METALES
La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza combinados químicamente, formando los minerales conocidos con el nombre de menas. Son densos, duros y tienen un elevado punto de fusión
Son todos sólidos, excepto cuatro excepciones: el mercurio, el cesio, el galio y el francio, que se encuentran en estado líquido.
Los metales son buenos conductores de calor
La capacidad de un metal para conducir la electricidad disminuye al aumentar la temperatura, pues se aumentan las vibraciones de los átomos, tendiendo a romper el flujo de electrones.
Son buenos conductores de la electricidad, debido a que sus electrones de valencia se mueven fácilmente cuando el metal se conecta a los terminales de un generador de corriente.
Tienen un gran poder reflector y escasa absorción de la luz.
Efectos de la temperatura en los metales
METALES (PUNTO DE FUSION)
El punto de fusión de un metal es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al estado líquido (se funde). Esta transformación se produce por absorción de calor.
El punto de solidificación es la temperatura a la cual un líquido pasa al estado sólido, durante la transformación hay cesión de calor.
Casi siempre coinciden los puntos de fusión y de solidificación
Calor latente de fusion
El calor latente de fusión es la cantidad de calor que absorbe la unidad de masa de un metal al pasar del estado sólido al líquido. Se expresa en calorías gramo.
Cuanto más baja es la temperatura de fusión de un metal, menor es su calor específico, menor su calor latente de fusión y más económico su empleo para la fusión y el moldeado
Calor especifico
El calor específico de un metal es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo de 0 hasta 1°C. En general depende de la temperatura inicial.
Su valor es muy importante ya que permite conocer la cantidad de calor necesaria para suministrar a una masa de metal para elevar su temperatura hasta la transformación o fusión.
Dilatacion y contraccion
La dilatación es un aumento de volumen que experimentan los cuerpos al elevar su temperatura.
Esta propiedad se suele expresar por el aumento unitario de longitud que sufre el metal al elevarse en un grado su temperatura, llamado coeficiente de dilatación lineal. La contracción es lo contrario de la dilatación.
Conductividad termica
La conductividad térmica de un metal es la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que está en contacto.
Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor.
Es una magnitud intensiva y su magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
Elongación en los materiales
CERAMICOS
Tradicionalmente se ha definido a la cerámica como el arte de fabricar objetos de arcilla cocida , esta definición se debe a su origen a que las primeras cerámicas que trabaja y conoció el hombre fueron materiales arcillosos que encontró en la naturaleza los cuales solo se le tuvo que agregar agua para poderlas moldearlas.
Sin embargo pronto descubrió que podía obtener mejores resultados si la arcilla encontrada naturalmente era mesclada con otros materiales que le permitieran mejorar sus características antes y después de exponerlos a temperaturas , logrando así un paulatino perfeccionamiento en las piezas realizadas . Hoy en día el concepto cerámico abarca no solamente a aquellas en las cuales la arcilla sigue el material indispensable y más importante comprende en un sentido a todo articulo elaborado a partir de las sustancias inorgánicas, primeramente quemadas y luego posterior mente endurecidas por el fuego
Efectos de la temperatura en los cerámicos
Deformación de los cerámicos a altas temperaturas
En los cerámicos las dislocaciones no se mueven a bajas temperaturas y no se observa deformación plástica significativa. A temperaturas más altas, el flujo viscoso y el deslizamiento de bordes de grano se convierten en mecanismos importantes de deformación. El flujo viscoso ocurre en los vidrios y en cerámicos que contienen una mezcla de fases vítrea y cristalina; el deslizamiento de bordes de grano ocurre en cerámicos que principalmente son cristalinos.
Termo fluencia en los cerámicos
Como los cerámicos a menudo se diseñan para uso a altas temperaturas, la resistencia a la termo fluencia es una propiedad importante. Los cerámicos cristalinos tienen buena resistencia a la termo fluencia, por sus altos puntos de fusión y su elevada energía de activación para la difusión. los cerámicos tienden a conservar su resistencia, algunas veces por encima de 1200'C.
