1. UNIVERSIDAD CATOLICA DE CUENCA
UNIDAD ACDEMICA DE ING. QUIMICA, BIOFARMACIA,
INDUSTRIAS Y PRODUCCION
FACULTAD: INDUSTRIAS Y PRODUCCION
MATERIA. RESISTENCIA DE MATERIALES
TEMA. INTRODUCCION A LOS MATERIALES
CURSO: SEGUNDO GENERAL
CATEDRATICO GUIA: ING. GALO OCHOA
GRUPO: RAUL OLEAS, PEDRO HUIRACOCHA
FECHA: 23/02/2012

2. OBJETIVO. Como objetivo principal es saber como esta
estructurados los diferentes materiales como están definidos, sus
descripciones generales sus tipos su clasificación por su estructura
interna o externa sus propiedades tanto físicas como químicas.

3. INDICE.
1. INTRODUCCION A LOS MATERIALES
2. MATERIALES,PRODUCTOS QUIMICOS Y ADHESIVOS
2.1. MATERIALES DE CERAMICA Y VIDRIO
2.2. SELLADORES Y RECUBRIMIENTOS INDUSTRIALES
2.3. PRODUCTOS QUIMICOS Y MATERIA PRIMA
2.4. COMPUESTOS TEXTILES Y REFUERZOS
2.5. ELECTRICAS, OPTICAS Y MATERIALES ESPECIALES
2.6. ACEITES Y FLUIDOS ESPECIALES
3. METALES Y ALEACIONES
3.1 PLASTICOS ELASTOMEROS Y POLIMEROS
3.2 GASES INDUSTRIALES Y ESPECIALES
3.3 ADHESIVOS INDUSTRIALES
4. .MATERIALES DE ALTAS PRESTACIONES
5. TIPOS DE MATERIALES
5.1 SEGÚN SU ORIGEN
5.2 SEGÚN SU COMPOCICION
5.3 SEGÚN SUS PROPIEDADES
6. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
6.1. PROPIEDADES SENSORIALES
6.2. LAS PROPIEDADES FISICOS QUIMICAS
6.3. PROPIEDADES TECNOLOGICAS
6.4. PROPIEDADES TECGNOLOGICAS
7. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES RESISTENTES
7.1 DUREZA
7.2 TENACIDAD
7.3 FLEXIBILIDAD
7.4 ELASTICIDAD
8. CLASIFICACION DE LOS MATERIALES SEGÚN SU ORIGEN
9. COMPORTAMINETO DE LOS MATERIALES FRENTE A ESFUERZOS
10. CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
10.1 METALES
10.2 CERAMICA TECNICA
10.3 POLIMEROS

4. 11. IMPACTOS AMBIENTALES
11.1 FABRICACION DE HIERRO Y ACERO
11.2 PRODUCCION DE COQUE Y RECUPERACION DE SUBPRODUCTOS
11.3 PREPARACION DEL MINERAL
11.4 PRODUCCION DEL HIERRO
11.5 PRODUCCION DEL ACERO
11.6 FUNDICION, LAMINADO Y ACABADO
12. REDUCCION DIRECTA
12.1 DESECHOS SOLIDOS
12.2 DESECHOS LIQUIDOS
12.3 REDUCCION DE LOS DESECHOS
13. SELECCIÓN DEL SITIO
13.1 PROCESOS DE FABRICACION
14. OBJETIVO
15. BIBLIOGRAFIA

5. 1. Introducción a los materiales
El desarrollo de la humanidad se define en términos de avances en los
materiales: la Edad de Piedra, la Edad de Bronce y la Edad del Hierro. Los
avances en arquitectura y edificación desarrollados por el Imperio Romano era
posible sólo por la invención de un nuevo material, el hormigón. La Revolución
Industrial fue en gran medida posible gracias a los avances en la demanda de
materiales en equipos industriales, así como el rápido desarrollo de las vías del
ferrocarril, y los rascacielos que comenzó a definir los horizontes de las
ciudades.
En el último medio siglo, el crecimiento de las tecnologías del material ha sido
explosivo, y su impacto en nuestra vida sea generalizado. A partir de la
invención del transistor en los años 50, la revolución de la electrónica, ha sido a
causa de los avances en materiales, que ha cambiado de forma irreversible
nuestras vidas.
"Plásticos". El uso de plásticos es ahora tan amplio que es difícil imaginar la
vida sin ellos, pero es un arma de doble filo, porque el uso de las nuevas
tecnologías es evidente en la actual preocupación por la eliminación de
plásticos no biodegradables.
"Cerámica". Si bien fueron los primeros en Ingeniería de Materiales, la
búsqueda de aplicación como materiales de construcción y la alfarería en la
Edad de Piedra, los últimos avances tecnológicos combinados con sus
singulares propiedades eléctricas, dureza, durabilidad y resistencia al calor de
la cerámica son el material del futuro. El descubrimiento de que ciertos
materiales cerámicos son conductores de la electricidad sin pérdida de
resistencia a temperaturas considerablemente más altas que las de los
superconductores metálicos convencionales.
El diamante artificial está a punto de tener importantes repercusiones en
campos tan diversos como la óptica, recubrimientos de desgaste, y sustrato
para circuitos electrónicos. En un futuro próximo podemos esperar encontrar
importantes avances en el uso de la cerámica en aplicaciones tan diversas
como la microelectrónica, los superconductores, automotrices y de motores de
aviones, los implantes de prótesis y equipos de proceso químico.
Hoy las actividades de investigación básica en las universidades y laboratorios
de investigación nos dan la confianza en que no hemos visto el final, sino sólo el
principio, de los avances en Ciencia y Tecnología de Materiales. Podemos
esperar ver a los plásticos biodegradables producidos mediante ingeniería
genética, los microbios, los materiales estructurales que son los análogos de
materiales naturales como conchas o huesos, mejora de materiales de

