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Instituto tecnológico de Campeche
Arquitectura
Propiedades y comportamientos de los materiales
Asesor:
Ing. Castro Lezama Jorge enrique
Alumno:
Garduza Delgado Felipe Ángel
Unidad 5
VQ3
Índice
Polímero
Compuestos
Reciclados
Nanotecnología
POLIMERO
Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades
químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.
Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro,
al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y
la cadena con las monedas sería el polímero.
La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades
químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el
monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena.
Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-……
En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en:
Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo
monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son
ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia.
Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2
monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos
pertenecientes a esta familia.
Las formaciones de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes
polireacciones que pueden ocurrir entre los monóneros, estas polireacciones se clasifican
en:
 Polimerización
 Policondensación
 Poliadición
En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o fuerzas
intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los
materiales poliméricos resultantes se clasifican en:
 Termoplásticos
¿Que es un termoplástico?
Los termoplásticos hacen referencia al conjunto de materiales que están formados por
polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der
waals, formando estructuras lineales o ramificadas.
Un material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas enredadas que
tenemos encima de una mesa, cuanto mayor sea el grado de enredo de las cuerdas mayor
será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otro dado a que
el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas,
en este ejemplo la cuerda representa a los polímeros y el rozamiento representa las fuerzas
intermoleculares que los mantiene unidos.
En función del grado de las fuerzas intermoleculares que se producen entre las cadenas
poliméricas, estas pueden adoptar dos tipos diferentes de estructuras, estructuras amorfas o
estructuras cristalinas, siendo posible la existencia de ambas estructuras en un mismo
material termoplástico.
 Estructura amorfa - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura liada,
semejante a de la un ovillo de hilos desordenados, dicha estructura amorfa es la
responsable directa de las propiedades elásticas de los materiales termoplásticos.
 Estructura cristalina - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura ordenada y
compacta, se pueden distinguir principalmente estructuras con forma lamelar y con
forma micelar. Dicha estructura cristalina es la responsable directa de las
propiedades mecánicas de resistencia frentes a esfuerzos o cargas así como la
resistencia a las temperaturas de los materiales termoplásticos.
Si el material termoplástico dispone de una alta concentración de polímeros con estructuras
amorfas, dicho material presentará una pobre resistencia frente a cargas pero una excelente
elasticidad, si por el contrario el material termoplástico dispone de una alta concentración
de polímeros con una estructura cristalina, el material presentará unas altas propiedades de
resistencia frente a cargas y esfuerzos superando incluso a materiales termoestables, por
otro lado presentará unas pobres propiedades elásticas aportándole su característica
fragilidad.
Propiedades de los materiales termoplásticos
 Pueden derretirse antes de pasar a un estado gaseoso.
 Permiten una deformación plástica cuando son calentados.
 Son solubles en ciertos solventes.
 Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
 Buena resistencia al fenómeno de fluencia.
Ejemplos y aplicaciones de materiales termoplásticos:
 Polietileno de alta presión como material rígido aplicado para cubiertas de máquinas
eléctricas, tubos, etc..
 Polietileno de baja presión como material elástico usado para el aislamiento de
cables eléctricos, etc..
 Poliestireno aplicado para aislamiento eléctrico, empuñaduras de herramientas...
 Poliamida usada para la fabricación de cuerdas, correas de transmisión, etc...
 PVC o cloruro de polivinilo para la fabricación de materiales aislantes, tubos,
envases, etc...
Ejemplos de adhesivos termoplásticos:
 Acrilatos
 Cianoacrilatos
 Epoxy curados mediante radiación ultravioleta
 Acrilatos curados mediante radiación ultravioleta
Ahora que ya conoces a los termoplásticos ¿sabías que la mayoría de envases que contienen
bebidas refrescantes están fabricados con materiales termoplásticos?
 Elastómeros
Los elastómeros hacen referencia al conjunto de materiales que formados por polímeros
que se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura final
ligeramente reticulada.
Un elastómero lo podemos asimilar al siguiente ejemplo, imaginemos que encima de una
mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas con otras, cada uno de estas
cuerdas es lo que llamamos polímero, tendremos que aplicar un esfuerzo relativamente
pequeño si queremos separar las cuerdas unas de otras, ahora comenzamos a realizar nudos
entre cada una de las cuerdas, apreciando que conforme más nudos realizamos más
ordenado y rígido se vuelve el conjunto de las cuerdas, los nudos de nuestra cuerda es lo
que representa a los enlaces químicos, con un cierto grado de nudos, o enlaces químicos,
necesitamos tensionar con mayor fuerza el conjunto de cuerdas con objeto de separarlas,
además observamos que cuando tensionamos la longitud de las cuerdas aumentan y cuando
dejamos de tensionar el tamaño de las cuerdas vuelven a la longitud inicial.
La principal característica de los elastómeros es su alta elongación o elasticidad y
flexibilidad que disponen dichos materiales frente a cargas antes de fracturarse o romperse.
En función de la distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastómeros
pueden disponer de unas características o propiedades semejantes a los materiales
termoestables o a los materiales termoplásticos, así pues podemos clasificar los materiales
elastómeros en:
 Elastómeros termoestables - son aquellos elastómeros que al calentarlos no se
funden o se deforman
 Elastómeros termoplásticos - son aquellos elastómeros que al calentarlos se funden
y se deforman.
Propiedades de los materiales elastómeros:
 No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
 Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
 Generalmente insolubles.
 Son flexibles y elásticos.
 Menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos
Ejemplos y aplicaciones de materiales elastómeros:
 Goma natural - material usado en la fabricación de juntas, tacones y suelas de
zapatos.
 Poliuretanos - Los poliuretanos son usados en el sector textil para la fabricación de
prendas elásticas como la lycra, también se utilizan como espumas, materiales de
ruedas, etc...
 Polibutadieno - material elastómero utilizado en las ruedas o neumáticos de los
vehículos dadas la extraordinaria resistencia al desgaste.
 Neopreno - Material usado principalmente en la fabricación de trajes de buceo, asi
como aislamiento de cables, correas industriales, etc...
 Silicona - Material usado en una gama amplia de materiales y áreas dado a sus
excelentes propiedades de resistencia térmica y química, las siliconas se utilizan en
la fabricación de chupetes, prótesis médicas, lubricantes, moldes, etc...
Ejemplos de adhesivos elastómeros:
 Adhesivos de poliuretanos de 2 componentes.
 Adhesivos de poliuretanos de 1 componente de curado mediante humedad.
 Adhesivos en base siliconas.
 Adhesivos de silanos modificados.
Ahora que ya conoces a los elastómeros ¿sabías que todos los neumáticos de cualquier
vehículo están fabricados con materiales elastómeros?

 Termoestables
Los termoestables hacen referencia al conjunto de materiales formados por polímeros
unidos mediante enlaces químicos adquiriendo una estructura final altamente reticulada.
La estructura altamente reticulada que poseen los materiales termoestables es la
responsable directa de las altas resistencias mecánicas y físicas (esfuerzos o cargas,
temperatura...) que presentan dichos materiales comparados con los materiales
termoplásticos y elastómeros. Por contra es dicha estructura altamente reticulada la que
aporta una baja elasticidad, proporcionando a dichos materiales su característica fragilidad.
Imaginemos que encima de una mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas
con otras, tendremos que aplicar poco esfuerzo si queremos separar las cuerdas unas de
otras, ahora comenzamos a realizar nudos entre cada una de las cuerdas, apreciamos que
conforme más nudos realizamos más ordenado y rígido se vuelve el conjunto de las
cuerdas, cuanto más nudos realicemos más esfuerzo necesitaremos aplicar para separarlos,
en este simil las cuerdas representan a los polímeros y los nudos representan a los enlaces
químicos que hacen a los polímeros estar fuertemente unidos unos con otros y formar
estructuras poliméricas altamente reticuladas, o lo que es lo mismo formar materiales
termoestables.
Unos los parámetros característicos de los materiales termoestables es el punto de
gelificación o punto de gel, el cual se refiere al momento en el que el material pasa de una
manera irreversible de un estado liquido-viscoso a un estado sólido durante el proceso de
curado o reticulado, una vez se ha traspasado dicho punto de gelificación el material deja de
fluir y no puede ser moldeado o procesado de nuevo.
Uno de los aspectos negativos que presentan los materiales termoestables es su nula
capacidad de reciclaje dado a que una vez han solificado o curado es imposible volver a una
fase líquida del material, los materiales termoestables tienen la propiedad de no fundirse o
deformarse en presencia de temperatura o calor, antes pasarán a un estado gaseoso que a un
estado líquido.
Propiedades de los materiales termoestables.
 No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
 Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
 Son insolubles.
 Alta resistencia al fenómeno de fluencia
Ejemplos y aplicaciones de materiales termoestables:
 Resinas epoxi - usados como materiales de pintura y recubrimientos, masillas,
fabricación de materiales aislantes, etc...
 Resinas fenólicas - empuñaduras de herramientas, bolas de billar, ruedas dentadas,
materiales aislantes, etc...
 Resinas de poliéster insaturado - fabricación de plásticos reforzados de fibra de
vidrio conocidos comúnmente como poliester, masillas, etc...
Ejemplos de adhesivos termoestables:
 Adhesivos de Epoxy
 Adhesivos de Poliéster insaturados
 Adhesivos de Poliuretano de 1 componente curado mediante calor
 Adhesivos anaeróbicos
Ahora que ya conoces a los termoestables ¿sabías que las carrocerías de los formulas 1
están fabricadas con materiales termoestables?
En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por
ejemplo el vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los adhesivos de resina epoxi,
los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales como las
proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables.
Existen diferentes parámetros que miden las propiedades de los polímeros como el radio de
giro, la densidad del polímero, la distancia media entre las cadenas poliméricas, la longitud
del segmento cuasi-estático dentro de las cadenas poliméricas, etc...
Entre las propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más importantes
son:
La temperatura de transición vítrea del polímero
El peso medio molecular del polímero
La temperatura de transición vítrea determina la temperatura en la cual el polímero cambia
radicalmente sus propiedades mecánicas, cuando la temperatura de transición vitrea es
ligeramente inferior a la temperatura ambiente el polímero se comporta como un material
elástico (elastómero), cuando la temperatura de transición vitrea es superior a la
temperatura ambiente el polímero se comporta como un material rígido (termoestable).
El peso molecular medio determina de manera directa tanto el tamaño del polímero así
como sus propiedades tanto químicas como mecánicas (viscosidad, mojado, resistencia a la
fluencia, resistencia a la abrasión …), polímeros con alto peso molecular medio
corresponden a materiales muy viscosos.
Existen un gran abanico de materiales cuya composición se basan en polímeros, todos los
plásticos, los recubrimientos de pintura, los adhesivos, los materiales compuestos, etc... son
ejemplos de materiales basados en polímeros que utilizamos en nuestro dia a dia.
Usos de algunos polímetros
Pvc: l PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a
policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la
familia de los plásticos; pues además de ser termoplástico, a partir de ella se pueden obtener
productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen
compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.
Además de su gran versatilidad, el PVC es la resina sintética más compleja y difícil de
formular y procesar, pues requiere de un número importante de ingredientes y un balance
adecuado de éstos para poder transformarlo al producto final deseado.
Estireno: hidrocarburo aromático derivado del benceno, que se encuentra en ciertos aceites
esenciales del alquitrán de la hulla. Es un líquido aromático e incoloro, soluble en alcoholo
y éter. Tiene gran importancia industrial, ya que ha dado lugar a la preparación de una
resina sintética, el poliestireno.
Politeno: El politeno (o polietileno) es uno de los plásticos mas conocidos. Se lo emplea
para fabricar muchos artículos de uso diario, como vasos, baldes, bolsitas, etc. ahora se lo
emplea para construir cañerías para agua, con la ventaja de que es liviano y fácil de
manejar. Como es resiente a los ácidos e irrompible, los frascos de politeno son muy útiles
para almacenar productos químicos.
Polipropileno: El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente
cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo
de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen
empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y
películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como
contra álcalis y ácidos.
Orlón: El orlón es un componente común del punto, como sustituto de la lana.
Teflón: politetrafluoretileno (PTFE) es un polímero similar al polietileno, donde los
átomos de hidrógeno están sustituidos por flúor.
La fórmula química del monómero es CF2=CF2. Y el polímero la que se muestra en la
figura. Abajo la resina PFA
Uno de los primeros usos que se dio a este material fue en el Proyecto Manhattan como
recubrimiento de válvulas y como sellador en tubos que contenían hexafluoruro de uranio
(material altamente radioactivo).
