2. Índice
1. Metales y aleaciones no 3. Polímeros
férricas ● Clasificación
● Res. Específica ● Grado de polimerización
● Materiales: ● Conformación y técnicas
○ Cu, Al, Mg, Ti de conformado
2. Mat. Cerámicos ● Polímeros termoestables
● No cristalinos 4. Termoplásticos
● Diagramas y conformación 5. Elastómeros
● Técnicas de conformado 6. Residuos
● Tratamientos térmicos y
● RSU
rotura
○ Tratamiento
● TRP
○ Tratamiento
○ Recuperación
3. 1. Metales y aleaciones no férricas
● No tienen como base el Fe
● Como sus aplicaciones están definidas por
la ligereza y la resistencia
Resistencia Resistencia a la rotura
mecánica = ____________________
específica Densidad
4. Cobre (Cu)
● Sin alear: Blando, dúctil, difícil de mecanizar y fácil de
trabajar en frío
● Aleado: mejora de la resistencia mecánica y a la
corrosión. Puede mejorarse mediante acritud y
formación de disoluciones sólidas.
○ Latón(Cu+Zn)
○ Bronces(Cu+Sn[+Al +/Si +/Ni]): Más resistentes que
los latones a la corrosión y la tracción
■ Cojinetes y engranajes con Pb o Si para mejorar
la lubricación
○ Si Impurezas<1% Electrónica (conductividad y
maleabilidad) con Ag o Si para mejorar la dureza. Si
añadimos Pb(P) mejora la maquinabilidad.
5. Aluminio (Al)
● Al y aleaciones :
○ Baja densidad( 2,7 g/cm3), elevada conductividad
eléctrica y térmica y resistentes a la corrosión,
antideflagrantes(aleaciones+2%Be) y dúctiles
● Al->Pto de fusión(657ºC)->Pocas aplicaciones
○ envases y contenedores
● +R. Mecánica(acritud y aleación) = -R. a la corrosión
● Aleaciones:
○ (Cu/Mg/Si/Zn)->+R. Específica y no tóxicos
■ Aviación, envases, carrocerías, culatas,
pistones...
○ metales de baja densidad (Mg/Ti...)
+R. Específica y -densidad
■ Medios de transporte
6. Magnesio (Mg)
● Baja densidad(1,74g/cm3)
● Difícil de deformar a temperatura ambiente, por lo tanto el
conformado se lleva a cabo entre los 200 y 350ºC
● Químicamente inestables (susceptibles de corrosión
marina pero relativamente resistentes a la corrosión
atmosférica
● Más caro que el Al(Inflamable al contacto con el aire, en
estado líquido, por lo que se le aplica una capa protectora de
fundentes)
● Aguanta la fatiga peor que el Al
● Aleaciones (Al/Zn/Mn):
○ forjables
○ Moldeables
○ Aviones, armamento, ruedas...
7. Titanio (Ti)
● Baja densidad (4,5 g/cm3) y pto de fusión elevado
(1668ºC)
● Reacciona mucho con otros materiales a altas
temperaturas (técnicas de moldeo y afino)
● Aleaciones:
○ Muy dúctiles y resistentes, y fáciles de forjar
○ elevada resistencia a la corrosión por agentes marinos,
atmosféricos y productos industriales
○ Fabricación de aviones, vehículos espaciales, indústrias
químicas
8. 2. Materiales cerámicos
● Duros, frágiles, alto punto de fusión, baja conductividad
térmica y eléctrica, estabilidad térmica y química,
resistentes a la compresión
● Tradicionales: arcilla, sílice y feldespato
● Utilizados en ingeniería(compuestos muy puros):
○ Alúmina(Al2O3)
○ Carburo de silicio (SiC)
○ Nitruro de silicio(Si3N4)
9. Materiales cerámicos no cristalinos
● Vidrios
○ Se enfrían sin cristalizar
○ Vidrios de silicato (Si(l) + Óxidos intermediarios[Pb/Al] o
Modificadores[ CaO/Na2O]):
■ Los modificadores se utilizan para reducir la viscosidad, o
bajar el pto de fusión.