6. bioingeniería para sustituir las articulaciones, los tendones huesos y la piel.
Podemos esperar pieles de aeronaves que pueden detectar y responder a los
cambios en las condiciones ambientales o de daños estructurales, los puentes
más resistentes, reforzados con plástico ligero reforzado con fibra de
compuestos, de la calzada que tendrá una duración de por una vida. Hemos
empezado a ver el impacto de revolución de los materiales.
Hemos elegido como el tema de este módulo de enseñanza tanto por su importancia y la
omnipresencia en nuestras vidas, y porque reúne a todas las principales disciplinas de las
ciencias físicas y se aplica a los problemas prácticos con los que nos enfrentamos. Sea
intentado traer a los elementos de la química, la física, las matemáticas, la ingeniería y el
uso de computadoras. Sea incorporado materiales que representan todas las principales
clases de materiales: metales, cerámica y plásticos.
El núcleo del módulo es el trabajo de laboratorio. Aquí hemos tratado de mantener las
cosas tal como son. El objetivo es que se pueda obtener un conocido método científico, con
prácticas de laboratorio, con la física y los datos de observación y el análisis, y para
conseguir una sensación para las diferencias fundamentales entre las distintas clases de
materiales.
La ciencia de los materiales implica la preparación y caracterización de los materiales para
asegurarse de que tienen las propiedades necesarias para una aplicación particular.
Podemos incluir clases de materiales plásticos, vidrio, cerámica, metales y
semiconductores. Propiedades de los materiales y como incluye en su comportamiento
mecánico, eléctrico, óptico y magnético características térmicas, estabilidad química y
otras propiedades físicas como la densidad y estructura de grano.
Se trata de introducir a la preparación y caracterización de un metal (estaño), un
recipiente de plástico (poliéster), y una de cerámica (de anclaje (muy fina) de cemento).
Que en primer lugar preparar las muestras, ya sea por la calefacción y la fusión de la
materia prima, en el caso del estaño, o por un producto químico para el proceso de curado
de resinas de poliéster y anclaje de cemento. Después de la preparación de las muestras de
prueba, podamos examinar sus características físicas y ópticas, determinar una relación
eléctrica y térmica y propiedades mecánicas de su comportamiento y estabilidad química.
2. Materiales, productos químicos y adhesivos
Materiales consisten en metales, materiales cerámicos, adhesivos, polímeros,
materiales compuestos, vidrios u otros materiales especiales en virgen formas o
acabados. Son las sustancias químicas orgánicas o inorgánicas bloques
moleculares de construcción utilizados en el procesamiento de los materiales y
adhesivos.

7. 2.1. Materiales de Cerámica y Vidrio.
Cualquier hombre se sólidos producidos por la fusión o sinterizarían de
minerales en un horno o duro, resistente al calor, tales como incendios de
arcilla, ladrillos o bloques.
2.2. Selladores y recubrimientos industriales.
Líquido viscoso y entre las superficies utilizadas para contener líquidos, evitar
fugas, y evitar la infiltración de material no deseado. Puede incluir también los
compuestos para llenar las lagunas o costuras.
2.3. Productos químicos y materias primas.
Son las sustancias químicas orgánicas o inorgánicas bloques moleculares de
construcción utilizados en el procesamiento de los materiales y adhesivos. Las materias
primas son de relleno, los minerales, los gases, y aditivos químicos especializados.
2.4 Compuestos, los textiles y refuerzos
Compuestos, incluye refuerzos textiles y acabados de materiales compuestos, así como
los componentes utilizados para la construcción de materiales compuestos de matriz,
como resinas, cargas, refuerzos, los textiles, fibras, materiales básicos y refuerzos.
2.5. Eléctricas, ópticas, y Materiales especiales.
Materiales tales como semiconductores o compuestos con propiedades especializado
para electricidad, óptica y aplicaciones especiales.
2.6. Aceites y fluidos industriales.
Fluidos para la transferencia de calor, lubricación, transmisión de potencia o
aplicaciones especializadas.
3. Metales y Aleaciones.
Cualquiera de los diversos opaco, fusible, dúctil, brillante y las sustancias que
normalmente son buenos conductores de electricidad y calor, la formación por
la pérdida de electrones, y el rendimiento de base de óxidos e hidróxidos.
3.1. Plásticos, elastómeros y polímeros.
Plásticos, elastómeros y polímeros orgánicos son sintéticos o materiales
procesados generalmente compuestas de resinas termoplásticas y
termoendurecedles que se puede hacer o suministrados como en las formas, de
película, hoja, varilla, tubo o fibra.
3.2 Gases industriales y especiales.
Industriales y de gases especiales incluyen los gases puros y mezclas de gases
utilizados en soldadura, médicos, semiconductores, laboratorio de análisis,
procesos químicos, alimentos y bebidas, la generación de calor y aplicaciones.
3.3. Adhesivos Industriales.
Orgánico o inorgánico compuesto químico para unirse a los componentes.
Requiere superficie limpia compatible con el adhesivo.