Acrílica: Fue uno de los productos químicos utilizados por Carothers y su equipo en la
investigación fundamental sobre altos polímeros que se llevó a cabo en la compañía Du
Pont. Du Pont desarrollo una fibra acrílica en 1944 e inició la producción comercial de las
mismas en 1950. Se le dio el nombre comercial de Orlón.
Silicona: La silicona es un polímero inodoro e incoloro hecho principalmente de silicio. La
silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de
aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, impermeabilizantes, y en
aplicaciones médicas, como prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas.
Resina: La resina es cualquiera de las sustancias de secreción de las plantas con aspecto y
propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. Del latín
resina. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de
polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas.
Nylon 66: Los nylon son uno de los polímeros más comunes usados como fibra. En todo
momento encontramos nylon en nuestra ropa, pero también en otros lugares, en forma de
termoplástico. El verdadero éxito del nylon vino primeramente con su empleo para la
confección de medias femeninas, alrededor de 1940. Fueron un gran suceso, pero pronto se
hicieron muy difíciles de conseguir, porque al año siguiente los Estados Unidos entraron en
la Segunda Guerra Mundial y el nylon fue necesario para hacer material de guerra, como
cuerdas y paracaídas.
Plástico pva: en su significación más general, se aplica a las sustancias de distintas
estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un
intervalo OLADE temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten
moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido
restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de
polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas
moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.
Hoy día en el mundo, el plástico se ha fabricado con la finalidad de satisfacer las
necesidades del hombre en la vida cotidiana que en siglos anteriores no se podía realizar.
La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un cierto grado de
movilidad y facilidad para adquirir cierta forma.
Poliuretano: El poliuretano es una resina sintética que se obtiene mediante condensación
de poliésteres; se caracteriza por su baja densidad y son muy utilizados como aislantes
térmicos y espumas recipientes, elastómeros durables, adhesivos y selladores de alto
rendimiento, pinturas, fibras, sellos, empaques, juntas, preservativos, partes automotrices,
en la industria de la construcción, del mueble y múltiples aplicaciones más.
Materiales Compuestos
Los materiales compuestos se forman a partir de la unión de dos otros materiales para
conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales
originales. Estos materiales ofrecen como gran ventaja, una importante flexibilidad en el
diseño. Esto significa la posibilidad de diseñar y fabricar el material según las
especificaciones concretas exigidas. Esto implica que, partiendo del diseño más eficiente
(por ejemplo, una estructura aeroespacial, un automóvil, el casco de un barco o un motor
eléctrico), podemos fabricar el material que permita construir dicho dispositivo. Estos
compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez,
resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o
conductividad.
Algunos materiales compuestos son:
 Materiales compuestos para la construcción (hormigón…)
 Plásticos reforzados con fibra
 Compuestos metálicos
 Compuestos cerámicos
Los materiales compuestos se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica,
aeroespacial, electrónica, en la cirugía ortopédica para material deportivo y en la
construcción, reemplazando a los metales y otros materiales en muchas aplicaciones.
Desde CIT UPC ponemos a disposición de las empresas e instituciones nuestro
conocimiento y experiencia en el ámbito de los Materiales Compuestos, dentro de las
Tecnologías de los Materiales, ofreciendo:
 Estudio de la estructura y la integridad estructural, fiabilidad y comportamiento en
servicio de materiales compuestos de matriz metálica, materiales cerámicos
compuestos y nanocompuestos de matriz cerámica.
 Recubrimientos y materiales multicapa (barreras térmicas, pilas de combustible de
óxido sólido,…).
 Desarrollo de nuevas técnicas de caracterización en micro y nano mecánica.
 Desarrollo de compuestos nano estructurados.
 Espumas multifuncionales.
 Bio compuestos
Caracterización y diseño de biomateriales para la sustitución, la regeneración y / o la
reparación funcional de tejidos y órganos, y la liberación controlada de fármacos.
Material compuesto
Tejido de fibra de carbono.
En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos materiales
que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades
que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden
seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso,
rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.1 Los
materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:
 Están formados por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables
mecánicamente.
 Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y
separadas por una interfase.
 Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de
sus componentes (sinergia).
 No pertenecen a los materiales compuestos los materiales polifásicos, como las
aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambia la
composición de las fases presentes.2
Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades
de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo, en la industria del transporte son
necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosión
y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se dan juntas.
A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las
aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho su costo,
como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.
La gran mayoría de los materiales compuestos son creados artificialmente, pero algunos,
como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.
Estructura
Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir
las siguientes partes:
 Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a
la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
 Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de
las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante.
También lo protege y da cohesión al material.
Clasificación
Los materiales compuestos se pueden dividir en cuatro grandes grupos:
Materiales compuestos reforzados con partículas
Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y
uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil.
Tipos:
 Compuestos con partículas propiamente dichas.
Materiales compuestos endurecidos por dispersión
El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 y 2500 μ). A temperaturas
normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las aleaciones, pero su
resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Su resistencia a la termofluencia es
superior a la de los metales y aleaciones.
Sus principales propiedades son:
 La fase es generalmente un óxido duro y estable.
 El agente debe tener propiedades físicas óptimas.
 No deben reaccionar químicamente el agente y la fase.
 Deben unirse correctamente los materiales.
Materiales compuestos reforzados con fibras
Un componente suele ser un agente reforzante como una te: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar,
Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su resistencia a la tracción,
mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser una resina como epoxy o
poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y
entre las que no están alineadas con las líneas de tensión. También, a menos que la matriz
elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos
compuestos utilizan un agregado en lugar de una matriz.
En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para
resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir
las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la compresión,
incluyendo cualquier agregado.
Los golpes o los esfuerzos cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la matriz, lo
que se llama delaminación.
Materiales compuestos estructurales
Panel sándwich con núcleo en forma de panal.
Están formados tanto por compuestos como por materiales sencillos y sus propiedades
dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más abundantes son los
laminares y los llamados paneles sándwich.
Los laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo u otra
unión. Lo más usual es que cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una dirección
preferente, más resistente a los esfuerzos. De esta manera obtenemos un material isótropo,
uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por ejemplo, de la madera
contrachapada, en la que las direcciones de máxima resistencia forman entre sí ángulos
rectos.
Los paneles sándwich consisten en dos láminas exteriores de elevada dureza y resistencia,
(normalmente plásticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material
menos denso y menos resistente, (polímeros espumosos, cauchos sintéticos, madera balsa o
cementos inorgánicos). Estos materiales se utilizan con frecuencia en construcción, en la
industria aeronáutica y en la fabricación de condensadores eléctricos multicapas.
Ejemplos de materiales compuestos
 Plásticos reforzados con fibra:
o Clasificados por el tipo de fibra:
 Madera (fibras de celulosa en una matriz de lignina y hemicelulosa)
 Plástico reforzado de fibra de carbono o CFRP o
 Plástico reforzado con vidrio (GRP, GFRP o, informalmente, "fibra
de vidrio")
o Clasificados por la matriz:
 Termoplásticos reforzados por fibra larga.
 Termoplásticos tejidos de vidrio.
 Compuestos termoformados o termoestables.
 Compuestos de matriz metálica o MMCs:
o Cermet (cerámica y metal).
o Fundición blanca.
 Metal duro (carburo en matriz metálica)
o Laminado metal-intermetal.
 Compuestos de matriz cerámica:
o Hormigón/Concreto
o Carbono-carbono reforzado (fibra de carbono en matriz de grafito).
o Hueso (matriz ósea reforzada con fibras de colágeno)
o Adobe (barro y paja)
 Compuestos de matriz orgánica/agregado cerámico
o Madreperla o nácar
o Concreto asfáltico
 Madera mejorada
o Contrachapado
o Tableros de fibra orientada (OSB).
o Trex
o Weatherbest (fibra de madera reciclada en matriz de polietileno)
o Pykrete (aserrín en matriz de hielo)
o
Otra clasificación de los materiales compuestos
1.- Clasificación según la forma de los constituyentes
Composites fibrosos: el refuerzo es una fibra, es decir, un material con una relación
longitud-diámetro muy alta. Las fibras pueden ser continuas o discontinuas (estas últimas
pueden ser aleatorias o unidireccionales). Ejemplo: epoxi con fibra de vidrio.
Composites particulados: el refuerzo son partículas equiaxiales, es decir, las dimensiones
de las partículas son aproximadamente iguales en todas las direcciones. Ejemplo: caucho
reforzado con negro de humo.
Composites estructurales: son materiales constituidos por la combinación de materiales
compuestos y materiales homogéneos. Se clasifican a su vez en materiales laminados
(constituidos por apilamiento de láminas paralelas) o paneles sándwich (compuestos de
núcleo y tapas)
2.- Clasificación según la naturaleza de los constituyentes
Composites de matriz orgánica (polímeros).
- presentan baja densidad
- posibilidad de obtención de piezas complicadas
- son los más utilizados en la actualidad
Entre sus desventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.
Composites de matriz metálica (aleaciones de aluminio, titanio y magnesio)
- mayor duración
- elevada conductividad térmica y eléctrica
- no absorben humedad
- mayor resistencia al desgaste
Su principal desventaja es su alto precio
Composites de matriz mineral (cerámica): alúmina, CSi (carburo de silicio), etc.
Destacan porque resisten temperaturas elevadas y su principal desventaja su fragilidad y baja
resistencia a choques térmicos.
3.- Clasificación según el tamaño de la fase dispersa
Microcomposites o composites convencionales: el tamaño del refuerzo es del orden de la
micra (10-6 m). A pesar de las mejores propiedades mecánicas de estos composites, también
presentan problemas:
- dificultad de procesado
- no se pueden procesar para obtener láminas o fibras
Estos problemas son consecuencia de la diferencia de tamaño entre el refuerzo y los
componentes de la matriz (cadenas de polímero en el caso de los composites de matriz
orgánica). Esta diferencia da lugar a interacciones débiles entre la matriz y la interfase.
Para evitar este problema y mejorar las interacciones se ha desarrollado un nuevo tipo de
composite:
Nanocomposites: el tamaño del refuerzo es del orden del nanómetro (10-9 m=10-3micras).
En este caso, las interacciones matriz-refuerzo se dan a nivel molecular.
Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos
Las aplicaciones actuales exigen materiales de baja densidad y buenas propiedades
mecánicas (elevada rigidez y resistencia). Esta combinación de propiedades no se puede
conseguir con los materiales convencionales: metales, polímeros y cerámicos. El desarrollo
de los composites ha permitido la mejora de las propiedades de los materiales.
Ventajas que presentan los materiales compuestos
- Alta resistencia específica (resistencia/densidad) y rigidez específica (rigidez/densidad)
- Posibilidad de adaptar el material el esfuerzo requerido gracias a la anisotropía
Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria automovilística,
naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y de la construcción,
reemplazando a los metales y otros materiales en muchas aplicaciones.
Perfiles
Tubos
Techo de tractor (PP y fibra de vidrio)
Frente de camión (Resina poliéster y fibra de vidrio)
Postes de tendido eléctrico (Resina poliéster y fibra de vidrio)
Bote de fibra poliéster y fibra de vidrio
Avión espía no tripulado (Resina epoxi y fibra de carbono)
Materiales híbridos de refuerzo
Están formados por la conjunción de dos o más tipos de fibras. La combinación más utilizada
está formada por fibras de vidrio y carbono en matriz polimérica. El compuesto obtenido
tiene mejores propiedades que si sólo tuviera fibra de vidrio y es más barato que si estuviera
formado únicamente por fibras de carbono.
Las fibras se pueden alinear y mezclar íntimamente o se pueden laminar en capas alternadas.
MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ ORGÁNICA: INTERFASE Y
ARQUITECTURA
Las propiedades mecánicas de un material compuesto dependen de las propiedades de sus
componentes, fibra y matriz y de la unión entre ambas, es decir, de la interfase. Es
especialmente importante:
- la unión entre fibra y matriz
- la transmisión de esfuerzos mecánicos entre ambas
Para obtener el material compuesto la matriz debe estar en estado fluido e impregnar bien el
refuerzo. De esta forma, se consigue una buena unión en la interfase.
La impregnabilidad o mojado se define como la capacidad de un líquido para extenderse
por una superficie sólida. Una buena impregnabilidad significa que la matriz fluirá
perfectamente por la superficie del refuerzo y desplazará todo el aire.
