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• Jesus Santiago

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Tipos de materiales

Materiales electromagnéticos Podemos clasificar a los materiales, de acuerdo a su comportamiento frente a líneas de campos magnéticos, en: •Ferromagnéticos: estos materiales, cuando son expuestos a un campo magnético, distorsionan en demasía las líneas de flujo. Esto se debe a que se produce un ordenamiento de los momentos magnéticos del material en la misma dirección y sentido que el campo exterior. Si retiramos el material de la acción del campo, conservara durante un tiempo las propiedades magnéticas adquiridas. Aquí la permeabilidad magnética es claramente superior a la del vacío, por ello estos materiales se caracterizan por pegarse a los imanes. Estos materiales se subdividen en: dominios magnéticos y paredes de Bloch. Los tres materiales ferromagnéticos por excelencia son hierro, cobalto y níquel. •Diamagnéticos: este tipo de materiales fue descubierto y nombrado por Michael Faraday. Cuando un material diamagnético es sometido a la acción de un campo magnético, las líneas de fuerza de este son repelidas hacia el exterior, o dicho de otro modo, un material diamagnético sería repelido permanentemente por cualquier polo de un imán porque el flujo magnético, a diferencia de los paramagnéticos, disminuye notablemente. Se magnetizan débilmente en sentido opuesto al campo magnético aplicado y son repelidos levemente por los imanes. Su magnetismo no se mantiene si el campo magnético es retirado, y su permeabilidad magnética es inferior que la del vacío, pues ofrecen mayor resistencia que este a la propagación del campo magnético. Son diamagnéticos el bismuto, el hidrógeno, los gases nobles, cloruro de sodio, germanio, grafito, etcétera. •Paramagnéticos: estos materiales son los que comúnmente utilizamos con más facilidad en nuestra vida cotidiana (algodón, plástico, entre otros). Se caracterizan por ser levemente atraídos por los campos magnéticos, es decir, si colocamos un material paramagnético

cerca de un campo magnético, atraerá hacia si las líneas de fuerza del campo. Si retiramos el cuerpo de la acción del campo, a diferencia de los ferromagnéticos, estos no retendrán sus propiedades magnéticas. La permeabilidad magnética en estos materiales es superior a la del vacío y a la del aire, respectivamente. Por otra parte, los materiales paramagnéticos tienen una cualidad destacablemente particular del resto de los materiales expuestos a campos magnéticos, que es la de manifestar el mismo tipo de atracción y repulsión que los imanes normales cuando son impulsados por un campo magnético. Sin embargo, al retirar el campo magnético esta condición desaparece porque el alineamiento magnético no está más favorecido energéticamente. Ejemplos de estos materiales son: aluminio, magnesio, titanio, wolframio, etcétera. Es evidente que los materiales magnéticos son importantes para el ámbito comercial, pues sabemos que una corriente eléctrica que viaja a lo largo de un alambre conductor produce un campo magnético concéntrico. Por otra parte, así como una corriente eléctrica genera un campo magnético, un campo magnético puede generar una corriente eléctrica. Podemos distinguir estos materiales, desde el punto de vista comercial, de la siguiente forma:

•Materiales magnéticos metálicos: son los ferromagnéticos ya mencionados que se pueden clasificar en blandos y duros. Los materiales magnéticos blandos son aquellos que tienen una baja remanencia magnética, es decir, se pueden desmagnetizar con más facilidad y se suelen emplear en electro imanes, para poder variar en ellos el flujo magnético y controlar así la corriente inducida en bobinas, núcleos de transformadores, generadores, etcétera. Los más comunes son las aleaciones de hierro. Los materiales magnéticos duros son aquellos que presentan un campo magnético remanente grande, es decir, son los que conservan inicialmente un gran campo magnético y por lo tanto son aptos para imanes permanentes. Por ejemplo, aleaciones de Fe, Al, Ni, Co. •Materiales magnéticos cerámicos: son los denominados materiales ferromagnéticos. Aunque su origen es cerámico, presentan algunas particularidades en su estructura atómica, de tal forma que tienen un emparejamiento particular de los spines de los electrones (propiedad física de las partículas, relacionada con su momento angular), por lo que se pueden magnetizar. Algunos de estos materiales son las denominadas espinelas, que son aleaciones de Mn, Ni, Zn, Mg y Co; se suelen utilizar como elementos pasivos para

suprimir interferencias en circuitos electrónicos, como transponedor en circuitos de radiofrecuencia, que pueden usarse para identificar animales o llaves de automóviles. Materiales industriales Los avances materiales radicales pueden conducir a la creación de nuevos productos o incluso nuevas industrias, pero las industrias estables también emplean materiales científicos para hacer mejoras incrementales y solucionar problemas con los materiales utilizados actualmente. Entre las aleaciones metálicas usadas actualmente están las aleaciones de hierro tales como: 

El acero.