8. 4. Materiales de altas prestaciones
Los materiales de altas prestaciones son la base para la mayoría de las
tecnologías avanzadas que casi todo el mundo da por sentado. Aleaciones para
motores a reacción, los materiales para la transformación química,
revestimientos que prosperan en ambientes corrosivos, incluso soldaduras que
no contienen plomo, todos contribuyen al éxito de los aviones, automóviles,
equipos electrónicos y que ejemplifican la sociedad moderna.
Muchos materiales biológicos y óptimos, en múltiples escalas, consisten en lo
que puede ser idealizado como continua de órganos estructurales y se suman
las interfaces. Esas interfaces son generalmente los modelos de las propiedades
que son demasiado simplificados. Para introducir en el análisis de la
microestructura propiedades, un nuevo modelo estructural de las interfaces es
propuesto y desarrollado a una verdadera estructura y se introduce en la zona
de transición, incorporarse a los órganos continuos, con geometrías y las
propiedades de los materiales obtenidos directamente de los de la
microestructura interraciales. En primer lugar, el caso de una inclusión elíptica
conectamos por una estructura de interfaz a una infinita matriz se resuelve
analíticamente, lo que demuestra que los efectos locales no son una
consecuencia directa de la introducción de la estructura, en relación a la
inclinación de los elementos de conexión. En segundo lugar, a partir de una
estructura discreta, un modelo estructural de una interfaz se obtiene una
aproximación de la ley constitutiva de la interfaz que es rigurosamente
derivada. Los efectos introducidos en el comportamiento mecánico, tanto por la
continua de su modelo de gradiente de aproximación se ilustran para resolver
el problema de la inclusión una circular conectada a una infinita matriz
estructural por una interfaz y con sujeción a distancia uniforme.
El modelo estructural de las interfaces que nos permite atacar analíticamente y
resolver diferentes problemas de concentración de estrés, fracturas, y
compuestos. En particular, los nuevos factores de intensidad de estrés se
derivan para salvar las grietas y huecos reforzado elípticas, las nuevas fórmulas
se dan para la eficacia de las propiedades de materiales compuestos que
contengan diluir suspensiones reforzadas de forma elíptica o de vacíos
inclusiones y una nueva definición es propuso la inclusión de la neutralidad, que
se muestra interesante para proporcionar condiciones de mayor optimización
5. TIPOS DE MATERIALESHay muchas formas de clasificar los materiales: según
su composición, por su origen, de acuerdo con sus propiedades físico- químicas,
desde el punto de vista de la fabricación, etc.

9. 5.1.Según su origen, los materiales se pueden clasificar en materiales naturales y
materiales artificiales, dependiendo de que se encuentren directamente en el medio
natural o sean el resultado de algún proceso de fabricación. Por ejemplo, el granito es un
material natural, mientras que el acero es un material artificial.
5.2. Según su composición, los materiales se pueden clasificar en elementos y compuestos,
homogéneos y heterogéneos, metálicos y no metálicos, inorgánicos y orgánicos, etc.
5.3. Según sus propiedades, los materiales se pueden clasificar en rígidos y flexibles,
tenaces y frágiles, conductores y aislantes, reciclables y no reciclables, etc.
6. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Los materiales se diferencian entre sí por sus propiedades. Estas propiedades pueden
agruparse de maneras diferentes. No obstante, desde el punto de vista técnico resulta útil
la siguiente clasificación:
6.1.Propiedades sensorialesSon aquellas propiedades que, como el color, el brillo o la
textura, están relacionadas con la impresión que produce el material en nuestros sentidos.
6.2 .Las propiedades fisicoquímicasSon aquellas propiedades que nos informan sobre el
comportamiento del material ante diferentes acciones externas, tales como el
calentamiento, las deformaciones o el ataque de productos químicos.
Por ejemplo, la conductividad térmica de un material está relacionada con la mayor o
menor dificultad que tiene el material para conducir el calor; la dilatación térmica indica el
aumento de volumen que experimenta un material cuando se calienta; la transparencia es
la facilidad con la que un material permite que lo atraviese la luz; la conductividad
eléctrica indica si un material es buen o mal conductor de la corriente eléctrica, etc.
6.3. Propiedades tecnológicasSon aquellas propiedades que nos informan sobre el
comportamiento del material durante la fabricación.
La fusibilidad, por ejemplo, es la mayor o la menor facilidad que tienen los materiales para
fundir; la plasticidad es la facilidad que tienen los materiales para cambiar de forma sin
romperse ni agrietarse, la ductilidad es la capacidad de algunos materiales para
extenderse en hilos, la maleabilidad es la capacidad que tienen algunos materiales para
extenderse en láminas delgadas, etc.
6.4. Propiedades ecológicasSon aquellas propiedades relacionadas con la mayor o menor
nocividad del material para el medio ambiente: toxicidad, volatilidad, facilidad de
reciclado, etc.

10. 7. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES RESISTENTES
Entre otras propiedades, los materiales con los que se construyen las estructuras se eligen
teniendo en cuenta su dureza, su tenacidad, su flexibilidad su elasticidad.
Estas propiedades, que nos informan acerca de cómo se comporta un material ante
distintas cargas y esfuerzos, reciben el nombre de propiedades mecánicas.
7.1.DurezaEs la resistencia que presenta un material a ser rayado o cortado por otro. Así,
por ejemplo, el acero es mas duro que la madera, ya que el acero puede cortar a la madera
mientras que la madera no puede cortar, ni rayar, al acero.
7.2. TenacidadEs la resistencia que presenta un material a romperse cuando se golpea. Los
materiales que, como el hierro, resisten los golpes sin romperse se llaman materiales
tenaces. Por el contrario, los materiales que, como la porcelana, se rompen cuando se
golpean se llaman materiales frágiles.
7.3. FlexibilidadEs la capacidad que tiene un material de poderse doblar sin romperse. El
papel y la tela, por ejemplo, son materiales flexibles. Por el contrario, el barro cocido y el
vidrio son materiales rígidos, ya que, cuando se doblan, se rompen.
7.4. ElasticidadEs la capacidad que tiene un material de recuperar su forma por sí solo,
después de que se estira, se comprime o se retuerce. Los materiales que, como el caucho,
recuperan su forma cuando cesa la fuerza que los ha deformado se llaman materiales
elásticos. Por el contrario, los materiales que, como la plastilina, no recuperan su forma
por si solos se llaman materiales plásticos.
8.Clasificación de los materiales según su origen
Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las
personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: mineral, vegetal o
animal.
o A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral.
Los metales, la piedra o la arena son materiales de origen mineral.
o A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El
material de origen vegetal más importante es la madera, pero también
existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales
(algodón, lino, mimbre) o el corcho.
o Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que
usamos en muchas prendas de vestir, en bolsos, zapatos, etc.
Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales
naturales; por ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos.