Unión en la interfase
Existen diferentes tipos de unión en la interfase.
a) Unión mecánica
Las rugosidades entre ambas superficies dan lugar a la unión. A mayor rugosidad más
efectiva es la unión en la interfase. Este tipo de unión es poco efectiva para esfuerzos de
tracción pero efectiva para esfuerzos cortantes.
b) Unión electrostática
Este tipo de unión se da cuando una de las superficies tiene carga positiva y la otra negativa.
c) Unión química
Se da cuando la superficie del refuerzo tiene grupos químicos compatibles con grupos
químicos de la matriz. La resistencia de la unión depende del número de uniones por unidad
de área.
d) Unión mediante interdifusión
En este tipo de unión la superficie del refuerzo y de la matriz tienen cadenas poliméricas que
se difunden entre ellas. La resistencia de esta unión depende del número de entrelazamientos
entre cadenas y aumenta con la adición de disolventes o plastificantes.
Interfase matriz-fibra
Para mejorar la unión entre los grupos óxido de la superficie de la fibra de vidrio y de la
matriz se utilizan unas sustancias denominadas agentes de acoplamiento de tipo silano
(Fórmula del silano: SiH4).
Arquitectura de los materiales compuestos de matriz orgánica
Teniendo en cuenta la arquitectura de los materiales compuestos de matriz orgánica, existen
dos tipos de composites:
1) Plásticos reforzados: están constituidos por matrices en las que se introducen refuerzos
de tipo fibra o partícula.
2) Materiales compuestos estructurales: están formados por materiales compuestos y
homogéneos y sus propiedades no sólo dependen de los materiales constituyentes sino de la
geometría del diseño de los elementos estructurales
Pueden ser de dos tipos:
- Materiales compuestos laminares: formados por láminas o paneles que tienen una dirección
preferente con elevada resistencia.
- Paneles sandwich: compuestos de núcleo y alas.
1) Plásticos reforzados
Las propiedades de los materiales compuestos dependen básicamente de la relación
volumétrica fibra/matriz y de la ordenación de las fibras en la matriz.
a) Efecto de la fracción volumétrica de fibra
Cuanta más alta es la fracción volumétrica de fibras en el material compuesto, mayor es el
módulo de elasticidad y la resistencia.
Tecnológicamente, los materiales compuestos con fases dispersas en forma de fibras son los
más importantes ya que permiten conseguir elevada resistencia y rigidez a baja densidad, es
decir, elevada resistencia específica y alto módulo específico.
b) Influencia de la orientación y concentración de la fibra
La orientación relativa también influye en las propiedades del material compuesto.
Existen dos tipos de orientación: alineación paralela y alineación al azar. Las fibras
continuas se presentan alineadas, mientras que las fibras discontinuas se pueden presentar
alineadas u orientadas al azar.
- Materiales compuestos con fibras continuas y alineadas: las propiedades dependen de la
dirección en la que se miden (anisotropía). La dirección longitudinal es la que presenta mayor
grado de reforzamiento. En la dirección transversal el reforzamiento es prácticamente nulo.
Los esfuerzos aplicados en otras direcciones encuentran resistencias comprendidas entre
estos extremos.
La mayoría de compuestos laminares constan de varias capas superpuestas con fibras
alineadas en diferentes direcciones. De esta manera, el material puede ser sometido a
esfuerzos multidireccionales,
- Materiales compuestos con fibras discontinuas y alineadas: la eficacia del reforzamiento
es menor, pero el coste es inferior y es posible la obtención de piezas con formas complicadas.
- Materiales compuestos con fibras discontinuas y orientadas al azar: se utilizan cuando
las fibras están sometidas a esfuerzos totalmente multidireccionales ya que son materiales
isótropos.
2) Materiales compuestos estructurales:
Materiales laminados
Estos materiales compuestos están formados por láminas apiladas y unidas por medio de un
adhesivo. Las láminas pueden estar formadas por roving, mat o tejido impregnado de
polímero. Las láminas pueden estar formadas por materiales diferentes y en este caso, se
denominan laminados híbridos.
La orientación en cada lámina puede ser:
Unidireccional: cuando todas las fibras están paralelas. Esta orientación se utiliza, por
ejemplo, en palos de golf.
Bidireccional: cuando la mitad de las fibras están orientadas en ángulo recto con respecto a
la otra mitad. Esta orientación se utiliza en materiales para aplicaciones estructurales.
Multidireccional: en este caso, el material es isotrópico.
Las propiedades da cada lámina dependen de los siguientes factores:
- Naturaleza de la fibra
- Presentación de la fibra (roving, mat, tejido, etc.)
- Porcentaje de fibra
- Orientación: el material se caracteriza por una secuencia de apilamiento, o definición de
la orientación de cada lámina respecto de un eje arbitrario de referencia.
Materiales sandwich
Una estructura sándwich está compuesta principalmente por tres elementos:
a) Alas: compuestas por unas láminas delgadas, resistentes y generalmente con mejores
propiedades que el resto de componentes. Se caracteriza por su rigidez y su resistencia a la
compresión.
b) Núcleo: es un material ligero cuya función principal es separar las alas y transmitir los
esfuerzos cortantes de un ala a la otra. Se caracteriza por su baja rigidez y resistencia en
tracción.
c) La interfase de unión entre las alas, y el núcleo, que tiene como objeto mantener unidos el
núcleo y las alas y permitir la transferencia de las cargas entre ambos.
Los plásticos reforzados tienen una elevada resistencia pero su rigidez no es lo
suficientemente elevada para algunas aplicaciones. Los materiales sándwich, por el contrario,
presentan una elevada sin apenas incremento de peso. Estas estructuras son las más utilizadas
en el área de los materiales compuestos.
Los materiales sándwich presentan las siguientes ventajas:
Alta resistencia y rigidez específicas
Aislamiento térmico y acústico
Gran capacidad de absorción de energía
Entre sus desventajas destaca la complejidad del control de calidad.
Materiales utilizados para las alas
a) Metálicos: acero y aleaciones de aluminio
b) Nometálicos: madera laminada, cemento, composites de matriz polimérica reforzados con
fibra. Estos últimos son los más utilizados.
Materiales utilizados para los núcleos
Se pueden utilizar diferentes materiales que deben tener las siguientes propiedades:
Baja densidad
Resistencia a la cortadura
Rigidez perpendicular a las caras
Aislamiento térmico
Los principales tipos de núcleo son: corrugados, nido de abeja, balsa de madera y espumas
celulares.
Nido de abeja
Están formados por celdas que pueden tener diferentes formas pero la más frecuente es la
celda hexagonal. Destacan por sus elevadas propiedades mecánicas (resistencia y módulos
específicos). Su principal desventaja es el precio.
Existen dos métodos de fabricación de núcleos de nido de abeja:
- Procesos de expansión
Las láminas de material que formarán el núcleo se unen con un adhesivo y se expanden. Es
el método más empleado.
- Procesos de corrugado u ondulación
Las láminas sufren un proceso de ondulación al pasar entre cilindros acanalados que
producen la ondulación deseada.
Para la producción de núcleos de nido de abeja se pueden utilizar diferentes materiales:
- Aluminio se han utilizado mucho en la industria aeroespacial debido a sus elevadas
propiedades específicas a pesar de su alto costo.
- Papel Kraft: es papel impregnado con resina. Este tipo de núcleo es barato pero, aún así,
presenta aceptables propiedades mecánicas.
- Plástico reforzado con fibra. Se utilizan fibras de vidrio, aramida o carbono impregnadas
en una matriz fenólica. Se caracteriza por presentar menor densidad que el aluminio pero
peores propiedades mecánicas.
Núcleo de balsa
Se caracteriza por una estructura de celdas cerradas.
Este tipo de núcleo se caracteriza principalmente por su facilidad de uso, excelente
durabilidad y propiedades mecánicas.
Espumas
Las espumas son dispersiones de grandes volúmenes de gas en pequeños volúmenes líquidos
con burbujas que crecen mucho, quedando muy cerca unas de otras, con delgadas capas de
líquido entre ellas que solidifica.
Las principales ventajas de este tipo de núcleo son:
Capacidad de aislamiento térmico y acústico
Transparente al radar
Su principal desventaja es su poca resistencia a la llama que puede mejorarse con la
incorporación de aditivos halogenados.
Las propiedades de la espuma dependen de una serie de factores como:
Composición del polímero
Estado del polímero (orientación, cristalinidad, etc.)
Densidad de la espuma
Estructura de las celdillas
Composición del gas espumante
MATERIALES RECICLADOS USADOS EN CONSTRUCCION
Polietileno tereftalato es un tipo de plástico. Tiene diversas ventajas y propiedades, como:
Tablero de Polietileno Reciclado Prensado
Alta resistencia mecánica completamente impermeable al agua. Es ideal para aplicaciones
en baños, encimeras, cajas de bañera, revestimientos de paredes, decoración y mobiliario.
Construccion Sostenible
Es una manera de satisfacer las necesidades de vivienda e infraestructura del presente sin
comprometer la capacidad de generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades
en tiempos venideros.
Mampostería
Los envases son triturados y así son incorporados a las mezclas cementicias, sin necesidad
de desprenderle etiquetas o tapas. Por lo tanto, los bloques desarrollados con PET reciclado
son una alternativa posible para la ejecución de cerramientos de construcciones, más
ecológicos, más livianos y de mejor aislación térmica, además de poder construir muros de
dos pisos de altura.
Regla de las tres erres "RRR"
Hace referencia a estrategias para el manejo de residuos que buscan ser más sustentables
con el medio ambiente y específicamente dar prioridad a la reducción en el volumen de
residuos generados.
-Alta resistencia al desgaste y corrosión.
-Muy buen coeficiente de deslizamiento.
-Buena resistencia química y térmica.
-Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad.
Pantalla acústica fonoabsorbente formada por placas auto portantes y resistentes a la
intemperie. Para aplicación en parcelas, urbanizaciones, viviendas, naves industriales,
campos de golf, etc.Compuestas 100 % triturado de moqueta de automoción.
Materiales Reciclables
Ecoplak
Tamoc
Nuevo material de construcción en forma de tablero rígido fabricado a partir de un triturado
de moqueta. Separaciones, mobiliario y decoración.
Aluminio Reciclado
Conformado 100% por aluminio, sus propiedades quimicas no se alteran. Fundido y
preparado para su implementación en estructuras de ventanas y puertas y en otras
estructuras como cubiertas para grandes superficies.
Reducir
Disminuir la cantidad de recursos que utilizamos por medio de otros hábitos y/o técnicas.La
reducción puede realizarse en 2 niveles: reducción del consumo de bienes o de energía.
Objetivos:
-Reducir o eliminar la cantidad de materiales destinados a un uso único.
-Adaptar los aparatos en función de sus necesidades.
-Reducir pérdidas energéticas o de recursos.
Reutilizar
Ésta se basa en reutilizar un objeto para darle una segunda vida útil. Todos los materiales o
bienes pueden tener más de una vida útil, bien sea reparándolos para un mismo uso o con
imaginación para un uso diferente.
Reciclar
El reciclaje es una manera de aprovechar los materiales, sin embargo hay que recordar que
al reciclar se gasta energía y se contamina al reprocesar. La mayoría de todos los materiales
que usamos pueden ser reciclados y usados en otras aplicaciones.
Reciclaje de Madera
La madera recuperada es triturada y convertida en tableros de aglomerado para que vuelvan
a ser consumibles. Los tableros de fibras y los de partículas, son derivados de la madera que
surgen como consecuencia de su aprovechamiento integral.
Tableros Aglomerados
La gran ventaja en el uso de tableros aglomerados tiene relación con su estabilidad y
consistencia uniforme en su composición. .En la construcción, los tableros aglomerados se
utilizan principalmente en tabiquería interior, siendo una óptima solución para espacios
interiores en general, ya sea en viviendas, espacios de plantas libres, locales comerciales,
etc.
Panel
Es un tablero grueso de partículas de madera unidas entre sí mediante un adhesivo ureico.
Se caracteriza por una baja densidad, un mayor espesor y su variedad de formatos.Está
especialmente diseñado para ser aplicado como tabique o elemento de división
autosoportante para zonas no expuestas a la humedad, aislante acustico y resistente al
fuego.
Placa Masisa
En construcción, Placa Masisa en general es recomendada como revestimiento de tabiques,
muros y pisos de zonas no expuestas a la humedad, como también en instalaciones
comerciales, utilería y escenografías.
Hierro Reciclado
Con el reciclaje de hierro contribuimos al cuidado del medio ambiente, ya que el reutilizar
los materiales viejos evitamos aumentar la cantidad de basura y reducimos la utilzación de
recursos naturales, ahorrando también la energía que se emplearía en llevar a cabo todo este
proceso.El hierro tiene unas propiedades que permiten reutilizarlo sin perder su calidad.
Acero Reciclado
El acero es uno de los metales más utilizados y reciclados en el mundo,aproximadamente
34% se reutiliza. Por cada tonelada de acero usado reciclado, se ahorra una tonelada y
media de mineral de hierro y unos 500 kgr de carbón, que es el combustible utilizado en la
fabricación de este metal, el consumo de energía disminuye en un 70% y el uso del agua,
otro recurso natural se reduce en un 40%.
