Introducción Cª. Materiales

18/02/2012

Tema 1 Introducción a la Ciencia e 
Ingeniería de Materiales:
¿Por qué estudiar Ciencia de Materiales?
 Los materiales son una parte esencial de todos los 

productos y procesos.
 La Ciencia de Materiales provee a los ingenieros y  
científicos del conocimiento requerido para





Seleccionar materiales apropiados;Diseñar materiales adecuados para aplicaciones específicas;
Utilizar materiales de forma adecuada y eficaz con seguridad;
Disponer de estos materiales después de su vida útil.

http://www.whystudymaterials.ac.uk

http://www.doitpoms.ac.uk/

Cuatro principios 
fundamentales
Los principios que rigen el comportamiento de los 
materiales se basan en la ciencia y son comprensibles.
2.Las propiedades de un determinado material se rigen por 
su estructura. El procesamiento puede alterar la 
estructura de maneras concretas y predecibles.
3. Las propiedades de todos los materiales cambian con el 
tiempo y con la exposición al medio ambiente.
4. Al seleccionar un material para una aplicación específica, 
se deben efectuar las pruebas necesarias que garanticen 
que el material seguirá siendo adecuado para la vida útil esperable del producto.
1.

1

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Responsabilidades de un científico 
o ingeniero de materiales
 Comprender las propiedades asociadas a las distintas 

clases de materiales;
 Saber por qué existen estas propiedades y cómo se 

pueden modificar para hacer que un material sea más 
adecuado para una aplicación específica;
 Ser capaz de medir las propiedades más importantes de un material y determinar cómo esas propiedades 
afectarán a su rendimiento;

Responsabilidades (cont.)
 Evaluar las consideraciones económicas que rigen, en 

última instancia, la mayoría de los problemas que 
involucran a los materiales;
 Tener en cuenta los efectos a largo plazo del uso de un 

material específico sobre el medio ambiente.

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18/02/2012Aspectos que afectan al diseño y a 
la selección de materiales
 Si fuese necesario 

reemplazar una tubería 
de cobre en una 
empresa, se debería 
reemplazar con:





Cobre nuevamente?
Acero inoxidable?
PVC?
Otro?

Otros aspectos
 ¿Cómo afecta el coste?
 ¿Qué se hará con el cobre de la conducción que se 

sustituye?







¿Usarlo en otro lugar de la factoría?¿Venderlo como deshecho?
¿Venderlo a otra fábrica?
¿Llevarlo a un centro de reciclaje?
¿Lanzarlo al vertedero?
¿Venderlo en eBay?

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Consideraciones sobre las propiedades 
para aplicaciones específicas
 Uno debe determinar qué propiedades son 

importantes de cara a cada aplicación específica:





¿Coste?
¿Resistencia mecánica?¿Resistencia frente a la corrosión
¿Peso?

 Uno debe también determinar cómo pueden cambiar 

los requerimientos del material a medida que el 
producto evoluciona con el tiempo.

Ejemplo: Evolución de los 
parabrisas de los automóviles
 Hasta 1919, la mayoría de los coches no tenían parabrisas. 

El conductor era salpicado frecuentemente por agua, 
barro, piedras, etc.
Los diseñadores de coches probablemente generaron una 
lista como ésta para el material del primer parabrisas







Debe ser transparente.
Debe ser impermeable al agua.
Debe ser lo suficientemente fuerte como para resistir la ruptura de
impactos menores (grava, granizo, etc).
Debe ser barato como para no alterar el precio del coche.
Debe resistir una variedad de temperaturas.

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18/02/2012La solución: El vidrio
 Pero el vidrio refracta la

luz, distorsionando la
posición de las imágenes.
 El problema se hacía tan

intenso que muchos
automóviles utilizaban
parabrisas divididos, de
manera que el conductor
podía abrir la pieza de
arriba para ver a través.

Nuevos problemas crean nuevas
soluciones
 En 1928 aparece un nuevo proceso que reduce la ...