○ Vidrios modificados de silicato:
■ Los modificadores rompen la red de Si cuando la relación
O-Si se incrementa significativamente, cambiando la
estructura molecular del resultado
○ Vidrios no silicatados:
■ Producidos a partir del BeF2 , GeO2 , fosfato de Al o de B
10. Diagramas de fases y conformación
● Diagramas de fases:
○ Soluciones sólidas , capas de miscibilidad y reacciones
de tres fases
○ Regla de las fases y de la palanca
● Conformación:
○ 3 etapas:
■ Preparación del material
● Materias primas en función de los requisitos
● Aglomeración (menos vidrios y hormigones)
● Se pueden añadir otros constituyentes
■ Moldeado o fundido(conformado)
■ Tratamiento térmico por secado u horneado
11. Técnicas de conformado I
● Prensado en seco(productos refractarios y
componentes electrónicos)
○ Se compactan el polvo de las materias primas con agua
o pegamentos orgánicos, después se calientan
(sinterizado)
● Compactación Isostática(aislantes, crisoles,
herramientas de carbono)
○ Se compactan desde todas las direcciones y
posteriormente se calientan
● Compresión en caliente(alta densidad y propiedades
mecánicas optimizadas)
○ Presiones unidireccionales+isostáticas+tratamientos
térmicos
12. Técnicas de conformado II
● Moldeo en barbotina:
○ Preparación de la barbotina(material cerámico en polvo +
[arcilla +agua])
○ Moldeo en molde poroso para que el material se adhiera
a la pared
○ Retirar el exceso de barbotina o dejar el molde lleno
○ Dejar secar dentro del molde y desmoldar
○ Sinterizado
● Extrusión(ladrillos, tejas, aislantes eléctricos)
○ En estado plástico, extrusionar a través de un troquel de
embutir
13.
14. Tratamientos térmicos y rotura
● Tratamientos térmicos:
○ Secado y eliminación del aglutinante
■ El agua se elimina a 100ºC y los aglutinantes de 200 a
300ºC
○ Sinterización(Producto poroso a compacto)
■ Se aplican al producto en polvo altas presiones y altas
temperaturas sin llegar al pto de fusión
○ Vitrificación(porcelanas)
■ Mientras se trata a altas temperaturas se añade una fase
vítrea
● Rotura:
○ Las cerámicas suelen ser poco tenaces y presentan el
fenómeno de fractura frágil
Tensión Max(sin grieta)=2·tensión(con grieta)· (ancho/radio)1/2
15. Polímeros
● Moléculas gigantes de monómeros(Cuanto más
grandes, más resistente y rígido y mayor punto de
fusión)
● Ligeros, resistentes a la corrosión, aislantes
eléctricos
● Poca resistencia mecánica y no son adecuados
para usarlos a altas temperaturas
16. Clasificación
● En función del mecanismo de reacción de
polimerización:
○ Por adición(uniendo moléculas simples con enlaces
covalentes)
○ Por condensación(mediante reacción química que
produce un producto colateral[agua])
● En función de la estructura:
○ En cadena(largas cadenas de monómeros formadas por
adición o condensación)
○ En red(estructuras reticulares tridimensionales formadas
con enlaces cruzados mediante adición o condensación)
● En función del comportamiento frente al calor:
○ Termoplásticos, Elastómeros o Termoestables
17. Grado de polimerización
● Describe la longitud de promedio a la que
crece una cadena Grado
de
Masa mol pol
=____________
● Si solo hay un monómero: polimerización Masa mol mon
● Si hay más de uno se calcula la masa
molecular promedia:
M=∑fr mol de mon · M mol
● Si se forman por condensación:
M=∑(fr mol de mon · M mol)- Masa producto secundario
18. Conformación y técnicas I
● Solo los polímeros termoplásticos se pueden volver a
conformar
● Técnicas de conformado de polímeros termoplásticos
○ Extrusión(formas sólidas, películas, hojas,
recubrimientos) Se fuerza a pasar el termoplástico
caliente por una boquilla
○ Por Soplado(formas huecas) Se introduce en un molde y
mediante gas a presión se consigue la forma
○ Por inyección: Se funde y hace entrar a presión en un
molde mediante un émbolo o tornillo sin fin
○ Al vacío:Se colocan láminas sobre un molde con
mecanismo de vacío, que aplasta la lámina contra el
molde, cogiendo esta la forma
19. Técnicas de conformado II
● Hilado: Se fuerza a pasar el polímero por una boquilla
con agujeros del tamaño deseado
● Por Compresión: Se coloca el material sólido en un
molde caliente y se aplican altas presiones hasta que
coge la forma del molde y se endurezca
● Calandrado(láminas PVC) Se utilizan rodillos para
generar una capa fina de polímero
● Por Transferencia: Se calienta en un intercambiador y
se inyecta en un molde
20.
