La elasticidad:
es un concepto económico introducido por el economista inglés Alfred Marshall, procedente de la física,
para cuantificar la variación experimentada por una variable al cambiar
otra. Para entender el concepto económico de la elasticidad debemos
partir de la existencia de dos variables, entre las que existe una
cierta dependencia, por ejemplo el número de automóviles vendidos y el
precio de los automóviles, o el producto interior bruto
y los tipos de interés. La elasticidad mide la sensibilidad de la
cantidad de automóviles vendidos ante la variación del precio de los
mismos, o en el segundo caso la sensibilidad del PIB a las variaciones
de los tipos de interés.
El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material elastoplástico
puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican
tensiones superiores a este límite, el material experimenta un
comportamiento plástico deformaciones permanentes
y no recupera espontáneamente su forma original al retirar las cargas.
En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de
elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.
material elastico
lmaterial no elastico
La plasticidad :
es la propiedad mecánica de un material anelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.
En los materiales elásticos, en particular en muchos metales dúctiles, un esfuerzo uniaxial de tracción
pequeño lleva aparejado un comportamiento elástico. Eso significa que
pequeños incrementos en la tensión de tracción comporta pequeños
incrementos en la deformación, si la carga se vuelve cero de nuevo el
cuerpo recupera exactamente su forma original, es decir, se tiene una
deformación completamente reversible. Sin embargo, se ha comprobado
experimentalmente que existe un límite, llamado límite elástico,
tal que si cierta función homogénea de las tensiones supera dicho
límite entonces al desaparecer la carga quedan deformaciones remanentes y
el cuerpo no vuelve exactamente a su forma. Es decir, aparecen
deformaciones no-reversibles
Museo Nacional de Cerámica y de las Artes Suntuarias González Martí
la ceramica constituye toda la carroza con el inconveniente de no poseer elasticidad.
La dureza: es la oposición que ofrecen los materiales a
alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura,
las deformaciones permanentes; entre otras. También puede definirse como
la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes
de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con
facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el
vidrio es mucho más difícil de rayar.
Otras propiedades relacionadas con la resistencia son la resiliencia, la tenacidad
o la ductilidad
La fragilidad: es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad
se define más propiamente como la capacidad de un material de
fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas.
La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad
de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura
dúctil.
Curvas representativas de Tensión-Deformación de un material frágil (rojo) y un material dúctil y tenaz (azul)
La energía absorbida por unidad de volumen viene dada por:
Si un material se rompe prácticamente sin deformación las componentes del tensor deformación 
resultan pequeñas y la suma anterior resulta en una cantidad relativamente pequeña.
La fragilidad de un material además se relaciona con la velocidad de propagación o crecimiento de grietas
a través de su seno. Esto significa un alto riesgo de fractura súbita
de los materiales con estas características una vez sometidos a
esfuerzos.1 Por el contrario los materiales tenaces son aquellos que son capaces de frenar el avance de grietas.
La resistencia:
de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural que estudia los sólidos deformables
mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define
como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin (
romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún
modo).
Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos
y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las
simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo
de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y
tensiones sean sencillos de calcular.
Resiliencia: En ingeniería, se llama resiliencia de un material a la energía de deformación
(por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado
cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es
igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico:la zona verde es la resiliencia (zona elastica).
Fatiga: En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, la fatiga de materiales
se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo
cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas
estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era
reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés
real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX
comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura
con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso
estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas
confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para
los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.
Resistencia a la fatiga: la flexión, tensión o tracción, compresión.
nueva
La conductividad:
eléctrica es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica,
su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La
conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material,
los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones
con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad
también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura.
La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto 
, y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1. Usualmente la magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico 
y la densidad de corriente de conducción 
:
El aislamiento eléctrico:
se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente
a través del elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento a
lo largo del semiconductor. Dicho material se denomina aislante
eléctrico.
Cinta aislante eléctrica.
La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.
De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados experimentales), los átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente, alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda la materia.
La conductividad térmica:
es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con las que no está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m) (equivalente a J/(s·K·m) )
La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su magnitud inversa es la resistividad térmica,
que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
Para un material isótropo la conductividad térmica es un escalar 
(k en Estados Unidos) definido como:
Un aislante térmico :
es un material usado en la construcción y la industria y caracterizado por su alta resistencia térmica.
Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que
naturalmente tenderían a igualarse en temperatura, impidiendo que entre o
salga calor del sistema que nos interesa (como una vivienda o una nevera).
Uno de los mejores aislantes térmicos es el vacío, en el que el calor sólo se trasmite por radiación,
pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de
vacío se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza
mayoritariamente aire con baja humedad, que impide el paso del calor por conducción, gracias a su baja conductividad térmica, y por radiación, gracias a un bajo coeficiente de absorción.
CALDERERIA
La calderería es una especialidad profesional de la fabricación mecánica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas; así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Muchos de estos depósitos reciben el nombre de silos y cisternas. El material más común que se trabaja en calderería es el acero laminado y vigas en diferentes aleaciones, formas y espesores.
Ejemplos significativos de construcción en calderería: la Torre Eiffel, el puente colgante de Vizcaya, la estructura que sustenta el Museo Guggenheim Bilbao, etc. Y en construcción naval: petroleros, gaseros, etc.
