada deformación plástica bajo esfuerzos de compresión.

Fragilidad: Es la propiedad opuesta a la plasticidad. Se dice que un material es frágil cuando es muy pequeña su deformación antes de su rotura.

Tenacidad: La tenacidad indica el trabajo que desarrolla un material en su proceso de deformación. El módulo de tenacidad es el trabajo máximo por unidad de volumen de material que puede realizarse antes de la rotura. La tenacidad representa la aptitud de un material para absorber, en forma de trabajo de deformación, una cantidad de energía mecánica que le sea comunicada bien lentamente o bien bruscamente en forma de choque. Los materiales frágiles presentan una tenacidad muy baja.

Resilencia: Es el trabajo que absorbe un material al deformarse y romperse bajo la acció de un choque.

Fatiga: Cuando un material es sometido a esfuerzos variables y repetidos un gran número de veces, puede llegar a romperse. La reacción de los materiales a este tipo de esfuerzos repetidos constituye su resistencia a la fatiga. Estas tensiones pueden originar tensiones alternativas, que son aquellas que en su variación interviene el sentido de la acción, como ocurre, en un material sometido alternativamente a tensiones de tracción y compresión; tensiones intermitentes, que son las que varian desde cero a un máximo en cada periodo, pero siempre actuando en el mismo sentido; y tensiones pulsatorias, en las que cada ciclo varía entre dos valores del mismo sentido, distintos ambos de cero. Un material puede soportar una carga de amplitud determinada durante un número de ciclos que crece cuando disminuye la amplitud, pudiendo disminuir ésta hasta un valor, a partir del cual, para valores iguales o inferiores a éste, la pieza no se rompe aunque el número de ciclos aumente indefinidamente. La curva, pues, se hace asintótica con una paralela al eje de absisas, que recibe el nombre de límite de fatiga o de endurancia. La rotura por fatiga es una rotura frágil sin deformación previa que avise del peligro inmediato.

PROPIEDADES QUÍMICAS

Resistencia a la corrosión: Se entiende por corrosión la destrucción de un material sólido debido a una causa química o electroquímica, que comienza por la superficie.