11. Los objetos que nos rodean están fabricados con una gran variedad de materiales que
podemos clasificar de diferentes formas; por ejemplo, por su origen. Sin embargo, el
criterio más adecuado para clasificar materiales es por sus propiedades.
Otros materiales
Aglomerado También son
materiales compuestos el aglomerado y el contrachapado, que usaremos en el taller. Se
fabrican a partir de láminas (contrachapado) o restos de madera (aglomerado) con cola.
Aleaciones
Normalmente, los materiales metálicos no se utilizan en estado puro, sino formando
aleaciones. Una aleación está compuesta de dos o más elementos, siendo al menos uno
metálico. Como por ejemplo:
El acero, aleación de hierro y carbono.
El bronce, aleación de cobre y estaño.
El latón, aleación de cobre y cinc.

12. Clasificación de los materiales según sus propiedades
A lo largo de esta unidad estudiaremos en detalle las propiedades de los materiales. Según
estas propiedades, podemos clasificar los materiales más usuales en los siguientes grupos:
maderas, metales, plásticos, materiales pétreos, cerámicas y vidrios o materiales textiles.
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADES EJEMPLOS OBTENCIÓN
No conduce el
Muebles.
calor ni la Pino. Roble.
Madera Estructuras. A partir de árboles.
electricidad. Fácil Haya.
Embarcaciones.
de trabajar.
Buen conductor del
Clips. Cuchillas. Acero. Cobre. A partir de
calor y la
Metal Cubiertos. Estaño. determinados
electricidad. Dúctil
Estructuras. Aluminio. minerales.
y maleable.
PVC. PET.
Bolígrafos. Carcasas
Ligero. Mal Porexpán Mediante procesos
de
Plástico conductor del calor (corcho químicos, a partir del
electrodomésticos.
y la electricidad. blanco). petróleo.
Envases.
Metacrilato.
Pesados y
resistentes.
Encimeras. Fachadas Difíciles de Mármol. Se obtienen de las
Pétreos
y suelo de edificios. trabajar. Buenos Granito. rocas, en canteras.
aislantes del calor
y la electricidad.
Cerámica: a partir de
arcillas y arenas por
Vajillas. Ladrillos, Duro. Frágil. Loza. moldeado y cocción.
Cerámica y
tejas. Ventanas, Transparente (solo Porcelana. Vidrio: se obtiene
vidrio
puertas. Cristales. vidrio). Vidrio. mezclando y
tratando arena,
caliza y sosa.
Flexibles y Se hilan y tejen fibras
Algodón.
Textiles Ropa. Toldos. resistentes. Fáciles de origen vegetal,
Lana. Nailon.
de trabajar. animal o sintético.

13. Propiedades de los materiales
¿Por qué utilizamos diferentes materiales? Porque tienen distintas propiedades. Así, hay
materiales capaces de soportar cargas pesadas (pensemos en los puentes construidos con
hormigón o acero); otros son elásticos, por lo que pueden deformarse sin romperse: es el
caso de la goma; otros conducen bien el calor o la electricidad, etc.
A continuación estudiaremos el comportamiento de los materiales en diversas situaciones:
frente a los esfuerzos, frente al calor o frente a la electricidad.
9. Comportamiento de los materiales frente a los esfuerzos
Imaginemos que situamos tres cargas iguales sobre tres láminas de distintos materiales,
tal y como se aprecia en los siguientes dibujos:
Láminas de goma
Una lámina de goma se deforma cuando situamos encima la carga. Pero cuando retiramos
la carga, la lámina recupera su forma original.

14. Láminas de chapa de acero
Una lámina de chapa de acero se deforma ligeramente cuando situamos encima la carga.
Cuando retiramos la carga, la lámina no recupera su forma.
Láminas de madera
Una lámina fina de madera puede romperse si no soporta la carga.

15. En el ejemplo anterior, si la carga es ligera, la lámina de madera no se romperá, aunque
puede combarse. Pero al aumentar la carga, la lámina de madera termina por romperse.
La resistencia de un material está relacionada con la carga máxima que puede soportar
antes de romperse. Los materiales más resistentes como, por ejemplo, el hormigón o el
acero, pueden soportar cargas más elevadas sin romperse.
Por el contrario, el material más resistente de los tres analizados es el acero, pues su
lámina soporta la carga sin romperse (aunque se deforma ligeramente). La goma, aunque
no se rompe, se deforma con facilidad: es un material elástico.
Por tanto, hay materiales resistentes que se deforman con facilidad. Otros materiales,
como el vidrio, son resistentes; no se deforman de manera permanente, pero se rompen
con facilidad: son materiales frágiles.
Viaducto elaborado con hormigón, un material bastante resistente

16. Comportamiento de los materiales frente a la electricidad
Enchufe
Si observamos un cable, vemos que está formado por dos tipos de materiales: un metal en
el interior (el hilo conductor) y un plástico en la parte externa (la cubierta aislante). ¿Por
qué se emplean estos materiales? Porque el cobre es un buen conductor de la electricidad,
es decir, permite que las cargas eléctricas se muevan por su interior con facilidad, mientras
que los plásticos son, en general, malos conductores de la electricidad
Otras propiedades de los materiales
Magnetismo
Hay otras propiedades que caracterizan a los materiales y que justifican su uso en
determinadas aplicaciones. El vidrio y algunos plásticos, por ejemplo, son transparentes;
los plásticos son impermeables, etc. O las propiedades magnéticas de algunos metales se
aprovechan para separarlos.