Papel Reciclado
El papel se recicla reduciéndolo a pasta de papel.
Los ladrillos de papel es una tecnología que se ha estado utilizando en países desarrollados,
en donde la contaminación esta muy alta y han optado por utilizar alternativas para evitar la
emisión de gases y reducir el impacto ambiental. Las pruebas actualmente se están
realizando donde se comprobara la durabilidad, como se adecua a las condiciones
climáticas.
Concreto con Vidrio Reciclado
Agrega vidrio molido al concreto como reemplazo de la arena o de grava pequeña. El vidrio
molido es más ligero que la arena o la grava, así que el concreto pesa menos por pié
cuadrado sin perder su fuerza. Realizar este cambio también reduce la necesidad de dañar
los paisajes para tener más bancos de arena y grava.
Dexterra
se consigue con agregados decorativos mezclados con un aglutinante de cemento, para
finalmente pulirse con equipos industriales. El material que se añade es principalmente
vidrio reciclado; luego todo este material reciclado es lavado, triturado, y mezclado con un
compuesto patentado de cemento aglutinante, puzolanas, arena y fibra.
NakedBoard
Es un panel realizado 100% con material reciclado, principalmente papel. Este material
tiene un aspecto tal, que salta a vista que se trata de un producto reciclado, y es que la
materia prima está triturada y comprimida, dando como resultado un panel duradero y
resistente a la humedad, siempre y cuando se vea expuesto por periodos cortos de tiempo.
No está diseñado para aplicaciones estructurales.
NyloSheet
Material de construcción que está compuesto en un 100% de material reciclado procedente
de alfombras, y resinas libres de COV (compuestos orgánicos volátiles). Puede utilizarse
con toda confianza para revestimientos ya que es impermeable, resistente al moho y a las
termitas.
Blox
BLOX es un tipo de bloque de construcción que está fabricado con fibras de celulosa (en un
65%) procedentes de periódicos, guías telefónicas, boletos de lotería, y lodos de la industria
papelera, además de por supuesto cemento. Es un material resistente al fuego, agua,
termitas, moho,.. muros realizados con este tipo de bloque son capaces de resistir vientos de
hasta 354 km/h.
Adoquines de Material Reciclado.
Fabricado apartir de residuos de neumáticos y de plásticos reciclados, y además en un
porcentaje muy alto: el 95%. Es bastante resistente, sobre todo para tráfico peatonal y
vehículos de bajo volumen, pero a diferencia de los hormigón, no absorben agua ni se
agrietan con las heladas, por eso están garantizados de por vida (para un uso residencial).
Son un 30% más ligeros que los de hormigón.
Ladrillo Vidriado
Un tipo de azulejo que tiene las proporciones de un aplacado de ladrillo, con acabado
vidriado, con el aliciente de que está fabricado con un 30-100% de contenido reciclado,
barniz de plomo, y libre de compuestos orgánicos volátiles (COV).Sirviendo para el
revestimiento de paramentos de interior y exterior, siendo muy adecuado tanto para
edificios comerciales como residenciales.
Bio-Glass
Es un material moderno hecho en su totalidad con vidrio reciclado, calentado y aglomerado
bajo presión, sin aglutinantes, colorantes, cargas u otras mezclas. Es un material sin poros,
inerte, se presenta tanto con superficie lisa como antideslizante, y es adecuado tanto para
tableros de trabajo o mostradores, como para revestimiento de paredes y pisos.
Tejas de Vidrio (Calefacción del Hogar)
Estas tejas están fabricadas con vidrio normal, teniendo el mismo peso que las tejas
cerámicas, pero éstas van colocadas sobre un lienzo de nylon negro, incluyendo algunas
piezas que permiten la ventilación. Como el color negro absorbe muy bien el calor del sol,
la temperatura del aire interior aumenta, circula, y se emplea para calentar el agua para la
calefacción o el agua caliente sanitaria de la casa, mediante un intercambiador de calor.
Pavimento Ecológico para Exteriores
Está compuesto principalmente por calcín de vidrio, reactivos y áridos,un cemento de
vidrio que se consigue del micronizado de residuos, que con los reactivos, agua y el árido
que se desee, forma el pavimento terrizo.
Azulejos con 70% de Material Reciclado
En este producto cerámico hay un 70% de material reciclado, procedente de residuos de
post-consumo, botellas de vidrio, porcelana de sanitarios…, incluso del pre-consumo de
otros fabricantes, incluyendo polvo de granito y abrasivos.
ECORE (Suelos de caucho y plástico reciclado)
Están hechas a partir de neumáticos y botellas de plástico (PET) reciclados, en total
contienen un 95% de material reciclado, sin PVC ni compuestos orgánicos volátiles (COV).
Un producto pensado tanto para pisos como para el recubrimiento de muros, tanto de
interior como de exterior, y que contiene entre un 4-20% de material reciclado
(dependiendo del color) procedente de azulejos de desecho.
Main Street (Baldosas Ecológicas)
Tableros CAF
Se realiza primero un tamizado de todo el material recibido, y luego lo comprime con calor
y presión, obteniendo un panel rígido que está envuelto en papel de alta resistencia. Los
Paneles CAF se pueden utilizar en la construcción como sustitutos al aislamiento de fibra
de vidrio, placas de yeso, tableros de partículas, o paneles de insonorización.
EcoCycle
Baldosa producida con un 40% de material cerámico reciclado,tiene un acabado
antideslizante, y es apropiada tanto para aplicaciones residenciales como comerciales.
Mixology
Es una colección de azulejos metálicos para el revestimiento de superficies interiores
verticales, tanto para cuartos de baños, cocinas, u otras estancias domésticas y comerciales,
que tienen la interesante cualidad de estar hechos con un 50% de material reciclado.
Productos fabricados empleando parte de material reciclado, procedente de industrias
locales o del post-consumo, pero en esta ocasión hemos encontrado un azulejo que está
hecho al 100% con vidrio reciclado (cristales rotos de las ventanas). Se usa en
revestimientos, ya sea para interiores residenciales o comerciales.
Crush
Pavimento GeoSilex
El GeoSilex se fabrica con los residuos procedentes durante la producción del acetileno, e
incorporado a pavimentos y fachadas hace que esas superficies adquieran la capacidad de
absorción de CO2 y se comercializa como pasta aditiva para hormigones, añadiéndose a
estos en una proporción del 3-10% del peso del hormigón.
NANOTECNOLOGIA
Materiales nano estructurados
Existen actualmente metales cuya resistencia es cinco veces mayor que la de sus
contrapartes naturales. Hay materiales que cambian de color dependiendo del espectro de
luz que se aplique a su superficie, y que se vuelven en algunos casos totalmente
transparentes, se han construido semiconductores 300 veces más eficientes que los
utilizados en la electrónica convencional entonces con tantos avances no nos explicamos
cual es la diferencia entre los materiales comunes y los antes mencionados, pues bien si
comparamos dos pedazos de materiales con un volumen idéntico, por ejemplo, dos cubos
sólidos de cobre de un centímetro cúbico, la diferencia estriba en que en el interior del
pedazo de material común, sus moléculas están organizadas en granos con poblaciones
típicas de miles de millones de átomos, cuya dimensión granular oscila entre micrómetros y
milímetros de diámetro. En el pedazo del material nano estructurado, los granos
moleculares tienen un tamaño máximo de 100 nanómetros de diámetro y tienen poblaciones
granulares menores a decenas de miles de átomos. Dicho de otra forma, los granos nano
estructurados son entre mil y cien veces más pequeños que los de un material común, y
además, dentro del mismo volumen poseen el 0.001 por ciento de átomos. Lo anterior
significa un ahorro increíble de materia dentro de cada pedazo de material nano
estructurado y, como consecuencia, una ligereza en peso que puede llegar a ser mil veces
mayor que lo normal. Esta distinción física permite también obtener prioridades y
características nuevas, singulares y asombrosas que nunca antes han sido vistas en los
materiales comunes
Nanotecnologia en el Campo de los Materiales
Algunas de las sorprendentes aplicaciones de la nanotecnología en el campo de los
materiales es por ejemplo, el desarrollo de una pintura con propiedades de auto-limpieza y
protección anti-grafiti. También existen ya recubrimientos de grosor nanométrico que
protegen el acero de la corrosión, o material cerámico para tazas de W.C. que presenta una
superficie completamente lisa a escala manométrica, lo cual implica que se mantiene limpio
y reluciente cada vez que se presiona la bomba de la cisterna, sin necesidad de limpiezas
posteriores por parte del usuario,
Los nano materiales aplicados a la construcción
La nanotecnología se puede desarrollar materiales más resistentes que el acero, con sólo un
10% de su peso.
La nanotecnología ya se ha aplicado en el sector de la Construcción, en la fabricación de
aceros y hormigones más resistentes, aportando mejoras en infraestructuras y edificación.
Se han desarrollado polímeros integrantes de barreras protectoras en las carreteras que
reparan sus propios desperfectos causados por la colisión de vehículos. Igualmente, repara
fisuras y oquedades en el hormigón y el asfalto, sin intervención humana, es por eso que
vamos a analizar más a fondo estos puntos:
Construcción de carreteras
La aplicación de la nanotecnología en las carreteras y la construcción también hará posible
identificar y reparar de forma automática, sin intervención humana, brechas y agujeros en
el asfalto o en el hormigón, y fabricar señales de tráfico que se limpian a si mismas. Se
utiliza la nanotecnología para fabricar acero y hormigón más fuertes. También para la
seguridad vial.
Por ejemplo en algunos sitios de los Estados Unidos se han colocado nano sensores para
vigilar el estado de sus puentes y detectar cualquier anomalía o riesgo.
Nano aditivos para el hormigón
El propio hormigón de construcción tradicional, pero de micro estructura compleja debe sus
propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de la matriz cementicia, que no deja de ser un
material nano estructurado con propiedades modificadas por una red de poros y micro
fisuras, cuyos tamaño pueden variar desde unos nanómetros hasta milímetros. El
conocimiento de su nano estructura y las fases del gel permitirán abrir el abanico de
productos derivados del cemento con propiedades multifuncionales.
GAIA
Otro de los nano aditivos para el hormigón, En este caso, no nos encontramos ante
materiales controlados átomo por átomo durante el proceso de fabricación; las nuevas
técnicas han sido utilizadas sólo durante la fase de desarrollo del producto.
La empresa Cognoscible Technologies ha introducido en el mercado español un nuevo
aditivo para el hormigón denominado Gaia, que vendría a sustituir el tradicional micro
sílice, y que ofrece al mismo precio múltiples ventajas frente a éste. El aditivo Gaia permite
un ahorro de hasta un 40% de cemento.
Una botella de un litro de Gaia iguala a un barril entero de micro sílice, cemento extra y
supe plastificantes. Lo que antes requería una viga de 2 metros de grosor para aguantar
correctamente los puentes, ahora sólo requiere 75 cm. Si antes había que esperar 28 días
para alcanzar altas resistencias de 80MPa, ahora sólo hay que esperar 1 día. Las vigas
pretensadas que antes requerían 3 días y ser curadas con agua al vapor para estar listas,
ahora sólo requieren 1 día y no necesitan agua. El reto surgió cuando la mayor mina
subterránea de cobre en el mundo, El Teniente, situada en Chile, solicitó una mejora del
micro sílice que utilizaban en su hormigón.
Se creó un aditivo en el que trabajó no sobre las micro partículas del sílice, sino sobre sus
nano partículas, con el objetivo de aprovechar las propiedades que ese material ofrece a
nano escala. El nuevo producto, denominado Gaia, es el primer aditivo sustitutivo del micro
sílice que se vende en estado líquido, con lo cual desaparece la generación del polvo de
sílice, peligroso para la salud de los operarios. Esta característica, entre otras, permite que
Gaia sea susceptible de ser utilizada en procesos que cumplen el estándar medioambiental.
En la Arquitectura
Sólo viendo el futuro prospectivamente con un poco de objetividad, y cantidades enormes
de esperanza, podremos pensar en maravillosas e insólitas soluciones constructivas. En un
futuro inmediato, podríamos concebir edificios cinco veces más altos que soportaran cargas
cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran más esbeltas, y que ante un
sismo no se fracturaran. Imaginaríamos edificios cuyas paredes y pisos cambiaran de color
conforme la luz del sol cambiara de tono. Pensaríamos entonces en muros divisorios que
fueran transparentes en el día, y opacos en la noche. Veríamos casas de dos pisos,
fácilmente remolcadas por un pequeño vehículo, para cambiar de ubicación.
