Introduccion al Estudio De materiales

Universidad Torcuato Di Tella. Arquitectura y Tecnología.

Introducción al estudio de
los materiales
Dr. Ing. Raúl Zerbino
LEMIT

PRESENTACIÓN
Estudio de los materiales
Contenidos:
– tipos de materiales y conceptos actuales de ciencia
de materiales, fiabilidad estructural y vida en servicio
– comportamiento mecánico de diversos materiales y
significado de cargas y desplazamientos,tensiones y
deformaciones, y otras propiedades
– tipos de solicitaciones, la vinculación entre estructura
y comportamiento mecánico y mecanismo de rotura
– significado del ensayo de un material

PRESENTACIÓN
Estructura de las clases
– Desarrollo de temas (1 a 3)
– Trabajos de laboratorio (4 y 5)
– Taller de discusión (6)

Objetivo general:
• brindar bases para comprender elcomportamiento de los materiales y analizar los
principales requerimientos para su correcta
aplicación y desempeño.

Estudio de los materiales
• Ensayo de materiales (estudio y ensayo – conocimiento)
– Complementar estudios de mecánica
– Determinar propiedades (selección de materiales)
– Control de calidad

• Tecnología de materiales
• Ciencia e Ingeniería de materiales

Desarrollo detecnología y diseño estructural
100000

C o s to ( U $ S /to n )

10000

T it a n io
A lu m in io

N y lo n

1000

A c ero

V id r io
P o lie t ile n o

M adera
L a d r illo s

100

H o r m ig ó n
10
1

10

100

1000

10000 100000 1E+06

P r o d u c c i ó n a n u a l ( m i l e s to n )

1E+07

1E+08

Desarrollo de tecnología y diseño estructural
nuevosmateriales en el último siglo

Variación en peso (%)

Materiales componentes de un automóvil
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1975

aceros
hierro
plásticos
aluminio
otros metales
caucho y vidrio
fluidos y lubricantes
otros materiales
1980

1985
año

1990

1995

Desarrollo de tecnología y diseño estructural
Nuevos materiales y su impacto ambiental
Qué hacercon los residuos?
• volumen acumulado o generado, costos,
legislación, requisitos técnicos, costumbres, etc.
• mayor interés
– aporte de un valor agregado
– se regula el uso o disposición

Desarrollo de tecnología y diseño estructural
Aprovechamiento o disposición de desechos o
subproductos en la construcción civil
• adiciones minerales en el cemento y en HAV
• combustibles en lafabricación del cemento
• residuos de construcción y demolición, hormigón con
agregados reciclados y materiales de baja resistencia controlada

• otros residuos: arenas y escorias de fundición, vidrio, residuos de
la industria de la madera, del papel, del cuero, neumáticos, cenizas
de residuos patogénicos, etc.

Tipos de materiales
• Materiales simples
– Metales
– Polímeros
– Cerámicos• Materiales compuestos

Polímeros
• significa etimológicamente muchas piezas
• formados por largas cadenas de moléculas orgánicas.
• polímeros: elastómeros y plásticos.
En general son malos conductores de la electricidad
Existen cerca de 50 familias básicas de plásticos.
blandos: espuma de poliuretano a duros: la melamina,
transparentes: policarbonato y opacos: fenólicos,resistentes al calor: siliconas o que se ablandan con agua
caliente: polietileno
más livianos que el agua: polipropileno o más pesados que el
acero: algunos productos compuestos con epoxi.

Propiedades
Físicas, térmicas, eléctricas, magnéticas y
acústicas, mecánicas, de transporte, etc.
– densidad, porosidad, calor específico, conductividad,
expansión térmica, punto de fusión
– absorción,permeabilidad, resistencia a la corrosión,
resistencia al congelamiento y deshielo, inflamabilidad
– estabilidad dimensional
– resistencia, rigidez, elasticidad, ductilidad, fragilidad,
tenacidad, dureza

Fiabilidad estructural
• Seguridad - Resistencia:
capacidad de sobrellevar las cargas durante su
construcción y vida en servicio.

• Aptitud en servicio - Deformabilidad:
comportarse...