Notas sobre Materiales de Construcción

Módulo 1: Introducción a los Materiales

• Conceptos Básicos

  • Material
  • Mono material
  • Sistema constructivo: combinación de varios materiales
  • Acero al Carbono: Alta resistencia mecánica a la tracción, pero susceptible a la corrosión (óxido).

• Enfoque sistémico: Conectar conceptos diferentes para aplicarlos.

• Tecnología de los Materiales: Estudia la relación propiedad-estructura y diseña la estructura para conseguir propiedades deseadas.

• Microestructura: Determina propiedades del material:

  • Mecánicas
  • Térmicas
  • Físico-químicas
  • Eléctricas

Módulo 2: Criterios para la Selección de un Material

• Factores a Considerar:
  • Costo
  • Características del material
  • Sustentabilidad
  • Solicitudes mecánicas y ambientales
  • Ubicación de construcción

Características de Interés del Material

• Color
• Textura
• Resistencia a
• Aislamiento
• Duro/blando
• Reciclable
• Costo
• Liviano/pesado
• Dúctil/frágil

Módulo 3: Solicitudes Mecánicas y Ambientales

• Solicitudes:

  • Mecánicas: golpes, fricción, etc.
  • Ambientales: condiciones del lugar (ej: nieve, intemperie).
  • Ejemplo: Laguna de sal que inundó una ciudad por inadecuada preparación para resistir la sal.

• Costo y Sustentabilidad:

  • Minimización de costos.
  • Evaluación de la sostenibilidad del proceso de fabricación y del reciclaje.
  • No siempre reciclables = sustentables.
  • Ejemplo: Aluminio, bajo porcentaje reciclado y alto costo energético de su minería.

Módulo 4: Características Estructurales

• Ordenamiento:

  • Cristalino: átomos organizados; se forman al enfriarse lentamente (ej: arena, diamante, grafito).
  • Amorfo: estructura desorganizada; se forma al enfriarse rápidamente (ej: vidrio).

• Tipos de Enlace:

  • Fuerte: alta resistencia mecánica; difícil de fundir.
  • Débil: baja resistencia mecánica; fácil de fundir.

• Escala de Observación:

  • Macro
  • Micro
  • Nano

Módulo 5: Clasificación de Materiales

• Clasificación por Origen:

  • Natural: materiales obtenidos de la naturaleza con mínimo procesamiento (ej: madera).
  • Sintético: creados por la intervención humana con procesos químicos (ej: plásticos, hormigón).

• Clasificación por Estructura Atómica:

  • Inorgánicos: no contienen carbono como elemento principal; más densos y resistentes (ej: metales, cerámicos).
  • Orgánicos: compuestos por carbono; generalmente más flexibles (ej: polímeros).
  • Compuestos: mezcla de inorgánicos y orgánicos (ej: hormigón).

Módulo 6: Caracterización y Degradación de Materiales

• Propiedades Mecánicas:

  • Solicitud de tracción, compresión, flexión y torsión.
  • Tensión (T): $T = \frac{F}{A}$
  • Deformación (E): $E = \frac{L<em>f - L</em>0}{L_0}$

• Características:

  • Tenacidad: energía que puede resistir un material hasta fracturarse.
  • Dureza: resistencia a la deformación permanente (escalas como Mohr).

Módulo 7: Propiedades Térmicas y Acústicas

• Conductividad Térmica: capacidad de conducir el calor.
• Calor Específico: energía necesaria para aumentar la temperatura.
• Resistencia al Fuego: estabilidad en condiciones de fuego sin emisión de gases inflamables.
• Propiedades Acústicas: comportamiento del sonido en ambientes y protección ante ruidos externos.

Módulo 8: Sustentabilidad en Materiales

• Desarrollo Sostenible: cubrir necesidades actuales sin comprometer las futuras generaciones.

• Problemas con los Plásticos: degradación de calidad tras reciclar, y presencia de aditivos tóxicos.

• Economía Circular: uso eficiente y sostenible de recursos.

Módulo 9: Materiales Metálicos y Cerámicos

• Aleaciones Metálicas: formadas principalmente de hierros y carbonos (ej: acero).

• Fabricación de Acero: fusión y colada de materias primas a altas temperaturas.

  • Degradación: provocada por corrosiones, que afectan la estructura física de los metales (ej: corrosión atmosférica y galvánica).

• Materiales Cerámicos: alta resistencia a la tracción y compresión; producidos por sinterización.