17. 10. Clasificación de los materiales
Ejemplo de la estructura de un polímero, el polietileno.
La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales en función de sus propiedades y su
estructura atómica. Son los siguientes:
Metales
Cerámicos
Polímeros
10.1. METALES
Para otros usos de este término, véase Metal (desambiguación)
Metal se usa para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser buenos
conductores del calory la electricidad poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas
normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en
disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre
la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace
metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y
generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. En ausencia de
una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el comportamiento de
aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la
conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los
semiconductores. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la
prehistoria. Al principio, sólo se usaron los que se encontraban fácilmente en estado puro
(en forma de elementos nativos), pero paulatinamente se fue desarrollando la tecnología
necesaria para obtener nuevos metales a partir de sus menas, calentándolos en un horno
mediante carbón de madera.
El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, fruto de la utilización
de mineral de cobre con incursiones de estaño, entre 3500 a. C. y 2000 a. C., en diferentes
regiones del planeta, surgiendo la denominada Edad del Bronce, que sucede a la Edad de
Piedra.
Otro hecho importante en la historia fue la utilización del hierro, hacia 1400 a. C. Los
hititas fueron uno de los primeros pueblos en utilizarlo para elaborar armas, tales como
espadas, y las civilizaciones que todavía estaban en la Edad del Bronce, como los egipcios o
los aqueos, pagaron caro su atraso tecnológico.
No obstante, en la antigüedad no se sabía alcanzar la temperatura necesaria para fundir
el hierro, por lo que se obtenía un metal impuro que había de ser moldeado a martillazos.

18. Hacia el año 1400 d. C. se empezaron a utilizar los hornos provistos de fuelle, que permiten
alcanzar la temperatura de fusión del hierro, unos 1.535 °C.
Henry Bessemer descubrió un modo de producir acero en grandes cantidades con un coste
razonable. Tras numerosos intentos fallidos, dio con un nuevo diseño de horno y, a partir
de entonces, mejoró la construcción de estructuras en edificios y puentes, pasando el
hierro a un segundo plano.
Poco después se utilizó el aluminio y el magnesio, que permitieron desarrollar aleaciones
mucho más ligeras y resistentes, muy utilizadas en aviación, transporte terrestre y
herramientas portátiles.
El titanio, es el último de los metales abundantes y estables con los que se está trabajando
y se espera que, en poco tiempo, el uso de la tecnología del titanio se generalice.
Los elementos metálicos, así como el resto de elementos, se encuentran ordenados en un
sistema denominado tabla periódica. La mayoría de los elementos de esta tabla son
metales.
Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace
que constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman
una «nube» que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les
confiere las propiedades de conducción eléctrica, brillo, etc.
. 10.2Cerámica técnica
Para otros usos de este término, véase Cerámica (desambiguación).
La cerámica técnica es la rama de la cerámica que se ocupa de la utilización de materiales
cerámicos en aplicaciones tecnológicas. La palabra cerámica deriva del vocablo
griegoqueramos, cuya raíz sánscrita significa "quemar". En su sentido estricto se refiere a
la arcilla en todas sus formas. Sin embargo, el uso moderno de este término incluye a
todos los materiales inorgánicos no metálicos que se forman por acción del calor Hasta los
años 1950, los materiales más importantes fueron las arcillas tradicionales, utilizadas en
alfarería, ladrillos, azulejos y similares, junto con el cemento y el vidrio. El arte tradicional
de la cerámica se describe en alfarería. También puede buscarse la historia del rakú,
singular técnica milenaria oriental.
Históricamente, los productos cerámicos han sido duros, porosos y frágiles. El estudio de la
cerámica consiste en una gran extensión de métodos para mitigar estos problemas y
acentuar las potencialidades del material, así como ofrecer usos no tradicionales. Esto
también se ha buscado incorporándolas a materiales compuestos como es el caso de los
cermets, que combinan materiales metálicos y cerámicos.

19. Propiedades mecánicas de la cerámica
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan
ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales
porosos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o
concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.
El módulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del orden de 311 Gap en el caso
del Carburo de Titanio (Tic). El valor del módulo de elasticidad depende de la temperatura,
disminuyendo de forma no lineal al aumentar ésta.
Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la
estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para
dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de forma muy lenta. Con los
materiales no cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la
deformación plástica, y también es muy lenta. Aun así, es omitido en muchas aplicaciones
de materiales cerámicos.
Tienen elevada resistencia a la compresión si la comparamos con los metales incluso a
temperaturas altas (hasta 1.500 °C). Bajo cargas de compresión las grietas incipientes
tienden a cerrarse, mientras que bajo cargas de tracción o cizalla dura las grietas tienden a
separarse, dando lugar a la fractura.
Los valores de tenacidad de fractura en los materiales cerámicos son muy bajos (apenas
sobrepasan el valor de 1 MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentados
considerablemente mediante métodos como el reforzamiento mediante fibras o la
transformación de fase en circonio.
Una propiedad importante es el mantenimiento de las propiedades mecánicas a altas
temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y
como puntas cortantes de herramientas.
Algunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin
perder su solidez. Son los denominados materiales refractarios. Generalmente tienen baja
conductividad térmica por lo que son empleados como aislantes. Por ejemplo, partes de los
cohetes espaciales son construidos de azulejos cerámicos que protegen la nave de las altas
temperaturas causadas durante la entrada a la atmósfera.
Por lo general los materiales cerámicos presentan un buen comportamiento a alta
temperatura mientras que pueden sufrir roturas por choque térmico a temperaturas
inferiores.