21. Termoplásticos I
● Polietileno,PE(Contenedores, aislantes electricos,
materiales químicos, empaquetamientos...): Entre
transparente y blanquecino, se pueden obtener
derivados mediante colorantes
○ LDPE(Baja densidad)
○ HDPE(Alta densidad)
○ Bajo coste de producción(Gran tenacidad a Tª ambiente
y baja, flexibilidad, res. a la corrosión, aislante)
22. Termoplásticos II
● Cloruro de polivinilo, PVC
○ Segundo más empleado(Res. Química, gran cantidad de
derivados con diversas propiedades)
○ Aditivos: plastificantes, estabilizadores de calor,
lubricantes, productos de relleno y pigmentos.
○ Sin aditivos: Dificil de procesar y baja res. Al impacto.
Tuberías, ventanas,cables...
○ Con aditivos plastificantes: mejora la elasticidad,
flexibilidad y extensibilidad. Revestimientos, paredes,
zapatos, bolsas...
23. Termoplásticos III
● Polipropileno, PP(Productos manufacturados:para el
hogar, botellas, bolsas...):
○ Resistencia química y al calor, baja densidad, dureza
superficial y flexibilidad
● Polimetilmetacrilato, PMMA, "Plexiglás" (Acristalar
aviones, embarcaciones, lunas, pantallas, gafas...):
○ Duro, Rígido, transparente y resistente a los agentes
atmosféricos
● Poliamidas, Náilones:(Coginetes, soportes, piezas de
alto impacto....)
○ Soporte de carga a elevadas temperaturas, tenacidad,
baja fricción, resistencia química.
24. Termoplásticos IV
● Policarbonatos:(pantallas de seguridad, levas,
engranajes, cascos, propulsores...)
○ Transparente, alta resistencia, tenacidad y estabilidad
dimensional, aislantes térmicos
● Poliésteres:(Bombas, válvulas, rotores, controles de
inyección, medidores de velocidad...)
○ Baja absorción de humedad, aislantes y resistentes a
productos químicos.
25. Elastómeros
● Caucho natural: Se obtiene mediante el vulcanizado del
látex
○ Resistencia a la tracción baja y alta elongación
● Neopreno, Caucho sintético: (Cables, alambres,
mangueras...)
○ Mala flexibilidad a bajas temperaturas y resistente
frente a gasolinas y aceites
● Cauchos de silicona, Silicon: (Selladores, juntas,
aislante eléctricos...)
○ Pueden ser usados entre -100 y 250ºC
26. Polímeros termoestables I
● Fenólicos: (Interruptores, relés, tiradores, adhesivos,
fundiciones...)
○ Bajo coste y fácil de moldear, pero limitado al color
negro y marrón
○ Aislante térmico y eléctrico, elevada dureza, rigidez
y resistencia química
● Resinas epoxi: (Lubricantes, recubrimientos protectores
y adhesivos...)
○ Elevada movilidad(Bajo peso molecular), buena
capacidad de adhesión, resistencia química,
mecánica y dieléctrica.
27. Polímeros termoestables II
● Poliésteres insaturados:(paneles de automóviles,
prótesis, cascos, tuberías, tanques...)
○ Baja viscosidad, susceptibles de ser reforzados y
rellenados hasta con un 80% de fibra de vidrio
reforzada
28. Residuos
● Las concentraciones humanas producen toneladas de
residuos que no pueden ser devueltos a la naturaleza,
estos son los Residuos Sólidos Urbanos.
