UNIDAD 4: MATERIALES INDUSTRIALIZADOS

4.1 DEFINICION DE MATERIAL INDUSTRIALIZADO

Definición General

La industrialización implica la producción de bienes y servicios a gran escala utilizando máquinas. Este proceso, conocido como industrialización, describe cómo un Estado o una comunidad social transita de una economía mayormente agrícola a una economía centrada en el desarrollo industrial.

Materiales Industriales

Los materiales industriales se definen como sustancias o productos empleados en la fabricación y producción de bienes en distintos sectores. Existen dos tipos de materiales:

• Naturales: Madera, hierro, cobre, carbonato de calcio, etc.
• Sintéticos: Plásticos, metales, cerámicas, etc.

Los materiales industriales son utilizados en la construcción de:

• Edificios
• Vehículos
• Equipos
• Ropa
• Alimentos
• Medicamentos

Definición Técnica de Materiales Industriales

En ingeniería, los materiales industriales son sustancias que permiten la fabricación de productos que satisfacen necesidades humanas. Deben reunir propiedades como:

• Resistencia
• Durabilidad
• Flexibilidad
• Resistencia a la corrosión
• Conductividad térmica
• Resistencia a la fatiga

La selección de materiales se basa en características específicas de los productos a fabricar y el entorno de uso.

Ejemplos de Materiales Industriales

• Acero: Utilizado para construir estructuras como edificios y puentes.
• Plástico: Usado en la fabricación de ropa, utensilios de cocina, y juguetes.
• Vidrio: Usado en productos como utensilios y accesorios de joyería.
• Cemento: Utilizado para construir edificios y carreteras.
• Hierro: Utilizado en joyería y musical.

4.2 PROCESO DE FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES

La clave de un proceso industrial es la transformación de materia prima en productos de masa, a partir de recursos naturales. Estos procesos incluyen varias fases:

• Manipulación de materias primas: Inicia el proceso productivo.
• Acondicionamiento: Prepara la materia prima para su uso.
• Procesamiento: Transforma la materia.
• Separación: Divide los componentes deseados.
• Creación del producto final: Finaliza la producción.

El número de fases puede variar según el tipo de material y producto final.

4.3 MATERIALES CONGLOMERANTES

Definición de Conglomerante

Un conglomerante es un material que une fragmentos de uno o varios materiales, otorgándoles cohesión mediante transformaciones químicas. Se produce morteros o argamasas.

Los aglomerantes se unen físicamente.

Clasificación de Conglomerantes

• Primarios: Resultan de la calcinación de roca sin aditivos (yeso, cal y cemento).

  • Yeso: Compuesto de sulfato de calcio, se utiliza en construcción.
  • Cal: Resulta de calcinación de caliza, se utiliza en varias aplicaciones.
  • Cemento: Mezcla calcárea que se endurece al contacto con agua.

• Secundarios: Resultado de mezclar una pasta de un conglomerante primario con materiales áridos.

  • Mortero: Mezcla de cemento, agua y áridos.
  • Hormigón: Mezcla de cemento, agua y agregados (grava o arena).

Materiales Bituminosos

• Betún: Material formulado con bitumen.
• Asfalto: Mezcla de cemento y agregados bituminosos.
• Alquitrán: Producto obtenido por destilación de materia orgánica.

Producción de Cemento

El cemento es esencial, debido a su facilidad de uso y capacidad de endurecerse.

Etapas del Proceso de Producción del Cemento

1. Extracción de materia prima (calizas y arcillas).
2. Trituración de material.
3. Prehomogenización y dosificación.
4. Molienda hasta formar un polvo fino.
5. Almacenamiento en silos.
6. Purificación a altas temperaturas hasta obtener clínker.
7. Molienda con yeso para producir cemento.
8. Empaque y distribución.

Tipos de Cemento

• Cemento Portland Ordinario (OPC): Utilizado globalmente en muchas aplicaciones (hormigón, mortero).
• Cemento Portland Puzolana (PPC): Usado en construcciones marinas y alcantarillado.
• Cemento con alto contenido de alúmina: Ideal para altas temperaturas y condiciones de calor.
• Cemento resistente a los sulfatos: Para suelos y aguas con altos niveles de sulfato.
• Cemento de fraguado rápido: Para estructuras subacuáticas.

Beneficios de Construir con Cemento

• Resistencia y durabilidad, costo bajo.
• Versatilidad para diversas aplicaciones.
• No se deteriora con humedad o fuego.
• Sostenibilidad y eficiencia energética.