20. Termo fluencia: La conservación de las propiedades mecánicas a altas
temperaturas toma gran importancia en determinados sectores como la industria
aeroespacial. Los materiales cerámicos poseen por lo general una buena resistencia
altermo fluencia. Esto es debido principalmente a dos factores en el caso de
cerámicos cristalinos: altos valores de temperatura de fusión y elevada energía de
activación para que comience la difusión.
Choque térmico: Se define como la fractura de un material como resultado de un
cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones
superficiales de tracción que llevan a la fractura. Entre los factores que condicionan
la resistencia al choque térmico toma gran importancia la porosidad del material.
Al disminuir la porosidad (aumentar la densidad) la resistencia al choque térmico y
las características de aislamiento se reducen, mientras que la resistencia mecánica
y la capacidad de carga aumentan. Muchos materiales son usados en estados muy
porosos y es frecuente encontrar materiales combinados: una capa porosa con
buenas propiedades de aislamiento combinada con una delgada chaqueta de
material más denso que provee resistencia.
Tal vez sea sorprendente que estos materiales puedan ser usados a temperaturas en
donde se licúan parcialmente. Por ejemplo, los ladrillos refractarios de dióxido de silicio
(SiO2), usados para recubrir hornos de fundición de acero, trabajan a temperaturas
superiores a 1650 °C (3000 °F), cuando algunos de los ladrillos comienzan a licuarse.
Diseñados para esa función, una situación sin sobresaltos requiere un control responsable
sobre todos los aspectos de la construcción y uso.
Forja metálica en la marquesina del actual Ayuntamiento de Madrid, antiguo Palacio de
Comunicaciones.
El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con
características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor
parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea
diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja
electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil que los metales
cedan electrones y más difícil que los ganen.

21. 10.2. Polímero
El poliestireno es un polímero formado a partir de la unidad repetitiva conocida como
estireno.
Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de
moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
Un polímero no es más que una sustancia formada por una cantidad finita de moléculas
que le confieren un alto peso molecular que es una característica representativa de esta
familia de compuestos orgánicos. Posteriormente observaremos las reacciones que dan
lugar a esta serie de sustancias, no dejando de lado que las reacciones que se llevan a cabo
en la polimerización son aquellas que son fundamentales para la obtención de cualquier
compuesto orgánico. El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros
naturales, entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el
nailon, el polietileno y la baquelita.
Polimerización
La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina
polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización
para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o como
"polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de
parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un
tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa
promedio del polímero.

22. Tipos de polimerización
Existen dos tipos fundamentales de polimerización:
Polimerización por condensación.
En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua.
Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de
la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos
grupos:
Los Homopolímeros.
Poli etilenglicol
Siliconas
Los Copo limeros.
Baquelitas.
Poliésteres.
Poliamidas.
La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros disfuncionales.
Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinales.
Ejemplo: HOOC--R1--NH2
Si reacciona consigo mismo, entonces:
2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH· + ·OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--
R1--NH2 + H2O
Polimerización por adición.
En este tipo de polimerización a masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la
masa molecular del monómero.
Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:
Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒•CH2–CHCl•
Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒•CH2–CHCl–CH2–CHCl•
Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se
unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

23. Tactilidad de poli estireno, a táctico, sindi táctico, isostático.
La estructura puede ser lineal o también ramificada (aparte de poder presentar
entrecruzamientos). También pueden adoptar otras estructuras, por ejemplo radiales.
Por otra parte, los polímeros pueden ser lineales, formados por una única cadena de
monómeros, o bien esta cadena puede presentar ramificaciones de mayor o menor
tamaño. También se pueden formar entrecruzamientos provocados por el enlace entre
átomos de distintas cadenas.
La naturaleza química de los monómeros, su masa molecular y otras propiedades físicas,
así como la estructura que presentan, determinan diferentes características para cada
polímero. Por ejemplo, si un polímero presenta entrecruzamiento, el material será más
difícil de fundir que si no presentara ninguno.
Los enlaces de carbono en los polímeros no son equivalentes entre sí, por eso dependiendo
del orden estereoquímica de los enlaces, un polímero puede ser: a táctico (sin orden),
isostático (mismo orden), o sindi táctico (orden alternante) a esta conformación se la llama
tactilidad. Las propiedades de un polímero pueden verse modificadas severamente
dependiendo de su estereoquímica.
En el caso de que el polímero provenga de un único tipo de monómero se denomina
homopolímero y si proviene de varios monómeros se llama copo limero o heteropolímero.
Por ejemplo, el poliestireno es un homopolímero, pues proviene de un único tipo de
monómero, el estireno, mientras que si se parte de estireno y acrilonitrilo se puede obtener
un copolímero de estos dos monómeros.

24. 11. Impactos ambientales
11.1 Fabricación de hierro y acero
La fabricación de hierro y acero implica una serie de procesos complejos, mediante los
cuales, el mineral de hierro se extrae para producir productos de acero, empleando coque
y piedra caliza. Los procesos de conversión siguen los siguientes pasos:
(a) producción de coque del carbón, y recuperación de los subproductos,
(b) preparación del mineral (p.ej., sintetizar y formar pelotillas),
(c) producción de hierro,
(d) producción de acero, y
(e) fundición, laminación y acabado.
Se pueden realizar estos pasos en una sola instalación, o en varios lugares completamente
separados. En muchos países en desarrollo, es fabricado el acero de chatarra, en un horno
de arco eléctrico. Por eso, los pasos (a) a (c), posiblemente no siempre sean aplicables a
todos los proyectos de fabricación de acero. Una forma alternativa para producir el acero
es la de la reducción directa, utilizando gas natural e hidrógeno. El producto de este
proceso, hierro esponjoso, se convierte en acerco en un horno de arco eléctrico; luego se
funden los lingotes, y para esto se producen los productos no planos con una o dos
laminadoras. Son las llamadas "mini fabricas".Impactos ambientales potenciales
La industria de acero es una de las mas importantes en los países desarrollados y los que
están en vías de desarrollo. En los últimos, esta industria, a menudo, constituye la piedra
angular de todo el sector industrial. Su impacto económico tiene gran importancia, como
fuente de trabajo, y como proveedor de los productos básicos requeridos por muchas otras
industrias: construcción, maquinaria y equipos, y fabricación de vehículos de transporte y
ferrocarriles. Durante la fabricación de hierro y acero se producen grandes cantidades de
aguas servidas y emisiones atmosféricas. Si no es manejada adecuadamente, puede
causar mucha degradación de la tierra, del agua y del aire. En los siguientes párrafos, se
presenta una descripción breve de los desperdicios generadas por los procesos de
fabricación de hierro y acero.

