Materiales no férreos. Ciclo de utilización

Metales y aleaciones no férreas . Obtención y elaboración. Residuos. Tratamientos.

Antonio Vives

Metales y aleaciones no férricas

En muchas ocasiones se requiere de los materiales que además de tener determinada resistencia mecánica o dureza, que además sea ligero u otra determinada característica, entonces hay que recurrir a otro tipo de material que no sea el acero.

Entendemos resistencia mecánica especifica como la relación entre la resistencia a la rotura y la densidad del material.

Rme= Resistencia rotura/ densidad

Cobre Características:

Blando Dúctil Fácil de mecanizar Buena capacidad para ser trabajado en frío Resistente a la corrosión Buen conductor eléctrico Buen conductor térmico

Principales aleaciones Latón. Cu+Zn. Bronce. Cu+Sn, también puede contener Al,

Si y Ni. Son mas resistentes que los latones y se emplean cuando se requiere elevada resistencia a la corrosión y buena resistencia a la tracción y al desgaste.

Aplicaciones: Conductores eléctricos. Tuberías Cojinetes Canalones Calderería y soldadura

cobre

latón

bronce

Aluminio Características:

Baja densidad = 2,7g/cm3

Dúctil Baja temperatura de fusión 657ºC Buena capacidad para ser trabajado

en frío, hasta convertirlos en papel Resistente a la corrosión Buen conductor eléctrico Buen conductor térmico

Principales aleaciones Sus propiedades mejoran

sustancialmente en las aleaciones, sobre todo con magnesio y titanio. Aumentando sobre todo su resistencia mecánica especifica, dado lugar a gran diversidad de productos.

Aplicaciones: Conductores eléctricos. Carpintería Envases Canalones Calderería y soldadura

Magnesio Características:

No se encuentra en la naturaleza en estado libre Densidad muy baja, la menor de los metales

1,74g/cm3 No se puede deformar en frío Altamente inflamable.

Principales aleaciones Sus principales aleaciones son con aluminio,

cinc y manganeso. Sus aleaciones se clasifican en moldeables y

forjables. Aplicaciones:

Fabricación de materiales refractarios. Fabricación de piezas de aviones. Fabricación de ruedas Polvo de magnesio para gimnastas.

Titanio Características:

Baja densidad = 4,5g/cm3 Dúctil Elevada temperatura de fusión 1668ºC Buena capacidad para ser trabajado en frío,

hasta convertirlos en papel Resistente a la corrosión Fácilmente forjable Reacciona fácilmente con otros metales a

altas temperaturas Principales aleaciones

Se utiliza como elemento de aleación en gran diversidad de productos. Con Al, Sn, Cr, etc.

Aplicaciones: Prótesis quirúrjicas Piezas de aviones y vehículos espaciales Industrias petroquímicas Herramientas

Materiales cerámicos

Son compuestos o soluciones complejas, sus átomos se unen mediante enlaces iónicos y. covalentes.

El grupo más representativo de estos son los vidrio, que en cierta manera se asemeja a un líquido subenfriado. Pueden ser: Vidrios de silicato. Vidrios modificados de

silicato Vidrios no silicatados.

Conformación materiales cerámicos

Preparación del material. Los materiales cerámicos están formados por partículas (menos los hormigones y el vidrio), que se muelen, se mezclan y se le añaden aglutinantes y lubricantes.

Moldeado o fundido. Para el conformado se utilizan diversos procesos. Prensado en seco. Fabricación de productos refractarios, ladrillos, que después

pasa por un proceso de sinterizado (las partículas se unen por difusión). Compactación isostática. Los polvos se cargan en una matriz de caucho a la

cual se le aplica presión y temperatura para que los polvos se compacten. Compresión en caliente. Piezas de alta densidad y propiedades mecánicas

optimizadas. Moldeo por barbotina (ver video). Extrusión

Tratamiento térmico Secado y eliminación de aglutinante Sinterizado es el tratamiento térmico de un polvo compactado una temperatura

inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.

