Tema 2. Materiales de uso técnico. Los plásticos y los...

Vctor M. Acosta Guerrero

Jos Antonio Zambrano Garca

Departamento de Tecnologa

I.E.S. Maestro Juan Calero

Tema 2. Materiales de uso tcnico. Los plsticos y los

materiales de construccin.

Tema 2. Materiales de uso tcnico. Los plsticos y los materiales de construccin.

Tecnologa 3 ESO

I.E.S. Maestro Juan Calero Pgina 1

Tema 2. Materiales de uso tcnico. Los plsticos y los

materiales de construccin.

1. INTRODUCCIN.

Los materiales de construccin han sufrido una importante evolucin desde que en

el Neoltico se comenzaran a construir las primeras edificaciones de piedra y madera.

Posteriormente, se empezaron a utilizar materiales cermicos y materiales metlicos que

aligeraban la estructura, manteniendo su resistencia, lo que supuso una importante

ventaja. En nuestros das, se utilizan nuevos materiales con ventajosas aplicaciones, que

se estudiarn a lo largo de este tema.

En cuanto a los plsticos, son los grandes protagonistas de la revolucin tecnolgica

que se est produciendo en casi todos los sectores industriales. Cada da aparecen

nuevas y ventajosas aplicaciones de estos materiales en la industria.

El trmino plstico, se aplica en su sentido original, a un material que es fcilmente

moldeable. Esto sucede tambin con algunos metales, la arcilla y otros materiales. Sin

embargo, un plstico es un slido orgnico que puede hacerse fluir con facilidad

mediante calor, presin, o la aplicacin conjunta de ambos.

La especial combinacin de propiedades de los plsticos hace que estos se ajusten

a la perfeccin a las necesidades de la industria moderna:

Son ligeros.

Buenos aislantes elctricos.

Resistentes a la corrosin y al ataque qumico.

Gran facilidad de transformacin y manufactura.

Alta relacin calidad/precio.

Por contra, su principal limitacin es que los plsticos en general son poco

resistentes a elevadas temperaturas.

A lo largo de este tema vamos a estudiar los materiales de construccin ms

comnmente utilizados, adems de los plsticos, que tantas aplicaciones tienen.


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2. LOS PLSTICOS.

En este apartado, vamos a estudiar la estructura de estos materiales, y su

clasificacin, as como las principales tcnicas de conformacin y unin de plsticos

2.1. Estructura de los plsticos: polmeros.

Los plsticos son polmeros. Un polmero es una gran molcula constituida por una

repeticin de pequeas unidades qumicas llamadas monmeros.

En algunos casos, esta repeticin es lineal, similar a los eslabones de una cadena.

En otros casos las cadenas son ramificadas, o interconectadas, formando redes

tridimensionales.

La longitud de la cadena de un polmero viene especificada por el nmero de

unidades que se repiten en dicha cadena. A este nmero, se le llama grado de

polimerizacin.

2.2. Clasificacin de los plsticos.

Aunque se han hecho muchos intentos de proporcionar para los plsticos una

clasificacin definitiva, teniendo en cuenta sus propiedades, campos de aplicacin, etc...

no se ha encontrado una mejor clasificacin que atendiendo a sus propiedades trmicas.

Teniendo en cuenta esto, los plsticos se pueden clasificar en:

Termoplsticos. Tienen una estructura lineal, con o sin ramificaciones, pero no

forman redes tridimensionales. Al aplicrseles calor, se reblandecen de forma

reversible, solidificando de nuevo al enfriarse. Esta propiedad hace que sean

fciles de moldear. Son ejemplos el PVC, XLPE y el nylon.

Termoestables. Son macromolculas que tienen una estructura altamente

reticulada (tridimensional). Calentndolos se les puede llegar a dar forma,

aunque una vez conseguida sta, no permiten un segundo calentamiento,

porque se descompondran. Son ejemplos la baquelita y el poliuretano.

Elastmeros. Son cadenas moleculares ms o menos lineales, con enlaces

qumicos que las unen entre s. Mediante calor, se vuelven ms elsticos, pero

no funden. Como ejemplo, tenemos el neopreno y el caucho natural o sinttico.


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En este ltimo se produce la reticulacin fraccionada mediante un fenmeno

llamado vulcanizacin, que consiste en calentar hasta 140 y aadir azufre.

