IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES EN LA INGENIERIA INDUSTRIAL

RESEÑA

A través de la historia de la humanidad la relación entre el hombre y los diversos materiales ha sido muy estrecha.

Si analizamos la edad de piedra o a la edad de hierro, la creación de nuevos materiales se basaba principalmente en la fabricación de utensilios y herramientas de hierro, y de allí el nacimiento de la metalurgia. Sin embargo con el pasar de los años, el uso de los materiales ha ido en aumento.

Con la llegada de la Revolución industrial las maquinas comenzaron por ser la base de la economía, cosa que persiste hasta hoy en día. Por ello las maquinas han ido cambiando con el pasar del tiempo y estos materiales han ido cambiando y transformando su origen, por ejemplo hasta el siglo XIX la importancia de los materiales se basaba en sus propiedades mecánicas, es decir que tanto resiste un material a la fuerza que se puede aplicar sobre él.

Actualmente la importancia radica en sus propiedades electrónicas, estas evalúan la forma en que los electrones de un material reaccionan a una excitación.

Entre estas propiedades se incluyen: Propiedades eléctricas, Propiedades magnéticas,

Propiedades ópticas, Propiedades térmicas.

Todas estas tienen que ver con campos eléctricos, calor y campos electromagnéticos. Todos los productos fabricados por las industrias y que conforman parte de nuestra vida diaria están fabricados por lo menos, por un material y, frecuentemente de varias clases de ellos. Automóviles, aviones, juegos, entre otros artículos cotidianos, se fabrican eligiendo el material que mejor se adapta al su uso final. No obstante la gran diversidad de materiales existentes, se pueden clasificar en cinco grandes grupos: Métales, Cerámicos, Polímeros, Semiconductores Compuestos.

De allí la importancia de esta evolución que influye en nuestra vida cotidiana con todo lo que usamos y transformamos para facilitar la convivencia diaria en la sociedad.

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1. Propiedades Eléctricas, Magnéticas, Ópticas y Térmicas

*Propiedades Eléctricas: Describen el comportamiento eléctrico del metal, el cual en muchas ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico. Existe también el comportamiento dieléctrico, propio de los materiales que impiden el flujo de corriente eléctrica, que va más allá de simplemente proporcionar aislamiento.

Las propiedades magnéticas de los materiales don las siguientes:

-Materiales conductores

-Materiales aislantes

-Materiales semiconductores

*Propiedades Magnéticas: Estos materiales son aquellos que poseen una forma especializada de energía que está relacionada con la radiación electromagnética, y sus propiedades y estructura se distinguen de los demás por las características magnéticas que poseen.

Las propiedades magnéticas de los materiales don las siguientes:

-Permeabilidad magnética

-Susceptibilidad magnética

-Diamagnéticos

-Paramagnéticos

-Ferromagnéticos

-Ferromagnéticos

*Propiedades Térmicas: son las que determinan el comportamiento de los materiales frente al aumento de temperatura, es decir, el comportamiento de éstos frente al calor.

Las propiedades térmicas de los materiales son las siguientes:

-Conductividad térmica

-Resistividad térmica

-Dilatación térmica

-Contracción térmica

-Fusibilidad

*Propiedades Ópticas: son las que se ponen de manifiesto al incidir sobre ellos la luz. Las propiedades ópticas y/o estéticas se pueden definir también como aquellas que se perciben con el sentido de la vista.

Los materiales se pueden clasificar a este respecto en:

-Materiales transparentes

-Materiales opacos

-Materiales Translucidos.

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2. Propiedades de los materiales

Debemos mencionar brevemente algunas de las propiedades más importantes que todo ingeniero debe saber dentro de cualquier material.

* Dureza: la dureza se relaciona con la capacidad que tiene un material de soportar esfuerzos sin deformarse permanentemente.

* Tenacidad: tiene que ver con la capacidad de un material para absorber energía sin romperse.

* Conductividad eléctrica: esta se refiere a saber la medida con la cual un material puede transportar energía eléctrica.

3. Clasificación de los Materiales

Existen diversos grupos de materiales entre los más importantes se encuentran:

*Métales: Pueden encontrarse como puros y aleados. Poseen una buena conductividad eléctrica, alta resistencia y ductilidad. Los más comunes en Ingeniería son los aceros, cobre, aluminio y níquel.

*Cerámicos: Tienen una baja conductividad, son aislantes fuertes y duros, y, por lo tanto, frágiles. Su uso está en expansión gracias a nuevas técnicas de procesamiento. Los más comunes son el ladrillo, vidrio, porcelana y abrasivos.

*Polímeros: Son plásticos con grandes estructuras moleculares de cadenas repetidas de una molécula básica. En general, presentan propiedades como baja conductividad eléctrica y térmica, baja resistencia mecánica; sin embargo, necesitan muy poca energía para ser manufacturados por lo que su costo se reduce y su uso ha incrementado.

*Semiconductores: Se usan en aplicaciones electrónicas y de sensores. Su conductividad eléctrica puede regularse. Uso en transistores, diodos y circuitos integrados. Los más comunes son el silicio, germanio y galio.

*Compuestos: Se combinan dos o más materiales con el objeto de obtener una combinación de las propiedades de ambos; por ejemplo, la combinación de un material dúctil y flexible (acero) y un material rígido (cemento) para obtener un material que soporte pesadas estructuras (concreto).

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4. Estructuras de los Materiales

La estructura de los materiales puede ser considerada en tres diferentes niveles, dependiendo de la magnificación empleada.

*Nivel atómico: En este nivel se describe el comportamiento y la forma en que se unen los átomos.

*Nivel cristalino: Algunos materiales como semiconductores, cerámicos, polímeros,

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