CONFORMADO EN FRIO
El uso de miembros conformados en frío en edificaciones comenzó en Estados Unidos y Gran Bretaña
alrededor de la década de los 50 del siglo XIX, pero no fueron
ampliamente utilizados hasta alrededor de 1940. En la actualidad es muy
común que la estructura principal de los edificios altos esté formada
por perfiles pesados laminados en caliente; en cambio, los elementos secundarios como viguetas, paneles o cubiertas y entrepisos generalmente lo componen miembros conformados en frío
Los
estudios comprueban (estudios realizados por Chajes, Britvec, Winter,
Karren y Uribe en la Universidad de Cornell en la década de 1960) que
las propiedades mecánicas del acero son modificadas por el conformado en
frío, en especial la tensión de fluencia, la resistencia a la tracción,
y el alargamiento. Estas se ven incrementadas por el endurecimiento por
deformación que experimentan las curvas de las secciones, las
especificaciones de la AISI permiten tomar en cuenta este efecto bajo
una serie de requisitos y limitaciones.
LA ESTAMPACION
La estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).
Si la temperatura del material a deformar es Mayor a la temperatura de recristalización, se denomina Estampación en Caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.
LA EXTRUSION
La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con
sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a
través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos
ventajas principales de este proceso por encima de procesos
manufacturados son la habilidad para crear secciones transversales muy
complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el
material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento.
También las piezas finales se forman con una terminación superficial
excelente.
La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma
indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas
partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o
frío.
FORJADO
En construcción, se denomina forjado a un elemento estructural,
generalmente horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta,
así como su propio peso, a los demás elementos de la estructura (vigas, pilares, muros...) hasta que todas las cargas llegan a la cimentación, que descansa sobre el terreno.
Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio,
siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos
estructurales, permitiendo, por tanto, no solo transmitir cargas
verticales sino también horizontales. Ello contribuye a reducir la
traslacionalidad del edificio y le aporta rigidez en ese plano
horizontal.
FUNDICION
Se denomina fundición y también esmelter (del inglés smelter, ‘fundidor’) al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente
aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de
arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer
la pieza fundida.
Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son
significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo
es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema
conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión
del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando
que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.
INYECCION
En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal1 en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos,
la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante
los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de
plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.
LAMINADO
El laminado es un proceso de deformación volumétrica en el que se
reduce el espesor inicial del material trabajado, mediante las fuerzas
de compresión que ejercen dos rodillos sobre la pieza/material de
trabajo. Los rodillos giran en sentidos opuestos para que fluya el
material entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión y de
cizallamiento, originadas por el rozamiento que se produce entre los
rodillos y el metal. Los procesos de laminado requieren gran inversión
de capital; debido a ello los molinos de laminado se usan para la
producción de grandes cantidades de productos estándar (laminas, placas,
etc.).
Los procesos de laminado se realizan, en su gran mayoría, en caliente
por la gran deformación ejercida sobre el material trabajado. Además,
los materiales laminados en caliente tienen propiedades isotrópicas y
carecen de tensiones residuales. Los principales inconvenientes que
presenta el laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse
dentro de tolerancias adecuadas, y que la superficie de la pieza queda
cubierta por una capa de óxido característica.
MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un
desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o
varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado
(eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo
objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las
distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación
física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega
un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la
pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a
extraer viruta.
SINTERIZADO
Sinterización es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico
a 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.
En la fabricación de cerámicas, este tratamiento térmico transforma un producto en polvo en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas de alúmina, berilia, ferrita y titanatos.
En la sinterización las partículas coalescen por difusión al estado sólido a muy altas temperaturas, pero por debajo del punto de fusión o vitrificación del compuesto que se desea sinterizar. En el proceso, se produce difusión atómica entre las superficies de contacto de las partículas, lo que provoca que resulten químicamente unidas.
TRATAMIENTO TERMICO
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones
de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de
temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.
TREFILADO
Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío
consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla
haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado.
Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.
El trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas.
La trefiladora se compone principalmente por una matriz colocada en un
troquel la cual debido a su forma con una sección de entrada menor que
la de salida variará la del acero a su paso por ella), un sistema de
aplicación de lubricante al cable antes de que entre el troquel(para
facilitar el paso del acero y reducir el calentamiento por fricción), un
sistema de afilado del cable inicial (facilita el paso del cable por la
matriz en el comienzo de la operación para ser sujetado y traccionado),
Una mordaza para sujetar el cable al sistema de tracción, un sistema de
tracción y almacenado. Estos dos últimos pueden ser un único sistema
mediante bobinas o encontrarse por separado, estando compuesto el de
tracción por una cadena unida a un pistón oscilante que lo activa. Otros
dos elementos importantes son el sistema de soldadura que une el
comienzo de un cable al final del anterior, consiguiendo así un proceso
de trefilado continuo. La aplicación de lubricante puede ser por una
caja con jabón con polvo lubricante, por la que al pasar el cable se
impregna de lubricante, esto se realizarán antes de la entrada por la
matriz. Otra opción es la aplicación de lubricante líquido que fluirá
directamente a la entrada del troquel o directamente lo sumergirá.