2.3. Fabricacin de productos plsticos.

Para cada tipo de plstico existen unas tcnicas de conformacin ms adecuadas

que otras. As, los termoplsticos suelen trabajarse previamente fundidos o reblandecidos

por calor o presin, o una combinacin de ambos. Las tcnicas ms empleadas son el

moldeo por inyeccin y la extrusin. Los termoestables se trabajan normalmente por

compresin en moldes, previamente cargados con plstico, catalizador y aditivos. Los

elastmeros admiten tcnicas de conformacin propias de termoplsticos y

termoestables.

La primera operacin para el procesado de plsticos es la mezcla y preparacin de

componentes. Con sta se pretende conseguir un buena mezcla de los aditivos con la

resina base, y que el material fluya bien por los conductos. A continuacin vamos a

estudiar las principales tcnicas de conformacin de materiales plsticos.

a) Extrusin.

En la extrusin, un material termoplstico es forzado a salir de forma continua en

estado fundido a travs de una boquilla, tras aplicarle calor y presin. A su salida, el

material ya conformado es recogido por un sistema de arrastre con velocidad regulable

que le proporciona las dimensiones finales mientras se est enfriando y adquiriendo

consistencia.


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Si modificamos tanto la forma de las boquillas, como el sistema de arrastre,

podemos obtener distintos productos finales: tubos, filmes, lminas y planchas,

recubrimientos, y formas especiales que tienen relacin con la forma de la boquilla.

b) Moldeo.

El moldeo es una tcnica que se puede emplear con todo tipo de plsticos, y que se

basa en la fabricacin de piezas con la forma deseada mediante moldes. La tcnica ms

empleada es el moldeo por compresin, que se basa en la introduccin de un polmero

precalentado en un molde hembra, que posteriormente es comprimido por un contramolde

macho, adquiriendo la forma de la cavidad.

Tambin se obtienen formas muy precisas mediante el moldeo por inyeccin, en el

que se introducen a presin materiales termoplsticos en el interior de un molde, y cuando

ste se enfra se desmolda.


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En el moldeo por soplado, se utilizan tubos inicialmente extruidos, que son

aprisionados por dos semimoldes, cuya superficie interior se corresponde con la exterior

del objeto deseado. Cuando se insufla aire en el interior de la cavidad, el tubo se adapta a

las paredes del molde.

c) Calandrado.

Es una operacin de laminado, en la que una masa termoplstica se pasa a travs

de rodillos calientes que conforman una lmina de espesor uniforme. Se consiguen

grosores menores, hacindola pasar a travs de rodillos sucesivos, y se pueden obtener

distintos acabados en funcin del recubrimiento del ltimo rodillo.

El producto final es recogido por un cilindro giratorio, que le confiere la forma de

bobina.


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d) Termoconformado.

En el termoconformado se parte de una lmina previamente conformada que se

sujeta a un molde que reproduce la pieza a fabricar. Posteriormente, por medio de calor y

la utilizacin del vaco o presin, la preforma se adapta al molde adquiriendo su forma

definitiva.

2.4. Tcnicas de mecanizado y unin de plsticos.

Por razones tcnicas, se suelen simplificar los moldes, requiriendo la pieza tras el

desmoldado, determinadas tareas de mecanizado para conseguir la forma deseada.

El mecanizado del plstico es muy parecido al de la madera, con la diferencia de que

hay que evitar que el material se caliente en exceso por el rozamiento. Por esta razn, la

velocidad de corte tiene que ser lo ms baja posible. La viruta del material se puede

eliminar mediante un chorro de aire, que al mismo tiempo sirve para refrigerar la zona del

corte.

Los mtodos para unir plsticos se limitan casi exclusivamente al atornillado y

pegado, dado que la soldadura ofrece muchas dificultades por la facilidad de deterioro del

material.


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3. LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN.

En este apartado vamos a establecer una clasificacin de los materiales de

construccin teniendo en cuenta su composicin, y teniendo en cuenta su funcin en la

estructura. Adems, vamos a estudiar las aplicaciones ms importantes de este tipo de

materiales.

3.1. Clasificacin de los materiales de construccin.

Los materiales de construccin, los podemos clasificar segn su naturaleza de

acuerdo con el siguiente esquema:

Materiales de

construccin

Materiales ptreos

Naturales

Rocas gneas Granito, piedras volcnicas...

Rocas sedimentarias

Caliza, arenisca...

Rocas metamrficas

Pizarras, cuarcitas, mrmol...

