Conocimiento de Materiales PDF

Conocimiento de materiales Bloque 1: Tema 1. Conocimiento de materiales. - Parte 2. Materiales de uso técnico. aplicación a productos de uso común. PMI  1. LA MADERA El hombre comenzó a utilizar la madera con fines técnicos antes que ningún otro mat...

Conocimiento de materiales Bloque 1: Tema 1. Conocimiento de materiales. - Parte 2. Materiales de uso técnico. aplicación a productos de uso común. PMI  1. LA MADERA El hombre comenzó a utilizar la madera con fines técnicos antes que ningún otro material dada la fácil accesibilidad que presenta, así como la cómoda mecanización que permite. Las maderas son los materiales de uso técnico que ofrecen más cualidades expresivas. El tacto de una madera pulida es suave y muy agradable por su calidez y moderada 30 dureza. Si el plano de sección de la madera es paralelo al eje del árbol, la superficie presenta bandas de ancho regular y coloración alternativa clara y oscura (debido al diferente período de formación de cada fibra), y de formas ligeramente hiperbólicas, a causa de la conicidad del tronco. Con este efecto y con el que produce que no todas las bandas tengan el mismo espesor, se obtiene un veteado típico, distinto para cada especie, que ayuda a la clasificación y ofrece un matiz estético imposible de conseguir con otros materiales. El barnizado de la madera con fines de conservación, le otorga así mismo un brillo que embellece el material. Las numerosísimas especies existentes nos permiten elegir entre una gran variedad de colores y tonalidades, e incluso, de olores, y sabores, lo que incrementa sus posibilidades expresivas. Finalmente, su respuesta elástica la hace adecuada para la construcción de numerosos instrumentos musicales. 1.2 MADERAS DURAS De mayor dureza y resistencia, y de color intenso. Las más representativas de este grupo son: 1.2.1 Haya De color amarillento blanquecino en árboles de poca edad, pasa con el tiempo al pardo rojizo llegando en ocasiones al rojo claro. Es pesada, dura, elástica y resistente. Se utiliza en guías deslizantes de muebles. 1.2.2 Roble Madera de color desde pardo amarillento claro a amarillento rojizo con rayas BLOQUE 1 medulares de color claro. Es adecuada para la construcción del mueble macizo. Su color natural es muy decorativo, aunque se modifica por la acción del aire y del sol y un tratamiento de ahumado permite obtener desde el primer momento su tono de envejecimiento. 1.2.3 Nogal Color pardo grisáceo o rojizo en la albura (madera más reciente; se encuentra en la 31 región exterior del tronco), y tonos desde el pardo negruzco al rojo amarillento en el duramen (madera de la parte interior del tronco). Muy adecuada para la construcción de muebles debido a su escaso agrietamiento. Presenta vetas muy bonitas que pueden ser sencillas, curvadas y de ojos. 1.2.4 Castaño Madera blanca amarillenta, bastante parecida al roble, de la que se diferencia por la falta de anchos rayos medulares. Tiene vetas azules o agrisadas. Muy adecuada para trabajos curvados hechos con un torno. 1.2.5 Fresno De color blanco en la albura y pardusco veteado longitudinalmente con tintes amarillos en el duramen. Esta madera es brillante. 1.3 MADERAS BLANDAS Son ligeras y poco resistentes y provienen de árboles de rápido crecimiento. Fáciles de trabajar, presentan tonos claros. 1.3.1 Abedul Color blanco amarillento a rojizo. Madera ligera, fina y poco dura. Es recomendable usarla en su color natural con su magnífico veteado. 1.3.2 Olmo De color pardo rojizo y albura amarilla clara que oscurece con la edad. Dura, fuerte, BLOQUE 1 flexible, compacta y tenaz. Las variedades con vetas decorativas suelen usarse para parqués. 1.3.3 Álamo o chopo De color blanco a gris con el núcleo de amarillo rojizo a pardo verdoso. Ampliamente utilizado para armazones de muebles y tableros. 32 1.4.4 Tilo De color blanco amarillento a blanco rojizo. Aplicaciones parecidas a la madera del álamo. Acepta muy bien el dorado, por lo que es bastante utilizada para marcos de cuadros. 1.5 MADERAS RESINOSAS Corresponden al grupo de coníferas y por estar impregnadas de resina, presentan gran cohesión entre las capas y buena elasticidad. 