Este documento describe las propiedades mecánicas de tres objetos: una arandela de aluminio, un vaso de vidrio y una goma de borrar de caucho. Detalla las propiedades de resistencia, dureza, elasticidad, plasticidad, tenacidad y fragilidad de los metales y cómo estas propiedades varían entre los materiales metálicos, cerámicos y poliméricos. También sugiere posibles sustitutos para cada objeto basados en sus propiedades mecánicas.

1. PRÁCTICA 2- PROPIEDADES MECÁNICAS
Hecho por: Francisco Javier Imaz Lorente, el 9/11/13
1)
Para realizar esta actividad hemos elegido 3 objetos que son los siguientes: una arandela
de aluminio (metal), vaso de vidrio (cerámico), goma de caucho (polímero).
Objeto 1: Propiedades mecánicas de los metales.
Resistencia: Capacidad de soportar una carga externa si el metal debe soportarla sin
romperse se denomina carga de rotura y puede producirse por tracción, por compresión,
por torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura (kg/mm²) para cada uno
de estos esfuerzos.
Dureza: Propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal
bajo la acción directa de una carga determinada. Los ensayos más importantes para
designar la dureza de los metales, son los de penetración, en que se aplica un penetrador
(de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presión y un tiempo
determinados, a fin de dejar una huella que depende de de la dureza del metal, los
métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.
Elasticidad:
Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha
deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que puede soportar un metal sin
sufrir una deformación permanente. Su determinación tiene gran importancia en el
diseño de toda clase de elementos mecánicos, ya que se debe tener en cuenta que las
piezas deben trabajar siempre por debajo del límite elástico, se expresa en Kg/mm².
Plasticidad: Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a
romperse.
Tenacidad: Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal. La
tenacidad requiere la existencia de resistencia y plasticidad.

2. Fragilidad: Propiedad que expresa falta de plasticidad, y por tanto, de tenacidad. Los
materiales frágiles se rompen en el límite elástico, es decir su rotura se produce
espontáneamente al rebasar la carga correspondiente al límite elástico.
Resiliencia: Resistencia de un metal a su rotura por choque, se determina en el ensayo
Charpy.
Fluencia: Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la
acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas. Esta deformación lenta, se
denomina también creep.
Fatiga: Si se somete una pieza a la acción de cargas periódicas (alternativas o
intermitentes), se puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las que
producirían deformaciones.
Otro materiales para el mismo objeto: nylon (aplicaciones industriales), acero
inoxidable (construcciones, aplicaciones industriales..), cobre (aplicaciones
industriales).
Objeto 2: Propiedades mecánicas del vidrio:
RESISTENCIA MECANICA
El vidrio siempre rompe por tensiones de tracción en su superficie.
Resistencia a la tracción
• Varía según la duración de la carga y oscila entre 300 y 700 K/cm2. Para cargas
permanentes, la resistencia a la tracción del vidrio disminuye en un 40%. A mayor
temperatura menor resistencia a la tracción. Depende del estado de los bordes del vidrio.
El borde pulido brillante es el más resistente, le sigue el borde arenado y por último el
borde con un corte neto realizado con una rueda de carburo de tungsteno.
Resistencia a la compresión
• 10.000 Kg/cm2, aproximadamente es el peso necesario para romper un cubo de vidrio
de 1 cm de lado.
Módulo de rotura: La rotura del vidrio a compresión es prácticamente imposible ya que
su resistencia es muy elevada
• Vidrios recocidos 350 a 550 Kg/cm2
• Vidrios templados 1850 a 2100 Kg/cm2
Módulo de trabajo para:
• Vidrio recocido, carga momentánea 170 Kg/cm2
• Vidrio recocido, carga permanente 60 Kg/cm2
• Vidrio templado 500 Kg/cm2

3. Otros materiales para el mismo objeto: El interior está hecho de polipropileno y el
exterior de elastómeros termoplásticos.(para vasos térmicos), polipropileno
(biodegradables), papel (aeropuertos, lugares públicos…)
Objeto 3:
mecánicas del caucho.
La tensión requerida para romper la muestra representa la resistencia a la
tracción del material.
Elongación es un tipo de deformación. La deformación es simplemente el cambio en la
forma que experimenta cualquier cosa bajo tensión. Cuando hablamos de tensión, la
muestra se deforma por estiramiento, volviéndose más larga. Obviamente llamamos a
esto elongación
Desgaste: es la perdida de material producida por la fricción con otra superficie.
La resistencia al Desgarro: pretende medir la resistencia de un artículo de goma a que se
produzca o propague una laceración bajo los esfuerzos que ha de soportar en servicio o
en el propio proceso de fabricación.
Otros materiales para el mismo objeto: titinilio, plástico extraído del tratamiento
del titanio y vinilo (gomas de borrar), Termoplásticos (gomas cristal) , caucho sintético
poco flexible (factice), (gomas de borrar)
2)
Materiales
Propiedades
mecánicas
Dureza
Rigidez
Tenacidad
Fragilidad
Ductilidad
Arandela de
Aluminio
Metal
2
2
1
3
1
Vaso de cristal
Vidrio
Cerámico
1
1
3
1
3
Goma de borrar
Caucho
Polímero
3
3
2
2
2

4. En este grafico podemos observar que la
tenacidad del metal es mayor que la de los
polímeros y la de los cerámicos.
En esta grafica se puede
apreciar que el material
más duro es que los
materiales cerámicos son
los más duros seguidos por
los metales y los menos
duros los polímeros

5. En esta tabla podemos
observar la ductilidad y
fragilidad de los materiales,
cuanto más dúctil sea un
material más frágil es y
viceversa, los materiales
cerámicos son los menos
dúctiles por lo tanto serán los
más frágiles, seguidos de los
polímeros y los mas dúctiles
son los metales siendo los
menos frágiles
3)
Arandela de aluminio cambiaria a cobre para hacerla más resistente que el aluminio
También la podríamos hacer de silicona para que tuviera una mayor estabilidad a
temperaturas extremas y flexibilidad a bajas temperaturas además de una mayor
resistencia a la compresión, a la luz solar y a la humedad, como son de carácter inerte se
utilizan mucho en medicina y en las industrias alimentarias.
Vaso de cristal cambiaria a papel/cartón para poder hacerlo más económico aunque
tuviera una vida útil mucho menor, también lo haría de polipropileno que es el plástico
o de los plásticos menos contaminantes del planeta para poder hacerlo más ecológico y
contaminar menos y contribuir un poco con el medio ambiente.
Goma de borrar de caucho le añadiría virutas minúsculas de metal para que pueda limar
la superficie del papel, consiguiendo que borre tinta, bueno mejor dicho, borran tinta
porque lijan una capa superficial de la hoja de papel.