Encontraríamos en cualquier supermercado grandes componentes estructurales, a precios
económicos, suficientemente ligeros para que un niño de cuatro años los pudiera cargar.
Conclusión
Los polímeros constituyen la mayor parte de las cosas que nos rodean, estamos en contacto
con ellos todos los días e incluso nosotros mismos estamos compuestos casi en nuestra
totalidad de estas, tan variadas macromoléculas, como por ejemplo: las proteínas, ácidos
nucleicos, carbohidratos, etc.
Estos tienen 2 clasificaciones importantes: según su estructura molecular (homopolímeros y
copolímeros) Transmitimos también unos esquemas muy interesantes respecto a los lugares
donde se encuentran los polímeros mas usuales (como plásticos principalmente), como se
dividen los “polímeros plásticos, fibras, y derivados”, y cuales son sus formas de
polimerizacion y sintetización, pero realmente no quisimos ahondar mas en este tema,
debido a la complejidad del mismo, pues preferimos hacer una carpeta entendible y bien
estructurada para no complicarnos con cosas mas elaboradas y que ni siquiera entendemos
bien.
También apreciamos las diversas manifestaciones de los polímeros y que constituyen
además unos compuestos muy importantes en algunas áreas, a parte de nuestros cuerpos
como lo son las poliamidas, las cuales se utilizan como aislante de calor o fuego, la silicona
que es un adhesivo de gran ayuda en la vida cotidiana, el polietileno que es el plástico más
común y más usado en la actualidad, etc.

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propiedades Unidad 5

  • 1. Instituto tecnológico de Campeche Arquitectura Propiedades y comportamientos de los materiales Asesor: Ing. Castro Lezama Jorge enrique Alumno: Garduza Delgado Felipe Ángel Unidad 5 VQ3 Índice
  • 3. Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena. Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero. La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena. Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-…… En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en: Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia. Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos pertenecientes a esta familia. Las formaciones de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes polireacciones que pueden ocurrir entre los monóneros, estas polireacciones se clasifican en:  Polimerización  Policondensación  Poliadición En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o fuerzas intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:
  • 4.  Termoplásticos ¿Que es un termoplástico? Los termoplásticos hacen referencia al conjunto de materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der waals, formando estructuras lineales o ramificadas. Un material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas enredadas que tenemos encima de una mesa, cuanto mayor sea el grado de enredo de las cuerdas mayor será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otro dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo la cuerda representa a los polímeros y el rozamiento representa las fuerzas intermoleculares que los mantiene unidos. En función del grado de las fuerzas intermoleculares que se producen entre las cadenas poliméricas, estas pueden adoptar dos tipos diferentes de estructuras, estructuras amorfas o estructuras cristalinas, siendo posible la existencia de ambas estructuras en un mismo material termoplástico.  Estructura amorfa - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura liada, semejante a de la un ovillo de hilos desordenados, dicha estructura amorfa es la responsable directa de las propiedades elásticas de los materiales termoplásticos.  Estructura cristalina - Las cadenas poliméricas adquieren una estructura ordenada y compacta, se pueden distinguir principalmente estructuras con forma lamelar y con forma micelar. Dicha estructura cristalina es la responsable directa de las propiedades mecánicas de resistencia frentes a esfuerzos o cargas así como la resistencia a las temperaturas de los materiales termoplásticos. Si el material termoplástico dispone de una alta concentración de polímeros con estructuras amorfas, dicho material presentará una pobre resistencia frente a cargas pero una excelente elasticidad, si por el contrario el material termoplástico dispone de una alta concentración de polímeros con una estructura cristalina, el material presentará unas altas propiedades de resistencia frente a cargas y esfuerzos superando incluso a materiales termoestables, por otro lado presentará unas pobres propiedades elásticas aportándole su característica fragilidad.
  • 5. Propiedades de los materiales termoplásticos  Pueden derretirse antes de pasar a un estado gaseoso.  Permiten una deformación plástica cuando son calentados.  Son solubles en ciertos solventes.  Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.  Buena resistencia al fenómeno de fluencia. Ejemplos y aplicaciones de materiales termoplásticos:  Polietileno de alta presión como material rígido aplicado para cubiertas de máquinas eléctricas, tubos, etc..  Polietileno de baja presión como material elástico usado para el aislamiento de cables eléctricos, etc..  Poliestireno aplicado para aislamiento eléctrico, empuñaduras de herramientas...  Poliamida usada para la fabricación de cuerdas, correas de transmisión, etc...  PVC o cloruro de polivinilo para la fabricación de materiales aislantes, tubos, envases, etc... Ejemplos de adhesivos termoplásticos:  Acrilatos  Cianoacrilatos  Epoxy curados mediante radiación ultravioleta  Acrilatos curados mediante radiación ultravioleta Ahora que ya conoces a los termoplásticos ¿sabías que la mayoría de envases que contienen bebidas refrescantes están fabricados con materiales termoplásticos?  Elastómeros Los elastómeros hacen referencia al conjunto de materiales que formados por polímeros que se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura final ligeramente reticulada.
  • 6. Un elastómero lo podemos asimilar al siguiente ejemplo, imaginemos que encima de una mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas con otras, cada uno de estas cuerdas es lo que llamamos polímero, tendremos que aplicar un esfuerzo relativamente pequeño si queremos separar las cuerdas unas de otras, ahora comenzamos a realizar nudos entre cada una de las cuerdas, apreciando que conforme más nudos realizamos más ordenado y rígido se vuelve el conjunto de las cuerdas, los nudos de nuestra cuerda es lo que representa a los enlaces químicos, con un cierto grado de nudos, o enlaces químicos, necesitamos tensionar con mayor fuerza el conjunto de cuerdas con objeto de separarlas, además observamos que cuando tensionamos la longitud de las cuerdas aumentan y cuando dejamos de tensionar el tamaño de las cuerdas vuelven a la longitud inicial. La principal característica de los elastómeros es su alta elongación o elasticidad y flexibilidad que disponen dichos materiales frente a cargas antes de fracturarse o romperse. En función de la distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastómeros pueden disponer de unas características o propiedades semejantes a los materiales termoestables o a los materiales termoplásticos, así pues podemos clasificar los materiales elastómeros en:  Elastómeros termoestables - son aquellos elastómeros que al calentarlos no se funden o se deforman  Elastómeros termoplásticos - son aquellos elastómeros que al calentarlos se funden y se deforman. Propiedades de los materiales elastómeros:  No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso  Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes  Generalmente insolubles.  Son flexibles y elásticos.  Menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos Ejemplos y aplicaciones de materiales elastómeros:  Goma natural - material usado en la fabricación de juntas, tacones y suelas de zapatos.
  • 7.  Poliuretanos - Los poliuretanos son usados en el sector textil para la fabricación de prendas elásticas como la lycra, también se utilizan como espumas, materiales de ruedas, etc...  Polibutadieno - material elastómero utilizado en las ruedas o neumáticos de los vehículos dadas la extraordinaria resistencia al desgaste.  Neopreno - Material usado principalmente en la fabricación de trajes de buceo, asi como aislamiento de cables, correas industriales, etc...  Silicona - Material usado en una gama amplia de materiales y áreas dado a sus excelentes propiedades de resistencia térmica y química, las siliconas se utilizan en la fabricación de chupetes, prótesis médicas, lubricantes, moldes, etc... Ejemplos de adhesivos elastómeros:  Adhesivos de poliuretanos de 2 componentes.  Adhesivos de poliuretanos de 1 componente de curado mediante humedad.  Adhesivos en base siliconas.  Adhesivos de silanos modificados. Ahora que ya conoces a los elastómeros ¿sabías que todos los neumáticos de cualquier vehículo están fabricados con materiales elastómeros?   Termoestables Los termoestables hacen referencia al conjunto de materiales formados por polímeros unidos mediante enlaces químicos adquiriendo una estructura final altamente reticulada. La estructura altamente reticulada que poseen los materiales termoestables es la responsable directa de las altas resistencias mecánicas y físicas (esfuerzos o cargas, temperatura...) que presentan dichos materiales comparados con los materiales termoplásticos y elastómeros. Por contra es dicha estructura altamente reticulada la que aporta una baja elasticidad, proporcionando a dichos materiales su característica fragilidad. Imaginemos que encima de una mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas con otras, tendremos que aplicar poco esfuerzo si queremos separar las cuerdas unas de otras, ahora comenzamos a realizar nudos entre cada una de las cuerdas, apreciamos que conforme más nudos realizamos más ordenado y rígido se vuelve el conjunto de las cuerdas, cuanto más nudos realicemos más esfuerzo necesitaremos aplicar para separarlos, en este simil las cuerdas representan a los polímeros y los nudos representan a los enlaces químicos que hacen a los polímeros estar fuertemente unidos unos con otros y formar estructuras poliméricas altamente reticuladas, o lo que es lo mismo formar materiales termoestables.
  • 8. Unos los parámetros característicos de los materiales termoestables es el punto de gelificación o punto de gel, el cual se refiere al momento en el que el material pasa de una manera irreversible de un estado liquido-viscoso a un estado sólido durante el proceso de curado o reticulado, una vez se ha traspasado dicho punto de gelificación el material deja de fluir y no puede ser moldeado o procesado de nuevo. Uno de los aspectos negativos que presentan los materiales termoestables es su nula capacidad de reciclaje dado a que una vez han solificado o curado es imposible volver a una fase líquida del material, los materiales termoestables tienen la propiedad de no fundirse o deformarse en presencia de temperatura o calor, antes pasarán a un estado gaseoso que a un estado líquido. Propiedades de los materiales termoestables.  No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso  Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes  Son insolubles.  Alta resistencia al fenómeno de fluencia Ejemplos y aplicaciones de materiales termoestables:  Resinas epoxi - usados como materiales de pintura y recubrimientos, masillas, fabricación de materiales aislantes, etc...  Resinas fenólicas - empuñaduras de herramientas, bolas de billar, ruedas dentadas, materiales aislantes, etc...  Resinas de poliéster insaturado - fabricación de plásticos reforzados de fibra de vidrio conocidos comúnmente como poliester, masillas, etc... Ejemplos de adhesivos termoestables:  Adhesivos de Epoxy  Adhesivos de Poliéster insaturados  Adhesivos de Poliuretano de 1 componente curado mediante calor  Adhesivos anaeróbicos Ahora que ya conoces a los termoestables ¿sabías que las carrocerías de los formulas 1 están fabricadas con materiales termoestables?