● Las actividades económicas producen otro tipo de
residuos, cuyo tratamiento es más peligroso, pues
producen daños al medio y la salud de las personas,
son los Residuos Tóxicos y Peligrosos
29. RSU
● Clasificación:
○ Según el origen(Domésticos, Industriales
asimilables a urbanos, Restos de la construcción,
Objetos de gran tamaño)
○ Según el tipo (Plásticos, Maderas, tejidos, Papel y
cartón, Materia orgánica fermentable, tierra y
cenizas, vidrio, Envases metálicos)
○ Según sus propiedades( Fermentables, inertes,
inflamables, tóxicos, corrosivos)
30. Tratamiento de los RSU I
● Vertedero controlado: Se depositan en parcelas
delimitadas por franjas de tierra, se compactan y cubren con
tierra formando capas, ha de preverse un sistema de drenaje
de lixiviados y chimeneas para los gases. Una vez lleno se
cubre de tierra vegetal y se puede utilizar como espacio
público.
● Incineración: Permite una mayor reducción del volumen de
los residuos pero es caro mantenerla. Presenta el problema
de la eliminación de los gases nocivos de la combustión.
● Compostaje: La materia orgánica se tritura y se coloca en
un digestor. El resultado (compost) sirve de abono.
31. Tratamiento de los RSU II
● Producción de metano: Se aprovecha el metano generado
en la descomposición para generar energía eléctrica o se
envía a la red general.
● Reciclado de materiales: Se recuperan principalmente, el
papel vidrio, aluminio, hierro y otros materiales no ferrosos.
RSU reciclables: 25% papel, 5% vidrio, 1%Al, 8-10%
plásticos(termoestables)
● Técnicas de separado y reciclado: En origen(distintos
contenedores),en plantas recuperadoras(más caro), recogida
selectiva (separarlo todo en casa antes de tirarlo)
32. RTP
● Biocidas y productos ● Aceites y sustancias
fitosanitarios(insecticidas, aceitosas minerales
alguicidas, fungicidas, (grasas, aceites para
herbicidas...) limpiar motores...)
● Disolventes, ● productos con PBV y
(hidrocarburos, clcogoles, PTC
éteres, cetonas....) ● Tintes, colorantes, lacas
● Sales de temple y barnices
cianuradas ● Resinas, Partículas y
● Catalizadores, lodos, polvos metálicos
baterías, escorias y ● Explosivos
cenizas ● Jabones, sustancias
inorgánicas sin metales
33. Tratamiento de los RTP I
● Incineración: Destrucción térmica a altas temperaturas
en un medio oxidante.
○ El calor se utiliza para generar energía.
○ Residuos susceptibles de ser incinerados: cianuros
sólidos, sólidos y lodos orgánicos.
○ Necesitan mecanismos de control para los gases, ya
que son altamente nocivos.
■ Cámaras de postcombustión
■ Lavadores de gases
34. Tratamiento de los RTP II
● Tratamiento físico-químico:
○ Lechadas de cal residuales
○ Baños alcalinos metálicos, con sales metálicas,
clorhídricos y sulfúricos gastados, cianurados y con
cromatos
○ Producen gran cantidad de lodos que se almacenan
en depósitos de seguridad.
○ Tratamientos alternativos
■ Físicos(compuestos fijadores de metales,
extracción de geles reversibles...)
■ Químicos(hidrólisis, decoloración u oxidación por
agua supercrítica
35. Tratamiento de los RTP III
● Depósitos de seguridad: Vertedero emplazado en
terrenos geológicos destinados al almacenamiento de
RTP con el fin de que no afecten ni al medio, ni a la
salud de los seres vivos.
○ Impermeabilizan los residuos durante extensos
períodos de tiempo
○ Ha de tener un adecuado sistema de
imermeabilidad y drenaje
36. Recuperación de los RTP
● Ventajas:
○ Pueden utilizarse como fuente de energía
○ Pueden ser reutilizados, lo que conlleva un ahorro
○ Protección del medio ambiente
○ Se genera empleo
● Gestión de aceites usados(aceites industriales con
base mineral y lubricantes)
○ Hasta ahora se ha regenerado aprox un 40%, el resto se
ha vertido o quemado de forma no controlada
○ El vertido incontrolado origina graves problemas de
contaminación
○ Tratamiento:
■ Regeneración de aceites base
■ Combustión
