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1. Ingeniería de
Materiales
Unidad 6. Selección y Manufactura de Materiales
INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PRODUCTIVIDAD Y CALIDAD
M.C. DINORA MONROY MELENDEZ

2. Contenido
Selección de
Materiales
Normas y criterios
para selección de
polímeros

3. Selección de materiales

4. Selección de los materiales
Debemos tener en cuenta las siguiente factores:
• tipo de solicitación a que estará sometido (tipo de acción, externa o interna, que afecta a un
elemento o material (estructura, terreno), y que necesita ser tenido en cuenta en su dimensionado o
en la estimación de su resistencia.)
• condiciones de agresividad del medio ambiente
• condiciones climáticas
• vida en servicio
• requerimientos estéticos
• requerimientos ambientales y energéticos
• metodología constructiva de la obra
• tiempo de ejecución de la obra
• calificación de la mano de obra
• balance económico (costo de puesta en obra y mantenimiento)
• otros

5. Métodos de Selección Tradicional: basado en
información sobre el
comportamiento en servicio
de los materiales en
aplicaciones semejantes.
Gráfico: se basa en gráficos
en los que se correlacionan
las propiedades más
relevantes para las
condiciones de servicio del
material.
Base de datos, catálogos,
software: aportados por
fabricantes de materiales,
investigaciones, organismos
(ASTM, SAE, IRAM, etc).

6. Costo de los materiales

7. Perfil Ambiental
Consumo de energía y emisión de CO2

8. Perfil ambiental de los materiales

9. Perfil ambiental del acero (ejemplo)

10. Perfil ambiental del hormigón (ejemplo)

11. Propiedades de los materiales
• Físicas: densidad, permeabilidad (gases, líquidos, radiaciones),
térmicas (dilatación, conductividad, calor especifico),
magnéticas, ópticas, eléctricas, etc.
• Químicas: punto de fusion, ebullición, resistencia a la corrosión, pH,
reactividad, solubilidad, difusión, etc.
• Mecánicas: resistencia, tenacidad, resiliencia, ductilidad, rigidez,
dureza, creep, extensibilidad, etc.
• Tecnológicas: maleabilidad, templabilidad, trabajabilidad,
mecanibilidad, soldabilidad, etc.
• Ecológicas: toxicidad, biodegrabilidad, reciclabilidad, renovabilidad

12. Propiedades de los materiales

13. Fuente: Llano J. F. 2012. Selección de materiales. Ingeniería Mecánica. Recuperado de Universidad de Ibagué, publicado por
Jorge Martínez slideshare: https://www.slideshare.net/jorgefllano/materiales-ii-seleccin-de-materialessemana-5sesin-2
39%
16%
15%
11%
8%
6%
3%
2%
Causas de fallas determinadas en varias
investigaciones %
Selección incorrecta de materiales
Defectos de fabricación
Tratamiento térmico incorrecto
Fallas de diseño
Condiciones imprevistas de
operación
Control inadecuado de las
condiciones de trabajo
Inapropiada inspección o control
de calidad
Cambio equivocado de materiales
29%
25%
16%
11%
7%
6%
3%3%
Mecanismos causantes de fallas en plantas
industriales %
Corrosión
Fatiga
Fractura frágil
Sobrecargas
Corrosión a alta temperatura
Corrosión bajo tensión/fatiga
combinada con
corrosión/fragilización por
hidrógeno
Fluencia
Desgaste-abrasión y erosión

15. Bases de Datos, Catálogos, Software
Fuente: RDSolutions3D. 2015. 5 Webs
Recomendadas. Recuperado de:
http://rds077.blogspot.com/2015/07/selec
cion-de-materiales-5-webs.html

16. https://www.youtube.com/watch?v=GHEqnBw6PTg&t=11s

17. Normas y criterios para selección de polímeros

18. Propiedades de los polímeros
Las propiedades de los polímeros están determinadas por su estructura interna:
➢ Son aislantes del calor y de la electricidad debido a que sus enlaces son por pares de electrones, no
disponiendo de un electrón libre. Sus densidades son bajas, por ser su estructura más libre.
• El peso molecular y el grado de polimerización tienen importante influencia en muchas
propiedades. Las propiedades se clasifican en: mecánicas, térmicas, físicas, eléctricas,
ópticas y ambientales. Dentro de esta clasificación, aunque todas tienen su importancia,
las mecánicas y las térmicas se destacan entre ellas.
• Los plásticos tienen una estructura molecular, y no atómica como los metales.