Vitrificación. Caso porcelana.

Polímeros

Los polímeros son moléculas gigantes de origen orgánico con pesos moleculares muy grandes.

Las principales características son: Resistentes a la corrosión Buenos aislantes eléctricos Poca resistencia mecánica No son aptos para trabaja a altas

temperaturas

Clasificación de los polímeros Se pueden clasificar de varias maneras:

En función de mecanismo de polimerización: Por adición tiene lugar porque un monómero posee un doble enlace

covalente entre dos átomos de carbono que se puede convertir en sencillo y se le puede añadir otro monómero, formando así una cadena. Esto se hace añadiendo agua oxigenada.

Por condensación, esto ocurre por la acción del calor, la presión o la presencia de un catalizador

En función de la estructura del polímero: En red En cadena

En función del comportamiento frente al calor: Tremoplásticos. Pueden volver a ser conformados una vez fabricados

por la acción del calor. Termoestables. No pueden volver a ser conformados una vez

fabricados por la acción del calor. Elastómeros. Tienen un comportamiento intermedio.

Conformación de polímeros

Extrusión

Soplado

Inyección

Conformación de polímeros

Conformado al vacío

Hilado

Calandrado

Conformación de polímeros

Transferencia

Compresión

Principales termoplásticos

Polietileno: Contenedores aislantes eléctricos, artículos hogar, botellas, etc

Cloruro de polivinilo (PVC). Ventanas, mangueras, tuberías, aislante eléctrico, tapicerías, bolsas de viaje, etc.

Polipropileno. Productos para el hogar, botellas, sacos, bolsas, etc.

Polimetilmetacrilato (plexiglas). Acristalar aviones, señales publicitarias, gafas de seguridad, etc.

Poliamidas (náilones). Cojinetes, soportes antifricción, material eléctrico, en general piezas que requieran gran resistencia y rigidez.

Policarbonatos. Pantallas de seguridad, componentes de vuelo, lentes, vidrios, etc.

Poliésteres. Componentes eléctricos, bombas de impulsión, válvulas, etc.

Principales termoestables

Fenólicos (bakelita). Elevada dureza, rigidez y resistencia química. Se utilizan en componentes eléctricos, botones, tiradores, etc.

Resinas epoxi. Se emplean como elementos recubridores, protectores y decorativos. En electrónica son muy empleados por si resistencia dieléctrica.

Poliésteres insaturados. Con fibra de vidrio se emplea para fabricar paneles de automóviles, prótesis, cascos de envases pequeños que precisen resistencia a la corrosión.

Principales elastomeros

Caucho natural. Es el latex. Neumáticos Neopreno. Es el caucho sintético. Se emplea

como recubrimiento de cables, alambres, mangueras, etc.

Caucho de silicona. Silicón. Se emplea como sellador de juntas de materiales, aislante eléctrico, etc.

Los residuos.

La mayoría de los problemas de nuestra civilización es la gran cantidad de residuos que se generan procedentes de la vida cotidiana y de la industria. Estos se pueden clasificar en: RSU. RTP.

Tratamiento de RSU

Vertedero controlado. Los residuos se compactan y se cubren formando capas, teniendo en cuenta posible acuíferos y emanación de gases y una vez lleno el, vertedero se cubre con tierra vegetal.

Incineración Producción de metano. Por descomposición natural

se puede obtener gases. Compostaje. La materia orgánica se separa del

resto, se tritura y se coloca en el digestor para acelerar los procesos de degradación de la materia.

Reciclado de materiales. Es el proceso de recuperación de materiales que se pueden reutilizar.

Tratamiento RTP

Los RTP son residuos considerados tóxicos y peligrosos. Existen gran cantidad de este tipo de residuos y cada uno de ellos requiere de un tratamiento especial, los sistemas básicos son: Incineración. Tratamiento físico-químico. Depósitos de seguridad. Recuperación y/o reutilización.

Hasta la próxima