Artificiales

Materiales cermicos

De cerramiento, de cubierta, de revestimiento.

Aglomerados Mortero, hormign

Vidrios

Materiales metlicos

Frricos Acero y sus derivados

No frricos

Cobre, bronce, cinc, aluminio...

Materiales orgnicos

Maderas Conferas, frondosas, nobles...

Plsticos Termoestables, termoplsticos y elastmeros

Para la clasificacin segn su funcin dentro de una estructura, tenemos los

siguientes tipos:

Resistentes. Son los que soportan el peso de la obra.

Aglutinantes. Sirven para unir los elementos resistentes.

Auxiliares. Se emplean para instalaciones, remates, acabado, decoracin, etc...

A continuacin vamos a estudiar las propiedades y aplicaciones de los principales

tipos de materiales empleados en la construccin.


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3.2. Materiales ptreos.

Son las piedras naturales. Los materiales ptreos ms utilizados en la construccin,

son los siguientes:

Mrmol. Presenta una gama de colores muy amplia, lo que unido a que se

puede tallar y pulir hace que adquiera un bonito acabado. Se utiliza para suelos,

recubrimientos de paredes, etc...

Granito. Puede tener varias coloraciones, aunque la gama no es tan amplia

como la del mrmol, y no admite colores lisos. Tambin se usa para

recubrimientos, y se utiliza mucho en encimeras de cocina.

Pizarra. Estructura laminar, por lo que se corta bien en forma de losetas.

Adems es impermeable, lo que hace que se utilice mucho para la cubierta de

edificios.

ridos. En este grupo entran los cementos y gravas. Se suelen utilizar para

pavimento de caminos, y para la elaboracin de cemento y hormign.

Adems de stos, existe una gran variedad de piedras naturales que se utilizan

como materiales estructurales.

Cada vez se utilizan menos dado que los materiales cermicos son ms baratos y

ligeros.


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3.3. Aglutinantes.

Son productos pulverizados que cuando se mezclan con agua, sufren unas

transformaciones que producen su posterior endurecimiento.

Por esto se utilizan para unir elementos resistentes. Los principales tipos son:

Yeso. Es un material muy abundante que al mezclarse con agua endurece y

tiene muy buen acabado. Por esto se utiliza mucho como recubrimiento de

techos y paredes, y como molduras.

Cemento. Es una mezcla de yeso, caliza y arcilla. Al mezclarse con agua,

endurece al poco tiempo. Se utiliza para la fabricacin de mortero y hormign.

3.4. Materiales compuestos.

Son productos formados por la mezcla de materiales con distintas propiedades pero

fcilmente distinguibles entre s. Los ms utilizados son:

Mortero. Es la mezcla de cemento, arena y agua. Es muy fcil de elaborar, y se

utiliza fundamentalmente para unir ladrillos, y para el enlucido de paredes

exteriores.

Hormign. Es la mezcla de cemento, arena, agua y grava. Tiene gran

resistencia a la compresin y si est armado, tambin a la traccin y a la flexin.

Adems es muy resistente al fuego, lo que lo hace idneo para la construccin

de las estructuras en los edificios.

Mezclas asflticas. Es una mezcla de alquitrn y ridos, que se suele utilizar

para pavimentar carreteras.

3.5. Materiales cermicos.

Baldosas y azulejos. Tienen un buen acabado y su superficie es lisa. Se

utilizan para el recubrimiento de suelos y paredes.

Ladrillos. Son elementos duros y muy econmicos, que se utilizan para el

cerramiento de muros y fachadas y para tabiquera interior.

Bovedillas. Son piezas de hormign muy baratas y resistentes a la flexin, por

lo que se utilizan para realizar forjados (entresuelos).


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Tejas. Las tejas se pueden realizar en multitud de acabados y colores. Son

baratas e impermeables, y se utilizan en los tejados.

Loza sanitaria. Es dura y muy resistente a la corrosin. Se utiliza en los

sanitarios de los cuartos de bao.

3.6. Vidrios.

La principal funcin de los vidrios se encuentra en los cristales de las ventanas,

aunque tambin forman parte de los elementos aislantes.

Vidrio. Es transparente, resistente a la compresin, y a la corrosin. Por contra

es muy frgil. Se utiliza en puertas y ventanas, as como en fachadas de los

edificios.

Lana de vidrio. Es un excelente aislante trmico y acstico, por lo que se utiliza

como aislante en los muros.

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