19. VENTAJAS
DE LOS
POLIMEROS
Liviandad y baja inercia
Bajo ruido en muchos casos
Resistencia química y a la corrosión en muchos casos
Eliminación parcial o total de lubricación
Aislamiento eléctrico
Baja fricción o desgaste en muchos casos

20. DESVENTAJAS
DE LOS
POLIMEROS
Limitaciones debidas a la temperatura ambiente y
al aumento localizado en los dientes, causados
por el bajo coeficiente de conductibilidad térmica.
Solicitaciones admisibles más reducidas,
especialmente si la temperatura de trabajo es
superior a la normal.
Estabilidad dimensional frente a las variaciones
térmicas, absorción de humedad y de fluidos
lubricantes presentes.
Dependencia de la forma de la pieza y del tipo de
moldeo.

21. NORMALIZACIÓN
La Normalización, que es un proceso (aplicable a nivel nacional e internacional) mediante el cual se
regulan las actividades desempeñadas por los sectores tanto privado como público, en materia de
salud, medio ambiente en general, seguridad al usuario, información comercial, prácticas de
comercio, industrial y laboral, que deriva en la elaboración, expedición y difusión a nivel nacional,
normas como:
Las Normas Oficiales Mexicanas (conocidas como NOMs) son regulaciones técnicas de
observancia obligatoria en nuestro país, que son expedidas por las Dependencias normalizadoras, y
establecen especificaciones y características de productos, procesos, instalaciones, actividades y
servicios, así como de embalaje y etiquetado, con el fin de evitar riesgos a la salud o seguridad de las
personas, al medio ambiente, y a los consumidores, entre otros objetivos.
Las Normas Mexicanas (conocidas como NMX) son aquellas que elabore un organismo nacional de
normalización, o la Secretaría de Economía en ausencia de ellos, que prevé para uso común y
repetido reglas, especificaciones, atributos métodos de prueba, directrices, características o
prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método
de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje,
mercado o etiquetado. La diferencia con las primeras, es que estas normas no son obligatorias, sino
de cumplimiento voluntario.

22. Ejemplos • NMX para selección de polímeros

23. Ejemplos • NMX para selección de polímeros

24. NORMA ISO 178
• La norma ISO 178 investiga el comportamiento a la
flexión de plásticos para determinar la resistencia a la
flexión, el módulo de flexión y otros aspectos de la
relación tensión sobre la deformación a la flexión.
• El método de ensayo según ISO 178 es conveniente para
el uso con plásticos extruidos, incluyendo los que
disponen de cargas y los que no, láminas de
termoplásticos rígidos y plásticos termoestables
moldeados, incluyendo los que se cargan y refuerzan.
Ambos accesorios de flexión los de tres puntos y los de
cuatro se utilizan para evaluar estos materiales.
• Los Deflectometros y otros dispositivos de medición de la
deformación, como extensómetros o LVDT han sido
requeridos siempre para la medición directa de la flexión
en los ensayos de cuatro puntos. Los dispositivos de
medición directa en las unidades de flexión de tres puntos
no eran necesarios hasta la revisión de la norma ISO 178
en el 2010. Se dispone de un periodo de gracia de cinco
años para implementar los cambios. Además es
obligatorio para los que ensayan según la norma ISO 178
el utilizar un dispositivo de medición de la deformación
cuando se requiera el módulo a partir del año 2015.
• La distancia entre apoyos del dispositivo de flexión es en
función del grosor de la muestra. Es importante conocer la
gama de dimensiones de sus probetas antes de elegir la
unidad de flexión. La carga y las dimensiones de la unidad
de flexión pueden variar en función del espesor de la
probeta.

25. ISO 1209-1
• ISO 1209-1: 2007 especifica un método
simple para evaluar el comportamiento de
una barra de plástico celular rígido bajo la
acción de flexión de tres puntos. Se puede
utilizar para determinar ya sea la carga
para una deformación especificada o la
carga a la rotura. La versión del método
especificado utiliza probetas pequeñas y no
produce flexión pura. Por lo tanto, no
permite el cálculo de la resistencia a la
flexión o el módulo de flexión aparente
(módulo de elasticidad). El usuario se hace
referencia a ISO 1209-2 para la
determinación de estos parámetros.
• El método no es aplicable a los plásticos
celulares en las que se observa trituración
significativa. Los valores numéricos deben
compararse solamente cuando se
determina en los materiales de similares
propiedades físicas y dimensiones. El
método está limitado a los materiales de 20
mm de espesor o más.