25. 11.2 Producción de coque y recuperación de subproductos
El coque es producido por el calentamiento de carbón bituminoso, que expulsa los
componentes volátiles. El coque es empleado como agente de reducción, en los hornos
altos que producen hierro, para extraer el metal del mineral; durante este proceso, cierta
cantidad de carbón se disuelve en el hierro líquido. El proceso de formación del coque o
coquificación, despide grandes cantidades de gas conteniendo monóxido de carbono; esto
facilita la producción de toda una serie de químicos: alquitrán mineral, aceites livianos
crudos (conteniendo benceno, tolueno, xileno), amoniaco, naftaleno, y cantidades
importantes de vapor. La mayoría de estas substancias pueden ser recuperadas y
refinadas como productos químicos; el resto del gas del horno de “coquificación” se
emplea internamente en los diferentes procesos y hornos para calefacción, y su excedente
de gas puede ser utilizado para generar energía eléctrica, o como materia prima para la
producción de químicos.
La producción de coque produce grandes cantidades de aguas servidas que contienen
amoníaco y otros componentes liberados durante el proceso de coquificación. Esta agua
contiene concentraciones potencialmente tóxicas de fenoles, cianuro, ti cianato,
amoníaco; sulfuro y cloruro. La producción de coque emite humo visible, polvo de coque, y
la mayoría de las substancias volátiles mencionadas anteriormente.
11.3 Preparación del mineral
Los minerales que contienen hierro (hemetita, magnetita) se trituran, se clasifican y se
aglomeran, mediante sintonización, para formar pelotillas, nódulos o briquetas, a fin de
tener el mineral concentrado y reacondicionado para alimentarlo a los hornos altos. La
preparación del mineral puede generar grandes cantidades de desechos producir
emisiones de polvo y dióxido de azufre.
11.4 Producción de hierro
El hierro es producido en el alto horno mediante la conversión de los minerales en hierro
líquido, a través de su reducción con coque; se separan con piedra caliza, los componentes
indeseables, como fósforo, azufre, y manganeso. Los gases de los altos hornos son fuentes
importantes de partículas y contienen monóxido de carbono. La escoria del alto horno es
formada al reaccionar la piedra caliza con los otros componentes y los silicatos que
contienen los minerales. Se enfría la escoria en agua, y esto puede producir monóxido de
carbono y sulfuro de hidrógeno. Los desechos líquidos de la producción de hierro, se
originan en el lavado de gases de escape y enfriamiento de la escoria. A menudo, estas
aguas servidas poseen altas concentraciones de sólidos suspendidos y pueden contener
una amplia gama de compuestos orgánicos, amoníaco, compuestos de arsénico y sulfuros.

26. 11.5 Producción de acero
El hierro producido en los altos hornos es refinado mediante el proceso de fabricación de
acero, en el que es eliminada la mayor parte del carbón que sé disolvió en el hierro líquido.
En las plantas antiguas, el proceso de fabricación de acero todavía emplea el hogar
abierto, pero en las plantas nuevas el método favorito es el del horno básico de oxígeno; se
emplea oxigeno para quemar el carbón que está disuelto en el hierro. En ambos procesos,
se producen grandes cantidades de gases que contienen monóxido de carbono y polvo.
Estos gases pueden ser reciclados luego de eliminar el polvo.
11.6 Fundición, laminación y acabado
El paso final de la producción de acero convierte los lingotes de acero en los productos
finales deseados. Los lingotes se laminan y forman placas, alambres, planchas, barras,
tubos y varillas. Durante la laminación, se emplean grandes cantidades de aceite
hidráulico y lubricante. Además, los bajos químicos (para eliminar los óxidos) y la limpieza
del producto final para remover el aceite y grasa, pueden generar volúmenes significativos
de desechos líquidos ácidos, alcalinos y de solventes. En las plantas modernas, se omite, a
menudo, el paso de la fundición de lingotes y se utiliza hierro líquido, directamente, en un
proceso de fundición y laminación continúa.
12. Reducción directa: Mini fábricas de acero
La mini fábrica está formada por un horno de reducción directa y un horno de arco
eléctrico y fundición continua de lingotes. Es aquí donde se reduce el mineral de hierro
utilizando gas natural (o productos de petróleo), el mismo que se convierte, en un horno de
reformación, en un gas que contiene hidrógeno. El hierro esponjoso que se produce en el
proceso de reducción, se alimenta al horno de arco eléctrico, a fin de convertirlo en acero.
A menudo se emplean grandes cantidades de chatarra en este horno, además del hierro
esponjoso. Al omitir el proceso de coquificación y utilizar minerales de alta calidad, hace
que este proceso alternativo produzca menos contaminación que el proceso convencional
de alto horno; sin embargo, pueden haber emisiones significativas de polvo y monóxido de
carbono.
12.1 Desechos sólidos
Las fábricas de hierro y acero producen grandes cantidades de desechos sólidos, como
escoria de horno alto, que puede ser utilizada para producir ciertos tipos de cemento, si se
granula correctamente. La escoria básica, otro desecho sólido, se emplea como
fertilizante, y se produce al utilizar los minerales de hierro que poseen un alto contenido de
fósforo.
La recolección de polvo en las plantas de coque, sintonización y en el alto horno, produce
desechos que, en teoría, pueden ser parcialmente reciclados. El diseño debe aprovechar al