  • 9. En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por ejemplo el vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los adhesivos de resina epoxi, los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables. Existen diferentes parámetros que miden las propiedades de los polímeros como el radio de giro, la densidad del polímero, la distancia media entre las cadenas poliméricas, la longitud del segmento cuasi-estático dentro de las cadenas poliméricas, etc... Entre las propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más importantes son: La temperatura de transición vítrea del polímero El peso medio molecular del polímero La temperatura de transición vítrea determina la temperatura en la cual el polímero cambia radicalmente sus propiedades mecánicas, cuando la temperatura de transición vitrea es ligeramente inferior a la temperatura ambiente el polímero se comporta como un material elástico (elastómero), cuando la temperatura de transición vitrea es superior a la temperatura ambiente el polímero se comporta como un material rígido (termoestable). El peso molecular medio determina de manera directa tanto el tamaño del polímero así como sus propiedades tanto químicas como mecánicas (viscosidad, mojado, resistencia a la fluencia, resistencia a la abrasión …), polímeros con alto peso molecular medio corresponden a materiales muy viscosos. Existen un gran abanico de materiales cuya composición se basan en polímeros, todos los plásticos, los recubrimientos de pintura, los adhesivos, los materiales compuestos, etc... son ejemplos de materiales basados en polímeros que utilizamos en nuestro dia a dia. Usos de algunos polímetros Pvc: l PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástico, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones. Además de su gran versatilidad, el PVC es la resina sintética más compleja y difícil de formular y procesar, pues requiere de un número importante de ingredientes y un balance adecuado de éstos para poder transformarlo al producto final deseado. Estireno: hidrocarburo aromático derivado del benceno, que se encuentra en ciertos aceites esenciales del alquitrán de la hulla. Es un líquido aromático e incoloro, soluble en alcoholo
  • 10. y éter. Tiene gran importancia industrial, ya que ha dado lugar a la preparación de una resina sintética, el poliestireno. Politeno: El politeno (o polietileno) es uno de los plásticos mas conocidos. Se lo emplea para fabricar muchos artículos de uso diario, como vasos, baldes, bolsitas, etc. ahora se lo emplea para construir cañerías para agua, con la ventaja de que es liviano y fácil de manejar. Como es resiente a los ácidos e irrompible, los frascos de politeno son muy útiles para almacenar productos químicos. Polipropileno: El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. Orlón: El orlón es un componente común del punto, como sustituto de la lana. Teflón: politetrafluoretileno (PTFE) es un polímero similar al polietileno, donde los átomos de hidrógeno están sustituidos por flúor. La fórmula química del monómero es CF2=CF2. Y el polímero la que se muestra en la figura. Abajo la resina PFA Uno de los primeros usos que se dio a este material fue en el Proyecto Manhattan como recubrimiento de válvulas y como sellador en tubos que contenían hexafluoruro de uranio (material altamente radioactivo). Acrílica: Fue uno de los productos químicos utilizados por Carothers y su equipo en la investigación fundamental sobre altos polímeros que se llevó a cabo en la compañía Du Pont. Du Pont desarrollo una fibra acrílica en 1944 e inició la producción comercial de las mismas en 1950. Se le dio el nombre comercial de Orlón. Silicona: La silicona es un polímero inodoro e incoloro hecho principalmente de silicio. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, impermeabilizantes, y en aplicaciones médicas, como prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas. Resina: La resina es cualquiera de las sustancias de secreción de las plantas con aspecto y propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. Del latín resina. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas. Nylon 66: Los nylon son uno de los polímeros más comunes usados como fibra. En todo momento encontramos nylon en nuestra ropa, pero también en otros lugares, en forma de termoplástico. El verdadero éxito del nylon vino primeramente con su empleo para la
  • 11. confección de medias femeninas, alrededor de 1940. Fueron un gran suceso, pero pronto se hicieron muy difíciles de conseguir, porque al año siguiente los Estados Unidos entraron en la Segunda Guerra Mundial y el nylon fue necesario para hacer material de guerra, como cuerdas y paracaídas. Plástico pva: en su significación más general, se aplica a las sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo OLADE temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales. Hoy día en el mundo, el plástico se ha fabricado con la finalidad de satisfacer las necesidades del hombre en la vida cotidiana que en siglos anteriores no se podía realizar. La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un cierto grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma. Poliuretano: El poliuretano es una resina sintética que se obtiene mediante condensación de poliésteres; se caracteriza por su baja densidad y son muy utilizados como aislantes térmicos y espumas recipientes, elastómeros durables, adhesivos y selladores de alto rendimiento, pinturas, fibras, sellos, empaques, juntas, preservativos, partes automotrices, en la industria de la construcción, del mueble y múltiples aplicaciones más. Materiales Compuestos Los materiales compuestos se forman a partir de la unión de dos otros materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos materiales ofrecen como gran ventaja, una importante flexibilidad en el diseño. Esto significa la posibilidad de diseñar y fabricar el material según las especificaciones concretas exigidas. Esto implica que, partiendo del diseño más eficiente (por ejemplo, una estructura aeroespacial, un automóvil, el casco de un barco o un motor eléctrico), podemos fabricar el material que permita construir dicho dispositivo. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad. Algunos materiales compuestos son:  Materiales compuestos para la construcción (hormigón…)  Plásticos reforzados con fibra  Compuestos metálicos  Compuestos cerámicos
  • 12. Los materiales compuestos se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, en la cirugía ortopédica para material deportivo y en la construcción, reemplazando a los metales y otros materiales en muchas aplicaciones. Desde CIT UPC ponemos a disposición de las empresas e instituciones nuestro conocimiento y experiencia en el ámbito de los Materiales Compuestos, dentro de las Tecnologías de los Materiales, ofreciendo:  Estudio de la estructura y la integridad estructural, fiabilidad y comportamiento en servicio de materiales compuestos de matriz metálica, materiales cerámicos compuestos y nanocompuestos de matriz cerámica.  Recubrimientos y materiales multicapa (barreras térmicas, pilas de combustible de óxido sólido,…).  Desarrollo de nuevas técnicas de caracterización en micro y nano mecánica.  Desarrollo de compuestos nano estructurados.  Espumas multifuncionales.  Bio compuestos Caracterización y diseño de biomateriales para la sustitución, la regeneración y / o la reparación funcional de tejidos y órganos, y la liberación controlada de fármacos. Material compuesto Tejido de fibra de carbono. En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.1 Los materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:
  • 13.  Están formados por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.  Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase.  Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).  No pertenecen a los materiales compuestos los materiales polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambia la composición de las fases presentes.2 Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo, en la industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se dan juntas. A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales. La gran mayoría de los materiales compuestos son creados artificialmente, pero algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza. Estructura Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:  Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.  Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material. Clasificación Los materiales compuestos se pueden dividir en cuatro grandes grupos: Materiales compuestos reforzados con partículas Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil. Tipos:  Compuestos con partículas propiamente dichas.
  • 14. Materiales compuestos endurecidos por dispersión El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 y 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Su resistencia a la termofluencia es superior a la de los metales y aleaciones. Sus principales propiedades son:  La fase es generalmente un óxido duro y estable.  El agente debe tener propiedades físicas óptimas.  No deben reaccionar químicamente el agente y la fase.  Deben unirse correctamente los materiales. Materiales compuestos reforzados con fibras Un componente suele ser un agente reforzante como una te: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su resistencia a la tracción, mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser una resina como epoxy o poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un agregado en lugar de una matriz. En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado. Los golpes o los esfuerzos cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la matriz, lo que se llama delaminación. Materiales compuestos estructurales Panel sándwich con núcleo en forma de panal.
  • 15. Están formados tanto por compuestos como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los llamados paneles sándwich. Los laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo u otra unión. Lo más usual es que cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una dirección preferente, más resistente a los esfuerzos. De esta manera obtenemos un material isótropo, uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por ejemplo, de la madera contrachapada, en la que las direcciones de máxima resistencia forman entre sí ángulos rectos. Los paneles sándwich consisten en dos láminas exteriores de elevada dureza y resistencia, (normalmente plásticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material menos denso y menos resistente, (polímeros espumosos, cauchos sintéticos, madera balsa o cementos inorgánicos). Estos materiales se utilizan con frecuencia en construcción, en la industria aeronáutica y en la fabricación de condensadores eléctricos multicapas. Ejemplos de materiales compuestos  Plásticos reforzados con fibra: o Clasificados por el tipo de fibra:  Madera (fibras de celulosa en una matriz de lignina y hemicelulosa)  Plástico reforzado de fibra de carbono o CFRP o  Plástico reforzado con vidrio (GRP, GFRP o, informalmente, "fibra de vidrio") o Clasificados por la matriz:  Termoplásticos reforzados por fibra larga.  Termoplásticos tejidos de vidrio.  Compuestos termoformados o termoestables.  Compuestos de matriz metálica o MMCs: o Cermet (cerámica y metal). o Fundición blanca.  Metal duro (carburo en matriz metálica) o Laminado metal-intermetal.  Compuestos de matriz cerámica: o Hormigón/Concreto o Carbono-carbono reforzado (fibra de carbono en matriz de grafito). o Hueso (matriz ósea reforzada con fibras de colágeno) o Adobe (barro y paja)  Compuestos de matriz orgánica/agregado cerámico o Madreperla o nácar o Concreto asfáltico  Madera mejorada o Contrachapado o Tableros de fibra orientada (OSB).
  • 16. o Trex o Weatherbest (fibra de madera reciclada en matriz de polietileno) o Pykrete (aserrín en matriz de hielo) o Otra clasificación de los materiales compuestos 1.- Clasificación según la forma de los constituyentes Composites fibrosos: el refuerzo es una fibra, es decir, un material con una relación longitud-diámetro muy alta. Las fibras pueden ser continuas o discontinuas (estas últimas pueden ser aleatorias o unidireccionales). Ejemplo: epoxi con fibra de vidrio. Composites particulados: el refuerzo son partículas equiaxiales, es decir, las dimensiones de las partículas son aproximadamente iguales en todas las direcciones. Ejemplo: caucho reforzado con negro de humo. Composites estructurales: son materiales constituidos por la combinación de materiales compuestos y materiales homogéneos. Se clasifican a su vez en materiales laminados (constituidos por apilamiento de láminas paralelas) o paneles sándwich (compuestos de núcleo y tapas) 2.- Clasificación según la naturaleza de los constituyentes Composites de matriz orgánica (polímeros). - presentan baja densidad - posibilidad de obtención de piezas complicadas - son los más utilizados en la actualidad Entre sus desventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.
  • 17. Composites de matriz metálica (aleaciones de aluminio, titanio y magnesio) - mayor duración - elevada conductividad térmica y eléctrica - no absorben humedad - mayor resistencia al desgaste Su principal desventaja es su alto precio Composites de matriz mineral (cerámica): alúmina, CSi (carburo de silicio), etc. Destacan porque resisten temperaturas elevadas y su principal desventaja su fragilidad y baja resistencia a choques térmicos. 3.- Clasificación según el tamaño de la fase dispersa Microcomposites o composites convencionales: el tamaño del refuerzo es del orden de la micra (10-6 m). A pesar de las mejores propiedades mecánicas de estos composites, también presentan problemas: - dificultad de procesado - no se pueden procesar para obtener láminas o fibras Estos problemas son consecuencia de la diferencia de tamaño entre el refuerzo y los componentes de la matriz (cadenas de polímero en el caso de los composites de matriz orgánica). Esta diferencia da lugar a interacciones débiles entre la matriz y la interfase. Para evitar este problema y mejorar las interacciones se ha desarrollado un nuevo tipo de composite: Nanocomposites: el tamaño del refuerzo es del orden del nanómetro (10-9 m=10-3micras). En este caso, las interacciones matriz-refuerzo se dan a nivel molecular. Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos Las aplicaciones actuales exigen materiales de baja densidad y buenas propiedades mecánicas (elevada rigidez y resistencia). Esta combinación de propiedades no se puede conseguir con los materiales convencionales: metales, polímeros y cerámicos. El desarrollo de los composites ha permitido la mejora de las propiedades de los materiales.
  • 18. Ventajas que presentan los materiales compuestos - Alta resistencia específica (resistencia/densidad) y rigidez específica (rigidez/densidad) - Posibilidad de adaptar el material el esfuerzo requerido gracias a la anisotropía Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y de la construcción, reemplazando a los metales y otros materiales en muchas aplicaciones. Perfiles Tubos Techo de tractor (PP y fibra de vidrio)
  • 19. Frente de camión (Resina poliéster y fibra de vidrio) Postes de tendido eléctrico (Resina poliéster y fibra de vidrio) Bote de fibra poliéster y fibra de vidrio Avión espía no tripulado (Resina epoxi y fibra de carbono) Materiales híbridos de refuerzo
  • 20. Están formados por la conjunción de dos o más tipos de fibras. La combinación más utilizada está formada por fibras de vidrio y carbono en matriz polimérica. El compuesto obtenido tiene mejores propiedades que si sólo tuviera fibra de vidrio y es más barato que si estuviera formado únicamente por fibras de carbono. Las fibras se pueden alinear y mezclar íntimamente o se pueden laminar en capas alternadas. MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ ORGÁNICA: INTERFASE Y ARQUITECTURA Las propiedades mecánicas de un material compuesto dependen de las propiedades de sus componentes, fibra y matriz y de la unión entre ambas, es decir, de la interfase. Es especialmente importante: - la unión entre fibra y matriz - la transmisión de esfuerzos mecánicos entre ambas Para obtener el material compuesto la matriz debe estar en estado fluido e impregnar bien el refuerzo. De esta forma, se consigue una buena unión en la interfase. La impregnabilidad o mojado se define como la capacidad de un líquido para extenderse por una superficie sólida. Una buena impregnabilidad significa que la matriz fluirá perfectamente por la superficie del refuerzo y desplazará todo el aire. Unión en la interfase Existen diferentes tipos de unión en la interfase. a) Unión mecánica Las rugosidades entre ambas superficies dan lugar a la unión. A mayor rugosidad más efectiva es la unión en la interfase. Este tipo de unión es poco efectiva para esfuerzos de tracción pero efectiva para esfuerzos cortantes. b) Unión electrostática Este tipo de unión se da cuando una de las superficies tiene carga positiva y la otra negativa. c) Unión química Se da cuando la superficie del refuerzo tiene grupos químicos compatibles con grupos químicos de la matriz. La resistencia de la unión depende del número de uniones por unidad de área. d) Unión mediante interdifusión En este tipo de unión la superficie del refuerzo y de la matriz tienen cadenas poliméricas que se difunden entre ellas. La resistencia de esta unión depende del número de entrelazamientos entre cadenas y aumenta con la adición de disolventes o plastificantes.
