Este documento presenta los resultados de un experimento que compara las propiedades mecánicas de tres materiales: cerámica (gres), metálico (acero inoxidable) y polimérico (PLA). Se realizaron dos tablas para clasificar los materiales de 1 a 3 en dureza, rigidez, fragilidad, ductilidad y tenacidad basadas en observaciones y datos. Hubo diferencias entre las tablas, lo que indica errores. Se propusieron alternativas de materiales para cada objeto.

1. Javier Extremiana Crespo
PROFESORA: MERCEDES PÉREZ | UNIVERSIDAD DE LA RIOJA
PRÁCTICA 3:
PROPIEDADES
MECÁNICAS Y
MATERIALES
COTIDIANOS
CIENCIA DE MATERIALES

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ÍNDICE
1. MATERIALES EMPLEADOS……………………………………………………………….3
2. OBJETIVOS DEL ENSAYO………………………………………………………………….4
3. RESULTADOS OBTENIDOS.………………………………………………………………5
4. REFERENCIAS………………………………………………………………………………….7

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1. MATERIALES EMPLEADOS
Se necesita tres objetos para realizar esta práctica de tres materiales de
diferentes tipos: cerámico, metálico y polimérico.
- Material cerámico: baldosa de gres de dimensiones 30x30 cm. Se trata de
un material cerámico, formado en un 47% de sílice y en un 38% de alúmina.
Es un material duro y rígido, pero también frágil. Podríamos sustituir el gres
por otros materiales como el terrazo, cuyas características son similares,
pero es más barato; el mármol, que sería mas duro; o la madera, pero hay
que tener en cuenta que es un material que necesita más cuidados y
absorbe la humedad.
- Material metálico: barra de acero inoxidable de 8mm de diámetro y
longitud de 150mm. Es una aleación de carbono y hierro con un
tratamiento anticorrosión. Se trata de un material duro, tenaz y dúctil. Se
podría cambiar el acero inoxidable por titanio, que es resistente a altas
temperaturas; acero estándar, que sería más susceptible a la corrosión; o
hierro, que es más barato.

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- Material polimérico: engranaje de ácido poliláctico (PLA) de 30 mm de
diámetro, 12 mm de espesor y 5 mm de diámetro del agujero pasante. Es el
material que se utiliza en impresoras 3D. Es un material muy dúctil, su
temperatura de fusión es baja y biodegradable. También se podría fabricar
de tereftalato de polietileno, material similar, pero que no es
biodegradable; o de acero, que es mucho más duro y resistente.
- Regla y calibre: son los útiles con los que medimos nuestros objetos para
realizar la práctica.
2. OBJETIVOS DEL ENSAYO
El objetivo de esta práctica es comparar las propiedades mecánicas de los
materiales de los objetos que se han escogido. Primero se hace una
comparación con los objetos, se saca las conclusiones por nuestros propios
medios y se elabora una tabla numerada del 1 al 3 (menor a mayor) que incluye
los tres materiales y las siguientes propiedades: dureza, rigidez, fragilidad,
ductilidad y tenacidad. Se observan y manipulan los objetos hasta que se
finalice la tabla. Posteriormente, se debe buscar los datos pertinentes para
realizar una segunda tabla con el mismo patrón, es decir, comparando de
nuevo las propiedades mecánicas. Así se puede comparar las dos tablas y
analizar los errores, en caso de que lo halla, cometidos. Con la última tabla
tendremos la comparación definitiva de las propiedades mecánicas de los
materiales de los objetos elegidos. Finalmente, se debe proponer un material
para fabricar el objeto mejorando alguna de sus propiedades.

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3. RESULTADOS OBTENIDOS
ACERO INOX. GRES PLA
DUREZA 1 2 3
RIGIDEZ 3 1 2
FRAGILIDAD 3 1 2
DUCTILIDAD 2 3 1
TENACIDAD, Kic 1 2 3
Esta tabla es una comparativa realizada únicamente a partir de la observación
de los materiales. Siendo 1 la capacidad mayor para cada una de las
propiedades y 3 la menor.
A continuación, se buscan datos en tablas, gráficas, convertidores de escalas y
demás recursos los valores reales de estas magnitudes para estos materiales,
teniendo en cuenta su composición, como por ejemplo en el gres, en el que
hacemos la media ponderada de sus dos componentes mayores. Para la
fragilidad, se toman los datos de la ductilidad y se utilizan para comparar
también la fragilidad, ya que cuanto mayor sea la ductilidad, mayor será la
fragilidad.

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ACERO INOX. GRES PLA
DUREZA 250HB 1485HB 15HB
RIGIDEZ 189,6N/m 68,5N/m 2,3N/m
FRAGILIDAD 55% 0% 100%
DUCTILIDAD 55% 0% 100%
TENACIDAD, Kic 60MPa√ 4 MPa√ 1,5 MPa√
Una vez que se tiene los datos reales, procedemos a hacer una segunda tabla
comparativa:
ACERO INOX. GRES PLA
DUREZA 2 1 3
RIGIDEZ 1 3 2
FRAGILIDAD 2 1 3
DUCTILIDAD 2 3 1
TENACIDAD, Kic 1 2 3
Se observa diferencias entre la comparativa realizada con los datos reales, lo
cual quiere decir que se han cometido errores en el análisis de los objetos.
Se propone una alternativa de material para fabricar cada objeto:
- Para la baldosa de gres propongo una baldosa de terrazo, tiene similares
propiedades mecánicas, pero el costo de adquisición es significativamente
menor, que es algo que también hay que tener en cuenta, por lo que creo
que es lo más adecuado para este objeto.
- Para la barra de acero inoxidable, utilizaría el titanio, ya que aunque es
similar en las propiedades mecánicas, es mucho más resistente a altas
temperaturas y, además, es más denso, por lo que la barra sería mucho más
ligero, eso es lo que hace que me decline por el titanio.
- Para el engranaje de ácido poliláctico, me decanto por el acero, esto
significa que será una pieza más pesada, pero será más dura y rígida,
además de ser menos frágil, lo que mejoraría mucho la durabilidad del
engranaje.
4. REFERENCIAS
- Apuntes de la profesora
- http://www.eis.uva.es/~biopolimeros/alberto/pla.htm
- http://hxx.es/2015/03/12/materiales-de-impresion-3d-i-pla-acido-
polilactico/

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- https://www.empresascarbone./pdf/ficha-tecnica-del-acero-inoxidable.pdf
- http://www.qualicer.org/recopilatorio/ponencias/pdfs/0423121s.pdf
- https://ingemecanica.com/tutoriales/tabla_dureza.html#aluminio