27. máximo el reciclaje de los desechos sólidos recolectados en los es pesadores, tanques de
asentamiento, ciclones de polvo, precipitaderos electroestáticos y áreas de
almacenamiento de las materias primas. Hay que identificar en el plan del proyecto, las
medidas apropiadas de eliminación definitiva de desechos sólidos, y éstas deben ser
evaluadas completamente durante los estudios de factibilidad del proyecto. Se debe
investigar la facilidad con que se puede lixiviar estos desechos; los depósitos de
desperdicios sólidos deben ser forrados y monitoreados continuamente, a fin de prevenir la
contaminación de las aguas freáticas. (Ver el capítulo: "Manejo de peligros industriales")
12.2Desechos líquidos
Los solventes y ácidos que se utilizan para limpiar el acero son, potencialmente, peligrosos,
y deben ser manejados, almacenados y eliminados como tal. Algunos de los subproductos
que se recuperan son peligrosos o carcinogénicos, y se debe tomar las medidas adecuadas
para recolectar, almacenar y despachar estos productos. Es necesario monitorear las fugas
de líquidos y gases.
12,3Reducción de los desechos
Si no se toman las medidas apropiadas, la contaminación atmosférica puede convertirse
en un problema muy serio. Será necesario, durante la etapa de diseño, estudiar formas de
reducir la contaminación atmosférica, mediante el uso de equipos especiales que
eliminaran el polvo seco, para separar los gases y recuperar los químicos valiosos, y
remover los contaminantes tóxicos y recolectar los gases que contienen monóxido de
carbono e hidrógeno, a fin de utilizarlos como combustibles secundarios en la planta, o
para producir otros químicos (p.ej., metanol y amoníaco). Estas medidas pueden reducir la
contaminación atmosférica y aumentar la eficiencia energética. Los químicos que causan
contaminación atmosférica son: dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, benceno, tolueno,
xileno, naftaleno, fenoles, benzopireno, cianuro, sulfuro de hidrógeno, y los compuestos de
plomo y cinc.
Se emplean grandes cantidades de agua en la fabricación de hierro y acero. Es necesario
contar con sistemas de tratamiento de aguas servidas para todos los procesos de
fabricación de hierro y acero, y se debe estudiar la forma de reciclar el agua servida y
tratada. Debido al alto contenido de sólidos de las aguas negras que se emplean para
lavar los gases, es necesario incluir amplias instalaciones de coagulación y asentamiento.
Alternativas del proyecto
13. Selección del sitio
Se analizan los temas generales que han de ser tomados en cuenta en la selección del sitio
para una planta industrial, en el capítulo: "Ubicación de plantas y desarrollo de parques
industriales." La naturaleza de la producción de hierro y acero es tal que los impactos

28. sobre el medio ambiente causados por su producción, almacenamiento y transporte
merecen especial atención al evaluar los sitios alternativos. Si se da insuficiente atención a
los problemas de emisiones y efluentes durante la etapa de planificación, el impacto sobre
el medio ambiente puede ser substancial. Es inapropiado utilizar aguas de recepción cuya
calidad o caudal sea inadecuado para aceptar los efluentes bien tratados.
Otro aspecto que merece ser atendido es el transporte de la materia prima hacia el sitio, y
los productos finales fuera de éste. Se debe evitar la ubicación de las plantas industriales
cerca de las áreas residenciales, especialmente si son densamente pobladas, debido a las
molestias causadas por el polvo y el ruido. La producción de hiero y acero requiere de
mucho espacio; por eso, al seleccionar el sitio se debe tomar esto en cuenta. Además, hay
que tratar de dejar espacio para instalaciones adicionales que se requerirán en el futuro.
13.1 Procesos de fabricación
Si bien existen muchas alternativas para la planificación e implementaci6n de los
proyectos, generalmente, el proceso de fabricación de hierro y acero que se utiliza
depende de las materias primas que están disponibles, y sus propiedades minerales,
químicas y físicas pueden variar grandemente; de las materias primas utilizadas para el
proceso de reducción en el horno alto (p.ej., coque con la inyección adicional de gas
natural, aceite, o polvo de carbón); y de los combustibles utilizados en los hornos, calderas
y centrales térmicas. La naturaleza de los productos finales también afecta el diseño de la
planta. Una mini fábrica de acero que hace reducción directa del mineral y emplea un
horno eléctrico basado en gas natural y electricidad, causará un impacto ambiental mucho
menor. Los diseños recientes de plantas integradas de hierro y acero demuestran una
tendencia hacia los procesos continuos que utilizan menos enfriamiento y calentamiento
en las interfaces algo que es importante para ahorrar energía y causan menos
contaminación atmosférica e hídrica.
Existe una amplia selección de procesos y equipos para controlar la contaminación. El
mejor método de control y el equipo idóneo, dependerán del volumen y composición de los
contaminantes que deben ser recuperados o descargados al medio ambiente.
14. Conclusiones al termino de esta investigación
Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo
importante que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a
otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el
comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa
manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos
esfuerzos, la verdad este curso de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada
uno de nosotros hemos aprendido como conocer a los materiales por sus propiedades así
como por su tipo, sus estructuras internas y externasconocimiento provechoso

29. 15.BIBILOGRAFIA
www.estructurascristalinas.comhttp://www.cmpl.ipn.mx/Area_Tecnica/Gl
osario.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Material_de_construcci%C3%B3n
http://www.slideshare.net/ignameco/materiales-de-construccin-230573
http://www.slideshare.net/alebruno/clasificacion-de-los-materiales-
presentation
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materiales