4.3.2 CALES

Definición de Cal

La cal se obtiene de roca caliza al calentarla, formando óxido de calcio. Al entrar en contacto con agua, se convierte en hidróxido de calcio.

Tipos de Cal

• Cal aérea: Fragua en contacto con el aire.
• Cal apagada: Hidratación del óxido de calcio.
• Cal hidráulica: Producida de caliza con arcilla.

Propiedades de la Cal

• Impermeable, alta porosidad, plasticidad, aglomerante.
• Acción bactericida.

Usos de la Cal en Construcción

• Mampostería, revestimientos, estucos, pinturas, hormigones ciclópeos.

4.3.3 YESO

Es un material de construcción compuesto de sulfato de calcio semihidratado, se utiliza como aglomerante.

Etapas del Proceso de Producción

1. Extracción de yeso mineral.
2. Trituración y molienda.
3. Calcinación del yeso en polvo.
4. Mezcla y envasado para distribución.

Propiedades y Usos

• Fraguado rápido, aislamiento acústico, utilizado en revestimientos interiores y decoraciones.

4.3.4 ADHESIVOS PARA RECUBRIMIENTOS

La adhesión es el estado en que se unen dos superficies. Se pueden clasificar en:

• Adhesivos naturales: Basados en productos biológicos (resinas, colas animales).
• Adhesivos sintéticos: Derivados de polímeros (termoplásticos, termoestables, elastómeros).
• Adhesivos estructurales: Epoxis, poliéster, silicona.

4.3.5 RESINAS

Las resinas pueden ser naturales (provenientes de plantas) o sintéticas. Se utilizan en la fabricación de varios productos.

Aplicaciones en Construcción

• Resinas epóxicas para sellado y reparación de juntas en hormigón.
• Resinas fenólicas y de poliuretano para construcciones resistentes.

4.4 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MUROS

4.4.1 TABIQUES DE BARRO

Un tabique es un ladrillo crudo de barro secado al sol, que se usa en muros.

• Colocación y características técnicas para asegurar estabilidad.

4.4.2 BLOCK DE CONCRETO

Un bloque de concreto, reemplazo de adobe, presenta diversas ventajas y se utiliza comúnmente en construcción.

4.4.3 ADOBE

El adobe es un ladrillo de barro usado en menores proporciones debido a su resistencia limitada. Su uso es ecológico y económico.

4.4.4 TABLA ROCA Y TABLA CEMENTO

La tablaroca se utiliza como material de construcción debido a su durabilidad pero es sensible al agua. La tabla cemento es una alternativa más resistente a la humedad.

4.4.5 PANEL W

Construido a partir de paneles de acero con núcleo de poliestireno, el panel W es adecuado para edificaciones estructurales por su ligereza y resistencia.

4.4.6 OTROS

La madera se utiliza en la construcción a través de varios sistemas constructivos.

4.5 MATERIALES DE RECUBRIMIENTO (REVESTIMIENTOS O ACABADOS)

Los revestimientos se utilizan para cubrir paredes y pisos, mejorando tanto la estética como la durabilidad de las superficies.

Tipos de Recubrimientos en Pisos

• Laminado: Fácil de instalar y mantener.
• Porcelanato, Mármol, Granito: Para pisos con alta resistencia y estética.
• Madera y Concreto: Opciones cálidas y duraderas.

Revestimientos de Muros

• Cerámica, paneles de madera, pinturas, estucos.

4.7 MATERIALES METÁLICOS

Los metales, en su mayoría, destacan por sus propiedades mecánicas que los hacen ideales para la construcción, incluyendo resistencia y ductibilidad.

Clasificación de Materiales Metálicos

• Férricos: Contienen hierro (acero, fundición).
• No férricos: Cobre, aluminio, cada uno con propiedades específicas de resistencia y conductividad.

Aplicaciones Metálicas

El uso de metales incluye desde estructuras de soporte hasta acabados decorativos.

4.8 MATERIALES DE NUEVA GENERACIÓN

Nuevos materiales, como hormigones autorreparables, y fibras de carbono son innovaciones en el sector. Estos materiales ofrecen ventajas en rendimiento y sostenibilidad.

Incorporación de Nuevos Materiales

La industria de construcción está integrando estos nuevos materiales para enfrentar los desafíos modernos de sostenibilidad y eficiencia.

Los materiales industrializados han evolucionado significativamente, permitiendo una variedad de opciones tecnológicas que mejoran no solo la construcción, sino también la durabilidad y la eficiencia energética de las edificaciones.