1.5.1 Abeto de color amarillo claro, blanquecino, a veces con vetas rojas. Se utiliza para muebles sencillos, especialmente pintados. 1.5.2 Pino Acostumbra a ser de color blanco amarillento, con o sin vetas. Utilización similar al abeto. 1.6 MADERAS FINAS Procedentes de árboles frutales. Duras, de variada coloración, tonos brillantes y agradables, que normalmente adquieren gran brillo por pulimento. 1.6.1 Cerezo Color rojizo oscuro ligeramente veteado, compacta, de bastante dureza y resistencia. Es una madera muy hermosa que presenta veteados rectos y curvos y con el tiempo va adquiriendo una bella coloración castaña. Se utiliza para imitar la caoba. Al igual que el BLOQUE 1 nogal, apenas se agrieta y se utiliza como revestimiento y en trabajos de torno. 1.6.2 Peral Color castaño rojizo, dura, compacta, admite bien el pulimento. Vaporizada embellece su color. Las mismas aplicaciones que el cerezo; teñida se utiliza para sustituir al ébano. 33 1.6.3 Ciruelo Color castaño o violeta azulado, iguales aplicaciones que la madera de cerezo. 1.6.4 Manzano Semejante a la madera del peral, aunque más oscura, dura y pesada. Aplicaciones parecidas al peral y al cerezo. 1.7 MADERAS EXÓTICAS Duras, de variada coloración, tonos brillantes y agradables, normalmente adquieren gran brillo por pulimento. 1.7.1 Caoba Por este nombre se conoce una serie de maderas procedentes de diferentes sitios, color rosa asalmonado, generalmente duras, fáciles de pulimentar y mucha belleza. Se utilizan para mobiliario y decoración de lujo. Se agrupan en caobas americanas y caobas africanas, presentando variedad de tonos y de veteados. 1.7.2 Ébano Una de las maderas más preciosas. Es dura y hay dos principales variedades: 1.7.2.1 Ébano de Gabón de color negro y bastante uniforme. 1.7.2.2 Ébano de Makassar que presenta estrías de color naranja pardusco claro y castaño negruzco. Utilizada para muebles de lujo. 1.7.3 Palisandro (Palosanto o Jacarandá) Proviene de Brasil, de color violeta a castaño con vetas oscuras, hay variedades en BLOQUE 1 color rojo oscuro. Es madera dura, pesada y algo quebradiza. Admite un bello pulimento y se dedica a muebles y decoración de lujo en general. 1.7.4 Palo rosa Originario de India y Brasil reciben este nombre, más que por su color, por el olor que desprende su tronco recién cortado. La madera es pesada, densa, resinosa y de un color profundamente veteado. Igual uso que las anteriores. 34 1.7.5 Sándalo (Madera de ámbar) Procedente de la India, de color amarillo con vetas rojas (sándalo amarillo) o rojo amarillento (sándalo rojo); se distingue por su perfume aromático. Utilizada en la fabricación de muebles orientales. 1.7.6 Cedro Se reúnen bajo este nombre varios tipos de árboles que tienen en común su fuerte olor aromático. Proceden de Asia menor, norte de África y Norteamérica. Suelen tener un color desde rojo amarillento claro a castaño rojizo los asiáticos, mientras que los americanos son de color rojo azulado. 2. MATERIALES PÉTREOS Muchos materiales usados en ingeniería, se agrupan entre los tradicionalmente llamados cerámicas, o más comúnmente, están formados por varias fases cerámicas. Posiblemente la arcilla fue la primera materia transformada por el hombre para crear nuevos materiales y fabricar objetos de gran calidad y belleza. Sus composiciones y estructuras son muy variadas destacando mayoritariamente los silicatos y los carbonatos combinados con una gran serie de compuestos metálicos y no metálicos. Sus propiedades son igualmente variadas recorriendo amplios rangos de características, aunque en general suelen ser rígidos y frágiles. Aplicaciones BLOQUE 1 Como material de construcción, para revestir fachadas, pavimentación en general y peldaños de escalera en particular. Como elemento constructivo de muebles domésticos y comerciales, constituyendo encimeras. Como material decorativo, formando estatuillas y objetos de lujo. Entre estos materiales, destacamos los siguientes por sus características técnicas así como por sus cualidades estéticas: 35 2.1 MÁRMOL Son piedras calizas de grano muy fino. Se extraen en canteras y se trabajan por tallado desde la antigüedad, siendo muy apreciadas por su belleza cromática y su estabilidad química y estructural. Características Dibujo y coloración natural muy diversos, de extraordinaria belleza decorativa Pulimentando su superficie, adquiere un brillo intenso. Tacto frío, muy duro y suave (si está pulimentado, como es habitual). Material de peso elevado. 