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El acero inoxidable.

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El hierro fundido.

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El acero para herramientas.

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Los aceros de aleación.

Estos constituyen la mayor proporción, tanto en cantidad como en valor comercial. El hierro se mezcla con distintas proporciones de carbono. Para los aceros, la fuerza de la dureza y resistencia a la tracción del acero está directamente relacionada con la cantidad de carbono presente, con el aumento de los niveles de carbono se provoca una disminución de la ductilidad y la tenacidad. La adición de silicio y grafitización producirá el hierro fundido (aunque algunas fundiciones se realizan con precisión sin grafitización). La adición de cromo, níquel y molibdeno a los aceros de carbono (más del 10%) nos dan los aceros inoxidables. Otras aleaciones metálicas importantes son las de aluminio, titanio, cobre y magnesio. Las aleaciones de cobre se han conocido por mucho tiempo (desde la Edad de Bronce), mientras que las aleaciones de los otros tres metales han sido relativamente poco desarrollados. Debido a la reactividad química de estos metales, la extracción electrolítica en los procesos necesarios fue desarrollada hace poco tiempo.

Las aleaciones de aluminio, el titanio y el magnesio también son conocidos y valorados por su alta relación de resistencia al peso y en el caso de magnesio, su capacidad para proporcionar el blindaje electromagnético. Estos materiales son ideales para situaciones en las relaciones de alta resistencia al peso y es más importante que el costo a granel, como en la industria aeroespacial y en ciertas aplicaciones de ingeniería de automoción. Aparte de los metales, los polímeros y cerámicas son también una parte importante de la ciencia de los materiales. Los polímeros son las materias primas (resinas) para hacer lo que comúnmente llamamos plásticos. Los plásticos son el producto final creado después de uno o más polímeros que se han agregado a una resina durante el proceso, en una forma concluyente. Los polímeros que han existido y que son de uso generalizado en curso son de: 1. Polietileno. 2. Polipropileno. 3. PVC. 4. Poliestireno. 5. Nylon. 6. Poliéster. 7. Acrílicos. 8. Poliuretanos. 9. Policarbonatos Los plásticos son generalmente clasificados como: a) Productos básicos. b) De especialidad. c) Plásticos de ingeniería. El PVC (cloruro de polivinilo) es ampliamente utilizado, barato y las cantidades anuales de producción son de gran tamaño. Este tiene una increíble variedad de aplicaciones, por ejemplo:

1. De cuero artificial para aislamiento eléctrico. 2. Cableado de envases y contenedores. Su fabricación y procesamiento son simples y bien establecidos. La versatilidad del PVC se debe a la amplia gama de plastificantes y otros aditivos que lo aceptan. El término “añadidos” en la ciencia de los polímeros se refiere a los productos químicos y compuestos añadidos a la base de polímero para modificar sus propiedades materiales. El Policarbonato se considera normalmente un plástico de ingeniería (otros ejemplos incluyen PEEK, ABS). Los plásticos de ingeniería son valorados por sus resistencias superiores y otros materiales especiales. Estos no son utilizados generalmente para aplicaciones, a diferencia de los plásticos de los productos básicos. Los plásticos de especialidad son los materiales con características únicas, tales como: a) La resistencia ultra alta. b) La conductividad eléctrica. c) La electro-fluorescencia. d) La alta estabilidad térmica. La línea divisoria entre los distintos tipos de plástico no se basa en materiales, sino más bien en sus propiedades y aplicaciones. Por ejemplo, el polietileno (PE) es un polímero barato, de baja fricción utilizado normalmente para hacer bolsas desechables de compras y bolsas de basura y es considerado como un plástico para los productos básicos, mientras que el polietileno de media densidad MDPE se utiliza para las tuberías subterráneas de gas, agua y otra variedad llamada Polietileno de peso molecular ultra alto UHMWPE, el cual es un plástico de ingeniería que se utiliza ampliamente como el deslizador para el equipo industrial y la toma de baja fricción en las articulaciones implantadas en la cadera. Materiales para la construcción El concreto es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua. La propiedad más importante del concreto es su resistencia a la compresión. Su resistencia a la tracción es escasa y no se considera Útil. Su resistencia a esfuerzos cortantes es importante cuando se combina con acero de refuerzo.

