FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN A SUS PROPIEDADES

FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN A SUS PROPIEDADES:

El comportamiento y propiedades de un material pueden verse afectadas por algunos factores ambientales a los que el material va a estar sujeto. Especial atención es preciso dedicar a la temperatura y a la corrosión.

TEMPERATURA:

Los cambios de temperatura pueden alterar bruscamente algunas propiedades de los materiales. Una de las propiedades que más frecuentemente se ve afectada es la resistencia, que habitualmente disminuye drásticamente al aumentar  la temperatura. Así muchos metales y aleaciones que han sido endurecidos mediante determinados tratamientos térmicos pueden perder su dureza al ser calentados. Las altas temperaturas también pueden provocar cambios estructurales en los materiales cerámicos y por  tanto modificar sus propiedades. Son, sin embargo, los polímeros los más afectados por la temperatura, dado que a temperaturas relativamente bajas pueden fundir o descomponerse. Por otra parte, las bajas temperaturas causan generalmente un fuerte incremento de la fragilidad de metales y polímeros.

El diseño de materiales que resistan cada vez mayores temperaturas es esencial en el desarrollo de muchas tecnologías. Un ejemplo muy evidente lo tenemos en la industria aeroespacial. Cuanto mayor es la velocidad que alcanza un aparto mayor es el calentamiento que sufre su superficie debido a la fricción del aire, y por otra parte, cuanto mayor es la temperatura a la que opera el motor, mejor es el rendimiento del combustible. Por tanto, el desarrollo de la aviación está íntimamente ligado a la obtención de nuevos materiales que resistan mejor la temperatura.

Uno de los efectos del calor que acompaña a la radiación solar sobre las propiedades

físico-químicas del sustrato (agua), es la estratificación vertical de cuerpos del agua

lenticos, por diferencias en densidad y temperatura. La luz solar calienta las aguas

cercanas a la superficie, generando una capa de agua tibia y menos densa sobre una

capa de agua más fría y densa.

A una presión parcial (p) constante, la solubilidad de un gas disminuye según aumenta la

temperatura y viceversa. Dicha relación inversa nos permite generalizar que las aguas

frías tienden a contener una mayor concentración de gases en solución que aguas cálidas.

Los aspectos más importantes en el comportamiento mecánico de los metales son:

1. La ductilidad, que es la propiedad de soportar grandes deformaciones plásticas para producir

piezas útiles,

2. La resistencia mecánica, que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin

Romperse.

Ambas propiedades son fuertemente dependientes de la temperatura a la cual se realiza la prueba.

En general la resistencia disminuye y la ductilidad se incrementa al aumentar la temperatura de prueba.

Los metales con estructura c ̇bica centrada en el cuerpo y hexagonal compacta presentan casi

Siempre una transición abrupta en su comportamiento mecánico. Por encima de un cierto rango de

temperaturas son dúctiles y frágiles a temperaturas inferiores. Se presenta lo que se denomina

temperatura de transición ductil-fragil. Esta temperatura oscila entre 0.1 y 0.2 TH.

 CORROSION:

El exigeno y otros gases, especialmente a altas temperaturas, pueden afectar gravemente a muchos de los materiales. Asi los metales y las cerámicas pueden desintegrarse mientras que los polímeros se vuelven quebradizos. Los liquidos corrosivos e incluso las bacterias también pueden atacar a un material provocando una prematura rotura.

Una característica importante de los procesos de corrosión es que los eventos ocurren espontáneamente en la naturaleza, en términos termodinámicos, esto equivale a decir que la variación de energía libre (∆G0) de la reacción global es menor que cero.

La corrosión ordinaria, es un proceso redox por el cual los metales se oxidan por medio del oxígeno O2 , en presencia de humedad. El oxígeno en estado gaseoso es un agente oxidante, y la mayoría de los metales tienen potenciales de reducción menores que éste, por lo tanto son fácilmente oxidables.

Se sabe que la oxidación de  los metales tiene lugar más fácilmente en puntos donde la tensión es mayor (donde los metales son más “activos”). Así, un clavo de acero, que en su mayor parte es hierro, se corroe primero en la punta y en la cabeza. Un clavo doblado se corroe más fácilmente en el recodo.

Un punto de tensión en un objeto de acero actúa como ánodo donde el hierro se oxida a iones Fe2+ y se forman hendiduras. Los electrones producidos fluyen a través del clavo hacia las áreas expuestas al O2. Estas actúan como cátodos donde el O2(g) se reduce a iones hidróxido, (OH)-:

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