2.1.1 MÁRMOL NATURAL 2.1.1.1 Mármol blanco De color uniforme, blanco. El tipo más perfecto es el de Carrara (Italia). 2.1.1.2 Mármol manchado Reciben este nombre los que combinan al menos dos colores distintos. Presentan dibujos caprichosos. Los más frecuentes son: negro con vetas blancas, negro con vetas de color encarnado, el rojo y el amarillo. 2.1.1.3 Mármol lumaquela Contiene en su masa conchas aglutinadas, presentando diversos colores: gris azulado con conchas blancas, azulado con conchas negruzcas y rojo y amarillo en diversas combinaciones. BLOQUE 1  2.1.1.4 Mármol brecha Es una aglomeración de fragmentos de otros mármoles, más antiguos y de diversos colores, sobre un cemento natural. Presenta muy diversas colocaciones utilizadas en decoración. 2.1.1.5 Mármol brocatel 36 Similar al anterior, pero de fragmentos más pequeños. Suele ser de fondo vinoso con manchas redondas de color amarillo. 2.1.1.6 Mármol pudinga Es un conglomerado de cantos rodados sobre un cemento natural. Predominan los amarillos y grises. 2.1.2 MÁRMOL ARTIFICIAL Reciben este nombre una serie de productos cuya finalidad es sustituir al mármol natural, gracias a su menor coste y a la gran ventaja de aportar tamaños, espesores, formas e incluso colocaciones que difícilmente se encuentran entre los mármoles naturales. Además de las características de los mármoles naturales, permiten crear objetos sin restricción de volumen, y su conformado por moldeo ayuda a crear formas difíciles de alcanzar por tallado de mármol natural. En general tienen las mismas aplicaciones que los mármoles naturales, pero con la ventaja de tener unos precios de coste más reducidos. 2.1.2.1 Yeso mármol Fabricado con yeso al que se añade polvo de mármol muy fino y un colorante que le da el color y el veteado deseado. 2.1.2.2 Mármol artificial magnesiano Se fabrica mezclando óxido de magnesio, mármol en polvo, harina de madera, tierra coloreada y una solución de cloruro magnésico. Imita a los mármoles jaspeados. BLOQUE 1  2.1.2.3 Mármol de cemento Se fabrica con cemento portland blanco, polvo de mármol y el colorante que interese. 2.2 MATERIALES CERÁMICOS En aquellos lugares donde escasea la piedra y abunda la arcilla, el hombre creó un 37 nuevo material para suplir aquella. A partir de diferentes tipos de arcillas mezclados con otros materiales, se pueden conformar objetos que adquieren dureza al cocerlos en un horno. 2.2.1 CERÁMICA GRUESA Se llama así por el grosor del grano presente en la arcilla. Se utiliza principalmente para la elaboración de ladrillos, tejas y otros elementos de construcción. Presenta un tacto duro, áspero y habitualmente un color rojizo mate, debido a los compuestos férricos. Las impurezas naturales o añadidas a la arcilla antes de su cocción, son las responsables de los diferentes tonos y colores que puede presentar. 2.2.2 CERÁMICAS FINAS Deben su nombre al grosor del grano de su arcilla. Se usan fundamentalmente en la elaboración de vasijas y recipientes, objetos decorativos, etc., aprovechando su atractivo aspecto superficial. Dentro de esta clase se agrupan en tres tipos: cerámica blanda, loza y porcelana. 2.2.2.1 Cerámica blanda Que puede ser a su vez, arcilla sin barniz, que presenta tonos mates en colores ocres y rojizos y tacto áspero y duro, y arcilla vitrificada o esmaltada, esto es, cuando está cubierta por una capa de barniz, en la que se ha mezclado el óxido de estaño, y le confiere la apariencia de estar cubierta por vidrio brillante, de tacto suave. 2.2.2.2 Loza Es un tipo de cerámica muy dura cubierta por una capa de barniz de plomo vidrioso BLOQUE 1  o una capa de barniz de sal, que tiene un tacto fino y suave. Existen tres tipos: a) Loza común, que suele ser porosa, roja o amarillenta con un baño opaco y coloreado. b) Loza de pedernal, también llamada porcelana opaca, que contiene pedernal en su composición, tomando de éste un tono característico. 38 c) Loza fina, formada con sílice y alúmina y a veces lleva cal. La pasta es porosa, absorbente, blanca y opaca, con un barniz de plomo transparente. 