Algunos cerámicas presentan el efecto bidireccional, lo que quiere decir que a cierta temperatura se tiene una forma y ésta puede cambiarse al cambiar la temperatura, más si la primera temperatura es recuperada, también la primera forma se recupera. Esto se logra entrenando el material para cada forma en cada temperatura.
Los metales y cerámicas con efecto bidireccional térmicamente inducido de memoria han tenido gran aplicación en implantes médicos, sensores, transductores, etc. Muchos presentan sin embargo un riesgo debido a su alta toxicidad.
Dureza; son unos de los parámetros más importantes para la molturación de los materiales. Resulta
fundamental el conocimiento de la:
*Resistencia a la compresión: particularmente importante para la molturación en seco de materiales
duros.
*Resistencia al choque: entra en juego en el caso de la molturación en seco de materiales duros.
*Resistencia a la abrasión: importante en la molturación en húmedos de materiales duros.
POLIMEROS
¿Qué son los polímeros?
Los polímeros son macromoléculas que por lo general son orgánicas, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, que forman enormes cadenas de las formas más diversas. El monómero (del griego mono, uno y meros, parte) es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas, polímeros.
¿Qué es un termoplástico?
Los materiales termoplásticos son aquellos materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares formando estructuras lineales o ramificadas.
Se pueden clasificar por el medio en el que se obtuvo el polímero y su naturaleza.
· Naturales: son los que la naturaleza ha creado. Ej. algodón, seda, nosotros, seres vivos. También se conocen como biopolímeros.
· Artificiales: son los que el hombre produce por medio de reacciones químicas.
ESTRUCTURA MOLECULAR.
Las técnicas modernas de síntesis de polímeros permiten un gran control sobre varias posibilidades
estructurales. Este es un factor del cual depende la característica de un polímero.
Polímeros Lineales.
Polímeros ramificados.
Polímeros entrecruzados.
Polímeros reticulados.
MÉTODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACIÓN.
Se utilizan como
materiales de partida gas natural, petróleo y carbono para producir los productos químicos básicos para los
procesos de polimerización.
Polimerización en masa.
Polimerización en solución.
Polimerización en emulsión.
Polimerización en suspensión.
Pruebas preliminares.
Ensayos iniciales
*Producto transparente: polímero acrílico o estirénico
*Sonoridad metálica al impacto: polímero de estireno
*Se raya fácilmente con al uña: polietileno, etc.
b) Prueba de combustión
*El producto no arde y se quema sin deformación:
*El producto arde en la flama y se apaga fuera de ella:
*Arde en la flama y fuera de ella:
c) Prueba de calentamiento
d) Análisis cualitativo
DEGRADACIÓN DE POLÍMEROS.
La degradación o envejecimiento de los polímeros se refiere a los cambios que sufren estos materiales en sus
propiedades al interaccionar con el medio y el ambiente en que se encuentren.
Existen diferentes maneras de considerar la degradación: natural, acelerada, artificial, física y química.
*La natural considera al polímero sometido a la influencia de elementos naturales o bien toma en cuenta las
consecuencias de su uso.
*La acelerada consiste en someter al material polimérico a condiciones climatológicas diferentes para las que
fue diseñado, lo cual va a repercutir en su tiempo de vida útil.
*La artificial es un caso muy particular de envejecimiento y consiste en aplicar al material condiciones de
exposición controlada y se realiza en equipos o cámaras que simulan un clima natural.
*La física engloba a todos los fenómenos que interaccionan con los polímeros sin modificar la estructura
química de los mismos; en este tipo de envejecimiento se consideran dos fenómenos: uno que implica
transferencia de masa y otro en el que no la hay.
*La química implica la modificación estructural del material polimérico expuesto a determinadas condiciones
como puede ser la luz. Temperatura en presencia o ausencia de oxigeno, disolventes, diferentes tipos de
radiaciones y diversos microorganismos.
ADITIVOS DE LOS POLÍMEROS.
*Rellenos.
*Plastificantes.
*Estabilizantes.
*Colorantes.
*Ignífugos
Los polímeros con efecto térmico son aquellos polímeros que responden a estímulos externos y debido a esto tienen la capacidad de cambiar su forma.