  • 21. Interfase matriz-fibra Para mejorar la unión entre los grupos óxido de la superficie de la fibra de vidrio y de la matriz se utilizan unas sustancias denominadas agentes de acoplamiento de tipo silano (Fórmula del silano: SiH4). Arquitectura de los materiales compuestos de matriz orgánica Teniendo en cuenta la arquitectura de los materiales compuestos de matriz orgánica, existen dos tipos de composites: 1) Plásticos reforzados: están constituidos por matrices en las que se introducen refuerzos de tipo fibra o partícula. 2) Materiales compuestos estructurales: están formados por materiales compuestos y homogéneos y sus propiedades no sólo dependen de los materiales constituyentes sino de la geometría del diseño de los elementos estructurales Pueden ser de dos tipos: - Materiales compuestos laminares: formados por láminas o paneles que tienen una dirección preferente con elevada resistencia. - Paneles sandwich: compuestos de núcleo y alas. 1) Plásticos reforzados Las propiedades de los materiales compuestos dependen básicamente de la relación volumétrica fibra/matriz y de la ordenación de las fibras en la matriz. a) Efecto de la fracción volumétrica de fibra Cuanta más alta es la fracción volumétrica de fibras en el material compuesto, mayor es el módulo de elasticidad y la resistencia. Tecnológicamente, los materiales compuestos con fases dispersas en forma de fibras son los más importantes ya que permiten conseguir elevada resistencia y rigidez a baja densidad, es decir, elevada resistencia específica y alto módulo específico. b) Influencia de la orientación y concentración de la fibra La orientación relativa también influye en las propiedades del material compuesto. Existen dos tipos de orientación: alineación paralela y alineación al azar. Las fibras continuas se presentan alineadas, mientras que las fibras discontinuas se pueden presentar alineadas u orientadas al azar. - Materiales compuestos con fibras continuas y alineadas: las propiedades dependen de la dirección en la que se miden (anisotropía). La dirección longitudinal es la que presenta mayor grado de reforzamiento. En la dirección transversal el reforzamiento es prácticamente nulo. Los esfuerzos aplicados en otras direcciones encuentran resistencias comprendidas entre estos extremos. La mayoría de compuestos laminares constan de varias capas superpuestas con fibras alineadas en diferentes direcciones. De esta manera, el material puede ser sometido a esfuerzos multidireccionales, - Materiales compuestos con fibras discontinuas y alineadas: la eficacia del reforzamiento es menor, pero el coste es inferior y es posible la obtención de piezas con formas complicadas.
  • 22. - Materiales compuestos con fibras discontinuas y orientadas al azar: se utilizan cuando las fibras están sometidas a esfuerzos totalmente multidireccionales ya que son materiales isótropos. 2) Materiales compuestos estructurales: Materiales laminados Estos materiales compuestos están formados por láminas apiladas y unidas por medio de un adhesivo. Las láminas pueden estar formadas por roving, mat o tejido impregnado de polímero. Las láminas pueden estar formadas por materiales diferentes y en este caso, se denominan laminados híbridos. La orientación en cada lámina puede ser: Unidireccional: cuando todas las fibras están paralelas. Esta orientación se utiliza, por ejemplo, en palos de golf. Bidireccional: cuando la mitad de las fibras están orientadas en ángulo recto con respecto a la otra mitad. Esta orientación se utiliza en materiales para aplicaciones estructurales. Multidireccional: en este caso, el material es isotrópico. Las propiedades da cada lámina dependen de los siguientes factores: - Naturaleza de la fibra - Presentación de la fibra (roving, mat, tejido, etc.) - Porcentaje de fibra - Orientación: el material se caracteriza por una secuencia de apilamiento, o definición de la orientación de cada lámina respecto de un eje arbitrario de referencia. Materiales sandwich Una estructura sándwich está compuesta principalmente por tres elementos: a) Alas: compuestas por unas láminas delgadas, resistentes y generalmente con mejores propiedades que el resto de componentes. Se caracteriza por su rigidez y su resistencia a la compresión. b) Núcleo: es un material ligero cuya función principal es separar las alas y transmitir los esfuerzos cortantes de un ala a la otra. Se caracteriza por su baja rigidez y resistencia en tracción. c) La interfase de unión entre las alas, y el núcleo, que tiene como objeto mantener unidos el núcleo y las alas y permitir la transferencia de las cargas entre ambos. Los plásticos reforzados tienen una elevada resistencia pero su rigidez no es lo suficientemente elevada para algunas aplicaciones. Los materiales sándwich, por el contrario, presentan una elevada sin apenas incremento de peso. Estas estructuras son las más utilizadas en el área de los materiales compuestos. Los materiales sándwich presentan las siguientes ventajas:
  • 23. Alta resistencia y rigidez específicas Aislamiento térmico y acústico Gran capacidad de absorción de energía Entre sus desventajas destaca la complejidad del control de calidad. Materiales utilizados para las alas a) Metálicos: acero y aleaciones de aluminio b) Nometálicos: madera laminada, cemento, composites de matriz polimérica reforzados con fibra. Estos últimos son los más utilizados. Materiales utilizados para los núcleos Se pueden utilizar diferentes materiales que deben tener las siguientes propiedades: Baja densidad Resistencia a la cortadura Rigidez perpendicular a las caras Aislamiento térmico Los principales tipos de núcleo son: corrugados, nido de abeja, balsa de madera y espumas celulares. Nido de abeja Están formados por celdas que pueden tener diferentes formas pero la más frecuente es la celda hexagonal. Destacan por sus elevadas propiedades mecánicas (resistencia y módulos específicos). Su principal desventaja es el precio. Existen dos métodos de fabricación de núcleos de nido de abeja: - Procesos de expansión Las láminas de material que formarán el núcleo se unen con un adhesivo y se expanden. Es el método más empleado. - Procesos de corrugado u ondulación Las láminas sufren un proceso de ondulación al pasar entre cilindros acanalados que producen la ondulación deseada. Para la producción de núcleos de nido de abeja se pueden utilizar diferentes materiales: - Aluminio se han utilizado mucho en la industria aeroespacial debido a sus elevadas propiedades específicas a pesar de su alto costo. - Papel Kraft: es papel impregnado con resina. Este tipo de núcleo es barato pero, aún así, presenta aceptables propiedades mecánicas. - Plástico reforzado con fibra. Se utilizan fibras de vidrio, aramida o carbono impregnadas en una matriz fenólica. Se caracteriza por presentar menor densidad que el aluminio pero peores propiedades mecánicas. Núcleo de balsa Se caracteriza por una estructura de celdas cerradas.
  • 24. Este tipo de núcleo se caracteriza principalmente por su facilidad de uso, excelente durabilidad y propiedades mecánicas. Espumas Las espumas son dispersiones de grandes volúmenes de gas en pequeños volúmenes líquidos con burbujas que crecen mucho, quedando muy cerca unas de otras, con delgadas capas de líquido entre ellas que solidifica. Las principales ventajas de este tipo de núcleo son: Capacidad de aislamiento térmico y acústico Transparente al radar Su principal desventaja es su poca resistencia a la llama que puede mejorarse con la incorporación de aditivos halogenados. Las propiedades de la espuma dependen de una serie de factores como: Composición del polímero Estado del polímero (orientación, cristalinidad, etc.) Densidad de la espuma Estructura de las celdillas Composición del gas espumante MATERIALES RECICLADOS USADOS EN CONSTRUCCION Polietileno tereftalato es un tipo de plástico. Tiene diversas ventajas y propiedades, como: Tablero de Polietileno Reciclado Prensado Alta resistencia mecánica completamente impermeable al agua. Es ideal para aplicaciones en baños, encimeras, cajas de bañera, revestimientos de paredes, decoración y mobiliario. Construccion Sostenible Es una manera de satisfacer las necesidades de vivienda e infraestructura del presente sin comprometer la capacidad de generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades en tiempos venideros. Mampostería Los envases son triturados y así son incorporados a las mezclas cementicias, sin necesidad de desprenderle etiquetas o tapas. Por lo tanto, los bloques desarrollados con PET reciclado son una alternativa posible para la ejecución de cerramientos de construcciones, más ecológicos, más livianos y de mejor aislación térmica, además de poder construir muros de dos pisos de altura. Regla de las tres erres "RRR" Hace referencia a estrategias para el manejo de residuos que buscan ser más sustentables
  • 25. con el medio ambiente y específicamente dar prioridad a la reducción en el volumen de residuos generados. -Alta resistencia al desgaste y corrosión. -Muy buen coeficiente de deslizamiento. -Buena resistencia química y térmica. -Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad. Pantalla acústica fonoabsorbente formada por placas auto portantes y resistentes a la intemperie. Para aplicación en parcelas, urbanizaciones, viviendas, naves industriales, campos de golf, etc.Compuestas 100 % triturado de moqueta de automoción. Materiales Reciclables Ecoplak Tamoc Nuevo material de construcción en forma de tablero rígido fabricado a partir de un triturado de moqueta. Separaciones, mobiliario y decoración. Aluminio Reciclado Conformado 100% por aluminio, sus propiedades quimicas no se alteran. Fundido y preparado para su implementación en estructuras de ventanas y puertas y en otras estructuras como cubiertas para grandes superficies. Reducir Disminuir la cantidad de recursos que utilizamos por medio de otros hábitos y/o técnicas.La reducción puede realizarse en 2 niveles: reducción del consumo de bienes o de energía. Objetivos: -Reducir o eliminar la cantidad de materiales destinados a un uso único. -Adaptar los aparatos en función de sus necesidades. -Reducir pérdidas energéticas o de recursos. Reutilizar Ésta se basa en reutilizar un objeto para darle una segunda vida útil. Todos los materiales o bienes pueden tener más de una vida útil, bien sea reparándolos para un mismo uso o con imaginación para un uso diferente. Reciclar El reciclaje es una manera de aprovechar los materiales, sin embargo hay que recordar que al reciclar se gasta energía y se contamina al reprocesar. La mayoría de todos los materiales que usamos pueden ser reciclados y usados en otras aplicaciones. Reciclaje de Madera La madera recuperada es triturada y convertida en tableros de aglomerado para que vuelvan a ser consumibles. Los tableros de fibras y los de partículas, son derivados de la madera que surgen como consecuencia de su aprovechamiento integral.
  • 26. Tableros Aglomerados La gran ventaja en el uso de tableros aglomerados tiene relación con su estabilidad y consistencia uniforme en su composición. .En la construcción, los tableros aglomerados se utilizan principalmente en tabiquería interior, siendo una óptima solución para espacios interiores en general, ya sea en viviendas, espacios de plantas libres, locales comerciales, etc. Panel Es un tablero grueso de partículas de madera unidas entre sí mediante un adhesivo ureico. Se caracteriza por una baja densidad, un mayor espesor y su variedad de formatos.Está especialmente diseñado para ser aplicado como tabique o elemento de división autosoportante para zonas no expuestas a la humedad, aislante acustico y resistente al fuego. Placa Masisa En construcción, Placa Masisa en general es recomendada como revestimiento de tabiques, muros y pisos de zonas no expuestas a la humedad, como también en instalaciones comerciales, utilería y escenografías. Hierro Reciclado Con el reciclaje de hierro contribuimos al cuidado del medio ambiente, ya que el reutilizar los materiales viejos evitamos aumentar la cantidad de basura y reducimos la utilzación de recursos naturales, ahorrando también la energía que se emplearía en llevar a cabo todo este proceso.El hierro tiene unas propiedades que permiten reutilizarlo sin perder su calidad. Acero Reciclado El acero es uno de los metales más utilizados y reciclados en el mundo,aproximadamente 34% se reutiliza. Por cada tonelada de acero usado reciclado, se ahorra una tonelada y media de mineral de hierro y unos 500 kgr de carbón, que es el combustible utilizado en la fabricación de este metal, el consumo de energía disminuye en un 70% y el uso del agua, otro recurso natural se reduce en un 40%. Papel Reciclado El papel se recicla reduciéndolo a pasta de papel. Los ladrillos de papel es una tecnología que se ha estado utilizando en países desarrollados, en donde la contaminación esta muy alta y han optado por utilizar alternativas para evitar la emisión de gases y reducir el impacto ambiental. Las pruebas actualmente se están realizando donde se comprobara la durabilidad, como se adecua a las condiciones climáticas. Concreto con Vidrio Reciclado
  • 27. Agrega vidrio molido al concreto como reemplazo de la arena o de grava pequeña. El vidrio molido es más ligero que la arena o la grava, así que el concreto pesa menos por pié cuadrado sin perder su fuerza. Realizar este cambio también reduce la necesidad de dañar los paisajes para tener más bancos de arena y grava. Dexterra se consigue con agregados decorativos mezclados con un aglutinante de cemento, para finalmente pulirse con equipos industriales. El material que se añade es principalmente vidrio reciclado; luego todo este material reciclado es lavado, triturado, y mezclado con un compuesto patentado de cemento aglutinante, puzolanas, arena y fibra. NakedBoard Es un panel realizado 100% con material reciclado, principalmente papel. Este material tiene un aspecto tal, que salta a vista que se trata de un producto reciclado, y es que la materia prima está triturada y comprimida, dando como resultado un panel duradero y resistente a la humedad, siempre y cuando se vea expuesto por periodos cortos de tiempo. No está diseñado para aplicaciones estructurales. NyloSheet Material de construcción que está compuesto en un 100% de material reciclado procedente de alfombras, y resinas libres de COV (compuestos orgánicos volátiles). Puede utilizarse con toda confianza para revestimientos ya que es impermeable, resistente al moho y a las termitas. Blox BLOX es un tipo de bloque de construcción que está fabricado con fibras de celulosa (en un 65%) procedentes de periódicos, guías telefónicas, boletos de lotería, y lodos de la industria papelera, además de por supuesto cemento. Es un material resistente al fuego, agua, termitas, moho,.. muros realizados con este tipo de bloque son capaces de resistir vientos de hasta 354 km/h. Adoquines de Material Reciclado. Fabricado apartir de residuos de neumáticos y de plásticos reciclados, y además en un porcentaje muy alto: el 95%. Es bastante resistente, sobre todo para tráfico peatonal y vehículos de bajo volumen, pero a diferencia de los hormigón, no absorben agua ni se agrietan con las heladas, por eso están garantizados de por vida (para un uso residencial). Son un 30% más ligeros que los de hormigón.