2.2.2.3 Porcelana Se fabrica con arcilla blanca y muy seleccionada, y es transparente o semitransparente. Se diferencia de la loza fina únicamente en la finura del grano, y sólo se la distingue de ésta, por su característica transparencia. Existen dos tipos: a) Porcelana dura, obtenida a partir de una arcilla que contiene caolín con un acabado de barniz de feldespato. Es de origen chino, siendo destacaba la llamada "de cáscara de huevo", extremadamente fina, cuya ornamentación grabada sólo puede apreciarse a contraluz. b) Porcelana blanda, fabricada a partir de una pasta artificial, cubierta con un barniz vítreo. De origen inglés, es destacable la denominada porcelana de hueso", que contiene cenizas de hueso. Ambos tipos presentan una superficie brillante en diversos colores y un tacto muy suave. 2.3 VIDRIO Es uno de los materiales más antiguos (3.000 a. J.C.). Se obtiene enfriando bruscamente el cuarzo fundido que alcanza una estructura vítrea o amorfa. Su BLOQUE 1 composición es de óxido de silicio y otros óxidos inorgánicos en proporciones variables que le pueden aportar diferentes propiedades. Características La más importante es la transparencia, que puede adquirir diferentes calidades cromáticas por las impurezas con la que está mezclado, además, dependiendo de su acabado superficial, puede presentar, o no, brillo. Su conformabilidad en caliente 39 facilita conseguir las formas más variadas. Es un material duro, con un tacto suave y frío debido a su buena conductividad térmica. 2.3.1 VIDRIOS TÉCNICOS Existen muchos tipos de diferentes composiciones y propiedades físicas (de sílice, de sodio, de cal, de plomo, de borosilicato, etc.), destacando: 2.3.1.1 Vidrio translúcido También llamado opal, contiene fluoruros. Se utiliza para envases, globos de lámparas, etc. Difunde muy bien la luz. 2.3.1.2 Vidrio óptico Tiene la composición más compleja de todas, por ser de gran importancia el máximo grado de transparencia. 2.3.1.3 Vidrios de construcción, existen varios tipos: a) Vidrio ordinario, es transparente y brillante. Se obtiene por un procedimiento de estirado. b) Vidrio impreso, tiene la superficie grabada con un dibujo modular. Es traslúcido, dejando pasar la luz (aprox. 85%), pero no la imagen. Múltiples aplicaciones decorativas. c) Vidrios laminados o lunas, se obtienen por desbastado y pulido mecánico para obtener paralelismo entre sus caras y una transparencia y reflexión de la luz muy alta. 4. Luna pulida, de fabricación continua por laminado. Se utiliza para conversión en espejos. BLOQUE 1  d) Luna templada, el temple le confiere mayor tenacidad y hace que la fractura se produzca en fragmentos pequeños y sin ángulos cortantes. Aparentemente no se distingue de la luna pulida. e) Lunas curvadas, se utilizan para escaparates, y tienen la capacidad expresiva de las líneas onduladas. 2.3.2 VIDRIOS ARTÍSTICOS 40 Contienen óxido de plomo, lo que rebaja el punto de fusión y facilita la conformación del material, presentan mayor brillo que otros vidrios y también mayor facilidad para ser tallados. Se utilizan para formar botellas, vasijas, floreros y cristalería en general. Hay varios tipos: 2.3.2.1 Cristal liso Natural o coloreado por medio de óxidos metálicos. Destaca el denominado "cristal negro", que se obtiene interrumpiendo la fusión, de modo que queden algunas partículas sin fundir por completo, que conceden una tonalidad negra al material. Es muy frágil y muy apreciado. 2.3.2.2 Cristales decorados, los hay de dos tipos: a) Cristal tallado, con un disco giratorio de acero se le dan cortes en bisel de forma artesanal, lo que aumenta el brillo y las refracciones de luz por las facetas y aristas formadas. b) Cristal grabado, lleva un dibujo regular hecho con un disco de cobre. El grabado puede hacerse al ácido o al chorro de arena. 2.3.2.2 Cristales aburbujados Se obtienen llenando el material de pequeñas burbujas de aire durante la fusión. Presentan un comportamiento óptico irregular. 2.3.2.3 Camafeo Formado por varias capas de distintos colores durante la fusión. BLOQUE 1 Son famosos el cristal veneciano por la nitidez de su colorido y el cristal de Bohemia, más transparente y de formas más simples. 