Este documento describe tres materiales comunes y compara sus propiedades mecánicas. Analiza el acero recubierto de cobre de las monedas, el PVC de las tuberías y el nailon de los cepillos de dientes. Además, propone posibles sustitutos para cada material con el fin de mejorar sus propiedades o reducir costos.
3. 1. INTRODUCCIÓN
Para realizar esta práctica, utilizo tres objetos compuestos por un único material que
son:
− Monedas de 1,2 y 5 céntimos (Acero revestido de cobre - CCS)
− Tubería (PVC)
− Cepillo de dientes (Nylon)
El objetivo de la práctica es definir brevemente cada material y clasificarlos entre sí
según su propiedades mecánicas (Dureza, Elasticidad, Fragilidad, Ductilidad y
Tenacidad).
Además, propongo un cambio de material para cambiar las propiedades de cada
objeto y así, hacerlo más útil o más barato.
2. CLASIFICACIÓN Y DEFINICIÓN DE LOS MATERIALES ELEGIDOS
− Monedas de 1, 2, 5 céntimos: El acero
recubierto de cobre, conocido por su
acrónimo en inglés CCS (copper-covered
steel), es un producto bimetálico que combina
la alta resistencia mecánica del acero con la
conductividad y resistencia a la corrosión del
cobre.
El acero revestido de cobre se produce
mediante la unión metalúrgica de cobre con un núcleo de alambre de acero. El
CCS engloba los beneficios del cobre y del acero, en un producto con fortaleza
mecánica y resistencia a la corrosión. La temperatura y presión del proceso
aseguran un recubrimiento de cobre unido de manera uniforme y firmemente
adherente.
− Tubería: El Policloruro de vinilo (PVC) es el producto de la polimerización del
monómero de cloruro de vinilo. Es el derivado del plástico más versátil.
Es un polímero por adición y además una resina
que resulta de la polimerización del cloruro de
vinilo.
En la industria existen dos tipos:
- Rígidos
- Flexibles
CARACTERÍSTICAS:
Resistencia a la abrasión.
Utilizando estabilizantes (plastificantes)
el PVC puede transformarse en un material rígido o flexible.
Es estable e inerte (tuberías de agua potable).
Altamente resistente.
4. Buen aislante eléctrico.
Flexible y moldeable.
Alto valor energético.
Amplio rango de durezas
Resistente al agua.
Rentable. Bajo costo de instalación.
Es muy resistente a la corrosión
Cepillo de dientes: Es un polímero sintético que pertenece al grupo
de las poliamidas. El nailon es una fibra textil elástica y resistente.
Cuando el nailon es moldeado se utiliza como material duro en la
fabricación de diversos utensilios.
El primer producto de nailon fue el cepillo de dientes con cerdas de
nailon que llegaron a Europa en 1945.
Durante la fabricación las fibras de nailon se someten a extrusión,
texturizado e hilado en frío, lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la tracción.
3. COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
Objeto y material→
Propiedad
mecánica↓
Monedas de 1,2,5
céntimos (acero
revestido de cobre
CCS)
Tubería (PVC)
Cuerpo cepillo de
dientes (Nylon)
DUREZA 1 2 3
RIGIDEZ 1 2 3
FRAGILIDAD 3 2 1
DUCTILIDAD 1 2 3
TENACIDAD 1 2 3
Aleaciones del cobre:
En la siguiente tabla se
muestran las propiedades
mecánicas de las diferentes
aleaciones del cobre.
5. PVC:
Diagrama de las propiedades mecánicas del policloruro de vinilo.
NYLON:
Propiedades mecánicas del nylon.
4. CAMBIO PROPUESTO
− MONEDAS: Como en la actualidad no se les da valor por el material del que
están fabricadas, se podría modificar el acero revestido de cobre por cualquier
otra aleación de metal que suponga un coste menor y conserve su resistencia
aumentando su durabilidad.
− TUBERÍAS: En lugar de emplear PVC, lo cambiaría por poliéster reforzado con
fibras de vidrio (PRFV) debido a la alta competencia económica en grandes
dimensiones, es ligero y además su comercialización es en grandes longitudes
lo cual favorece a un rápido montaje.
− CEPILLO DE DIENTES: En lugar de utilizar nylon, se puede sustituir por los
plásticos derivados de petroquímicos, los cuales son de fácil fabricación y sus
costos son muy bajos