  • 28. Ladrillo Vidriado Un tipo de azulejo que tiene las proporciones de un aplacado de ladrillo, con acabado vidriado, con el aliciente de que está fabricado con un 30-100% de contenido reciclado, barniz de plomo, y libre de compuestos orgánicos volátiles (COV).Sirviendo para el revestimiento de paramentos de interior y exterior, siendo muy adecuado tanto para edificios comerciales como residenciales. Bio-Glass Es un material moderno hecho en su totalidad con vidrio reciclado, calentado y aglomerado bajo presión, sin aglutinantes, colorantes, cargas u otras mezclas. Es un material sin poros, inerte, se presenta tanto con superficie lisa como antideslizante, y es adecuado tanto para tableros de trabajo o mostradores, como para revestimiento de paredes y pisos. Tejas de Vidrio (Calefacción del Hogar) Estas tejas están fabricadas con vidrio normal, teniendo el mismo peso que las tejas cerámicas, pero éstas van colocadas sobre un lienzo de nylon negro, incluyendo algunas piezas que permiten la ventilación. Como el color negro absorbe muy bien el calor del sol, la temperatura del aire interior aumenta, circula, y se emplea para calentar el agua para la calefacción o el agua caliente sanitaria de la casa, mediante un intercambiador de calor. Pavimento Ecológico para Exteriores Está compuesto principalmente por calcín de vidrio, reactivos y áridos,un cemento de vidrio que se consigue del micronizado de residuos, que con los reactivos, agua y el árido que se desee, forma el pavimento terrizo. Azulejos con 70% de Material Reciclado En este producto cerámico hay un 70% de material reciclado, procedente de residuos de post-consumo, botellas de vidrio, porcelana de sanitarios…, incluso del pre-consumo de otros fabricantes, incluyendo polvo de granito y abrasivos. ECORE (Suelos de caucho y plástico reciclado) Están hechas a partir de neumáticos y botellas de plástico (PET) reciclados, en total contienen un 95% de material reciclado, sin PVC ni compuestos orgánicos volátiles (COV). Un producto pensado tanto para pisos como para el recubrimiento de muros, tanto de interior como de exterior, y que contiene entre un 4-20% de material reciclado (dependiendo del color) procedente de azulejos de desecho. Main Street (Baldosas Ecológicas) Tableros CAF Se realiza primero un tamizado de todo el material recibido, y luego lo comprime con calor y presión, obteniendo un panel rígido que está envuelto en papel de alta resistencia. Los Paneles CAF se pueden utilizar en la construcción como sustitutos al aislamiento de fibra
  • 29. de vidrio, placas de yeso, tableros de partículas, o paneles de insonorización. EcoCycle Baldosa producida con un 40% de material cerámico reciclado,tiene un acabado antideslizante, y es apropiada tanto para aplicaciones residenciales como comerciales. Mixology Es una colección de azulejos metálicos para el revestimiento de superficies interiores verticales, tanto para cuartos de baños, cocinas, u otras estancias domésticas y comerciales, que tienen la interesante cualidad de estar hechos con un 50% de material reciclado. Productos fabricados empleando parte de material reciclado, procedente de industrias locales o del post-consumo, pero en esta ocasión hemos encontrado un azulejo que está hecho al 100% con vidrio reciclado (cristales rotos de las ventanas). Se usa en revestimientos, ya sea para interiores residenciales o comerciales. Crush Pavimento GeoSilex El GeoSilex se fabrica con los residuos procedentes durante la producción del acetileno, e incorporado a pavimentos y fachadas hace que esas superficies adquieran la capacidad de absorción de CO2 y se comercializa como pasta aditiva para hormigones, añadiéndose a estos en una proporción del 3-10% del peso del hormigón. NANOTECNOLOGIA Materiales nano estructurados Existen actualmente metales cuya resistencia es cinco veces mayor que la de sus contrapartes naturales. Hay materiales que cambian de color dependiendo del espectro de luz que se aplique a su superficie, y que se vuelven en algunos casos totalmente transparentes, se han construido semiconductores 300 veces más eficientes que los utilizados en la electrónica convencional entonces con tantos avances no nos explicamos cual es la diferencia entre los materiales comunes y los antes mencionados, pues bien si comparamos dos pedazos de materiales con un volumen idéntico, por ejemplo, dos cubos sólidos de cobre de un centímetro cúbico, la diferencia estriba en que en el interior del pedazo de material común, sus moléculas están organizadas en granos con poblaciones típicas de miles de millones de átomos, cuya dimensión granular oscila entre micrómetros y milímetros de diámetro. En el pedazo del material nano estructurado, los granos moleculares tienen un tamaño máximo de 100 nanómetros de diámetro y tienen poblaciones granulares menores a decenas de miles de átomos. Dicho de otra forma, los granos nano estructurados son entre mil y cien veces más pequeños que los de un material común, y
  • 30. además, dentro del mismo volumen poseen el 0.001 por ciento de átomos. Lo anterior significa un ahorro increíble de materia dentro de cada pedazo de material nano estructurado y, como consecuencia, una ligereza en peso que puede llegar a ser mil veces mayor que lo normal. Esta distinción física permite también obtener prioridades y características nuevas, singulares y asombrosas que nunca antes han sido vistas en los materiales comunes Nanotecnologia en el Campo de los Materiales Algunas de las sorprendentes aplicaciones de la nanotecnología en el campo de los materiales es por ejemplo, el desarrollo de una pintura con propiedades de auto-limpieza y protección anti-grafiti. También existen ya recubrimientos de grosor nanométrico que protegen el acero de la corrosión, o material cerámico para tazas de W.C. que presenta una superficie completamente lisa a escala manométrica, lo cual implica que se mantiene limpio y reluciente cada vez que se presiona la bomba de la cisterna, sin necesidad de limpiezas posteriores por parte del usuario, Los nano materiales aplicados a la construcción La nanotecnología se puede desarrollar materiales más resistentes que el acero, con sólo un 10% de su peso. La nanotecnología ya se ha aplicado en el sector de la Construcción, en la fabricación de aceros y hormigones más resistentes, aportando mejoras en infraestructuras y edificación. Se han desarrollado polímeros integrantes de barreras protectoras en las carreteras que reparan sus propios desperfectos causados por la colisión de vehículos. Igualmente, repara fisuras y oquedades en el hormigón y el asfalto, sin intervención humana, es por eso que vamos a analizar más a fondo estos puntos: Construcción de carreteras La aplicación de la nanotecnología en las carreteras y la construcción también hará posible identificar y reparar de forma automática, sin intervención humana, brechas y agujeros en el asfalto o en el hormigón, y fabricar señales de tráfico que se limpian a si mismas. Se utiliza la nanotecnología para fabricar acero y hormigón más fuertes. También para la seguridad vial. Por ejemplo en algunos sitios de los Estados Unidos se han colocado nano sensores para vigilar el estado de sus puentes y detectar cualquier anomalía o riesgo. Nano aditivos para el hormigón El propio hormigón de construcción tradicional, pero de micro estructura compleja debe sus propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de la matriz cementicia, que no deja de ser un material nano estructurado con propiedades modificadas por una red de poros y micro fisuras, cuyos tamaño pueden variar desde unos nanómetros hasta milímetros. El
  • 31. conocimiento de su nano estructura y las fases del gel permitirán abrir el abanico de productos derivados del cemento con propiedades multifuncionales. GAIA Otro de los nano aditivos para el hormigón, En este caso, no nos encontramos ante materiales controlados átomo por átomo durante el proceso de fabricación; las nuevas técnicas han sido utilizadas sólo durante la fase de desarrollo del producto. La empresa Cognoscible Technologies ha introducido en el mercado español un nuevo aditivo para el hormigón denominado Gaia, que vendría a sustituir el tradicional micro sílice, y que ofrece al mismo precio múltiples ventajas frente a éste. El aditivo Gaia permite un ahorro de hasta un 40% de cemento. Una botella de un litro de Gaia iguala a un barril entero de micro sílice, cemento extra y supe plastificantes. Lo que antes requería una viga de 2 metros de grosor para aguantar correctamente los puentes, ahora sólo requiere 75 cm. Si antes había que esperar 28 días para alcanzar altas resistencias de 80MPa, ahora sólo hay que esperar 1 día. Las vigas pretensadas que antes requerían 3 días y ser curadas con agua al vapor para estar listas, ahora sólo requieren 1 día y no necesitan agua. El reto surgió cuando la mayor mina subterránea de cobre en el mundo, El Teniente, situada en Chile, solicitó una mejora del micro sílice que utilizaban en su hormigón. Se creó un aditivo en el que trabajó no sobre las micro partículas del sílice, sino sobre sus nano partículas, con el objetivo de aprovechar las propiedades que ese material ofrece a nano escala. El nuevo producto, denominado Gaia, es el primer aditivo sustitutivo del micro sílice que se vende en estado líquido, con lo cual desaparece la generación del polvo de sílice, peligroso para la salud de los operarios. Esta característica, entre otras, permite que Gaia sea susceptible de ser utilizada en procesos que cumplen el estándar medioambiental. En la Arquitectura Sólo viendo el futuro prospectivamente con un poco de objetividad, y cantidades enormes de esperanza, podremos pensar en maravillosas e insólitas soluciones constructivas. En un futuro inmediato, podríamos concebir edificios cinco veces más altos que soportaran cargas cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran más esbeltas, y que ante un sismo no se fracturaran. Imaginaríamos edificios cuyas paredes y pisos cambiaran de color conforme la luz del sol cambiara de tono. Pensaríamos entonces en muros divisorios que fueran transparentes en el día, y opacos en la noche. Veríamos casas de dos pisos, fácilmente remolcadas por un pequeño vehículo, para cambiar de ubicación. Encontraríamos en cualquier supermercado grandes componentes estructurales, a precios económicos, suficientemente ligeros para que un niño de cuatro años los pudiera cargar.
  • 32. Conclusión Los polímeros constituyen la mayor parte de las cosas que nos rodean, estamos en contacto con ellos todos los días e incluso nosotros mismos estamos compuestos casi en nuestra totalidad de estas, tan variadas macromoléculas, como por ejemplo: las proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, etc. Estos tienen 2 clasificaciones importantes: según su estructura molecular (homopolímeros y copolímeros) Transmitimos también unos esquemas muy interesantes respecto a los lugares donde se encuentran los polímeros mas usuales (como plásticos principalmente), como se dividen los “polímeros plásticos, fibras, y derivados”, y cuales son sus formas de polimerizacion y sintetización, pero realmente no quisimos ahondar mas en este tema, debido a la complejidad del mismo, pues preferimos hacer una carpeta entendible y bien estructurada para no complicarnos con cosas mas elaboradas y que ni siquiera entendemos bien. También apreciamos las diversas manifestaciones de los polímeros y que constituyen además unos compuestos muy importantes en algunas áreas, a parte de nuestros cuerpos como lo son las poliamidas, las cuales se utilizan como aislante de calor o fuego, la silicona que es un adhesivo de gran ayuda en la vida cotidiana, el polietileno que es el plástico más común y más usado en la actualidad, etc.