El cemento. Debe usarse cemento Portland tipo 1, o tipo 1(MC). El cemento se debe proteger de la humedad en la obra, porque ésta lo perjudica considerablemente. Al almacenarlo, las pilas deben ser de 12 sacos de altura como máximo, para evitar que el cemento se compacte en los sacos de abajo. Se debe emplear lo antes posible, porque se estropea cuando está almacenado mucho tiempo. La arena debe ser limpia porque cualquier material extraño afecta la resistencia del concreto. La arena sucia se conoce al frotarla entre las manos, ya que deja residuos de barro o tierra. En estos casos se debe lavar hasta que el agua salga clara. La piedra. Generalmente en el concreto se utiliza piedra quebrada. No debe usarse piedra quebrada de un solo tamaño y el diámetro nunca debe ser mayor que la distancia libre entre el acero de refuerzo y la pared de la formaleta o del bloque. En el concreto corriente se emplea la mezcla de piedras tercera y cuarta. En las vigas corona y de fundación de la casa de un piso debe considerarse especialmente el grueso de la piedra porque se trabaja con paredes delgadas que hacen difícil el paso de la piedra grande entre la armadura. El concreto armado es la combinación del concreto y el acero como material compuesto. En estos casos, el acero se coloca en la parte inferior porque es la zona de tracción (donde se rompería). Materiales de construcción favorables para el medio ambiente. Con el impacto ambiental que constituye la ejecución

de

diversas

obras

arquitectónicas, se ha venido empleando el uso de materiales favorables al medio ambiente, los cuales a su vez reducen el impacto ambiental en muchas ocasiones. Existen de diversos tipos y actualmente solo hay que observar detenidamente, para darnos cuenta de que el uso de estos materiales ha tenido un auge considerable luego de aparecer la tan conocida Bioarquitectura, arquitectura Bioclimática así como la arquitectura ecológica, y todo lo que tenga que ver con la protección del medio ambiente. Este tipo de arquitectura y la preocupación que existe por el medio ambiente, provoca que la mayoría de las empresas estén sustituyendo sus materias primas tradicionales por

materiales ecológicos, los cuales tienen como características ser reciclables, permitiendo una construcción duradera y estable, resistente a la humedad, no es conductora de energía eléctrica, y lo mejor de todo es que no contienen productos tóxicos. La tierra cruda posee excelentes propiedades térmicas, al igual que la capacidad de conservar el calor y cederlo posteriormente de modo que se convierte en una eficaz barrera contra los ruidos indeseados. Los muros de tierra permiten la regulación natural de la humedad del interior de la casa de modo que se evitan las condensaciones. Los muros ecológicos vienen a renovar el tipo de muro de bloques de concreto, resultando así más económico. Los gaviones de piedras son otra vertiente en la construcción, en donde se utiliza la piedra construyendo una especie de muro para evitar los empujes de la tierra, adaptándose a la vez al medio natural cumpliendo con su función. Con un menor costo que la ejecución del muro en hormigón, permitiendo a su vez una regeneración del paisaje y una nulidad del impacto visual final que no posee ni el hormigón. Ya en la construcción de edificaciones, se toman en cuenta los materiales que cumplan con su función y a su vez no contienen elementos contaminantes para el medio ambiente. Los más solicitados son aquellos con un buen grado de aislamiento térmico. Para el aislamiento térmico se hace uso del Bioblock y la Termoarcilla. También podríamos mencionar el uso de la Arlita, en los techos, cámara de aire, morteros, por ser una arcilla expandida con alto poder de aislamiento.

Bibliografía: http://www.arqhys.com/articulos/favorables-materiales.html http://www.arqhys.com/arquitectura/materiales-industriales.html http://www.arqhys.com/construccion/materiales.html http://www.redusers.com/noticias/materiales-magneticos-y-circuitos/