La temperatura tiene un impacto importante en el comportamiento delos líquidos en los oleoductos, alterando su estado o cambiando su volumen. Los cambios de temperatura de los líquidos en los oleoductos influyen en la viscosidad y la densidad del líquido afectando su desempeño.
FLUIDOS
La clasificación de fluidos depende fundamentalmente del estado y no del material en si. De esta forma lo que define al fluido es su comportamiento y no su composición. Entre las propiedades que diferencian el estado de la materia, la que permite una mejor clasificaron sobre le punto de vista mecánico es la que dice la relación con la forma en que reacciona el material cuando se le aplica una fuerza.
Los fluidos reaccionan de una manera característica a las fuerzas. Si se compara lo que ocurre a un sólido y a un fluido cuando son sometidos a un esfuerzo de corte o tangencial se tienen reacciones características que se pueden verificar experimentalmente y que permiten diferenciarlos.
Con base al comportamiento que desarrollan los fluidos se definen de la siguiente manera: “Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, o sea se escurre, cuando esta sometido a un esfuerzo de corte o tangencial”.
Valores típicos de las propiedades de fluidos más usuales.
Según el autor Bonifacio Larrañaga Fernández las propiedades de los fluidos son:
Peso especifico. Tensión
Viscosidad Compresibilidad
Presión
Viscosidad
es la propiedad de un líquido, que describe su resistencia al flujo.
Esta varía con la temperatura. Las moléculas en un líquido están acomodadas relativamente cerca. Estas moléculas se atraen unas a otras por fuerzas cohesivas que afectan la viscosidad del líquido y lo aglutinan. La distancia entre las moléculas se incrementa a medida quela temperatura aumenta. Ya que la intensidad de las fuerzas cohesivas que unen las moléculas disminuye a medida que se van apartando, la viscosidad también disminuye. A medida que la temperatura disminuye ,las fuerzas cohesivas se fortalecen entre las moléculas, acercándolas más.
DENSIDAD
La viscosidad se incrementa debido a la cercanía entre ellas es igual a la masa por unidad de volumen.
Con el calor la distancia entre las moléculas se incrementa, por lo tanto el número de éstas por unidad de volumen (la densidad del líquido)disminuye. Al contrario, la densidad aumenta cuando la temperatura de un líquido disminuye porque sus moléculas se acercan más.
Expansión térmica
Es una propiedad de los líquidos que hace incrementar su volumen a medida que aumenta la temperatura.
El volumen de un líquido cambia cuando su temperatura cambia. Cuando la temperatura aumenta, el volumen aumenta y cuando disminuye el volumen también disminuye.
EMPRESAS ENCARGADAS DE PRUEBAS Y ENSAYOS Y/O RELACIONADAS
CELSIUS S.R.L
LO JUSTO S.A.C
TECMES .S.R.L.
GESA TERMOMETROS S.L.
CONTRONICS LIMITED
TER.MA.DEN. S.N.C.
SEITRON SPA
GIMIM-GRUPO DE INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN INDUSTRIAL
CONCLUSIONES
1.- Existen equipos y dispositivos que brindan un servicio de mediciones que trabajan con constante temperatura
2.- Cada tipo de material tiene diferentes propiedades por lo tanto tienen una función definida la labor a la que va a ser sometida.
3.- El fluido adopta la forma del envase, su comportamiento es diferente a la de los solidos.
4.- Los fluidos incluyen a los gases y líquidos
5.- Los fluidos son primordiales para la transformación de los estados de los materiales
RECOMENDACIONES
hacer mediciones de temperatura antes de interactuar equipos de tipo de materiales como: metales, cerámicos, polímeros.
conocer las propiedades térmicas de los metales es muy importante para la elaboración de piezas tanto como para el cuidado y la prevención al contacto con estos materiales.
se debe de emplear dispositivos y herramientas para el control y mantenimiento que trabajan con efectos de temperatura
saber las condiciones de trabajo para cada tipo de material y de acuerdo a eso realizar trabajos en temperatura constante