3. PLÁSTICOS Antes de conocerse los plásticos, la naturaleza era la única fuente de materiales 41 ligeros: La madera, con ayuda de determinados procesos, el caucho natural. Los químicos fueron capaces, a comienzos de este siglo, de elucidar hasta tal punto la estructura molecular de sustancias naturales como, por ejemplo, el caucho, que fue posible comenzar su producción por medios sintéticos. Los plásticos que se producen hoy en día son, en muchos aspectos, muy superiores en propiedades a las sustancias naturales. La elaboración y transformación de sustancias naturales en los materiales que hoy conocemos como plásticos no empezó hasta el siglo pasado, aunque no adquirieron importancia económica hasta los años treinta del presente siglo, cuando el profesor Hermann Staudinger formulo para ellos un modelo estructural, recibió en 1953 el premio nobel por estas investigaciones. El auge de la industria de los plásticos en todo el mundo no empezó hasta después de la 2ª Guerra Mundial. En un principio se empleó el carbón como material de partida, hasta que a mediados de los años 50 se produjo el cambio hacia el petróleo. La crisis del petróleo en 1973 freno un poco el fuerte crecimiento de los plásticos. Los plásticos son materiales cuyos componentes están formados por sustancias orgánicas macromoleculares que se originan mediante síntesis o por transformación de productos naturales. Los plásticos se originan a través de entrecruzamiento o encadenamiento de moléculas muy largas, denominadas macromoléculas, unas sujetan a otras. Como las macromoléculas, y por tanto los plásticos están formadas por multitud de unidades BLOQUE 1 estructurales sencillas llamadas monómeros, técnicamente reciben el nombre de polímeros. (macro = grande, mono = uno, meros = parte, poli = muchos). Podemos dar varias clasificaciones a los plásticos, de las cuales, hemos escogido las siguientes: a) Atendiendo a su origen: 42 Naturales: Que se obtienen de forma natural por síntesis biológica. Sintéticos: Producidos artificialmente. b) Según su comportamiento ante el calor: 3.1 TERMOPLÁSTICOS (Thermos = caliente, plasso = formar). Es un polímero que se funde bajo la acción de temperaturas altas derritiéndose, pudiendo entonces ser moldeado, y formando una pasta dura cuando se enfría. Son fundibles y solubles, o como mínimo se hinchan, al contacto con muchos disolventes. A Tª ambiente pueden ser desde blandos hasta duros y frágiles, pasando por los duros y tenaces. Representan en tonelaje la mayor parte del consumo de los plásticos. Dentro de los termoplásticos distinguiremos entre: 3.1.1 Amorfos Transparentes, cuyo estado de ordenación molecular se asemeja al vidrio. Reciben el nombre de cristales sintéticos u orgánicos. 3.1.2 Parcialmente Cristalinos Presentan un aspecto opaco lechoso, no son nunca transparentes. 3.1.3 Termoplásticos del etileno y derivados Habitualmente usados como material estructural para conformar objetos o como base para crear fibras: BLOQUE 1 a) Polietileno (PE), de variable dureza y rigidez, estos plásticos son tenaces y flexibles y frecuentemente incoloros y translúcidos. Se utilizan mucho para revestir cables e instalaciones de alta frecuencia y, moldeado por inyección, para obtener piezas de utensilios domésticos, juguetes, recipientes, etc. También mangueras y tuberías. b) Polipropileno (PP), es un plástico de gran producción, translúcido con variados 43 colores, duro, rígido, resistente y suave (pulido). Resiste ácidos y bases y no se agrieta. Se usa en menaje de cocina, electrodomésticos y formando hilos en alfombras, redes y sacos y tuberías. c) Poliestireno (PE), también muy extendido, se presenta transparente y opaco, coloreándose con gran variedad de tonos. Resistente a productos químicos. El producto puro, sobre todo libre de oxígeno, tiene una transparencia del 90%, lo que permite fabricar protectores de focos luminosos. AI golpe produce un sonido metálico. Con cargas y colorantes, y por inyección, se fabrican cubos, embalajes, juguetes. Es muy resistente al impacto y se asocia con fibras de vidrio mejorando sus propiedades mecánicas (endureciéndose). d) Cloruro de polivinilo o policloruro de vinilo (PVC), es el plástico más producido; resulta muy inalterable, presenta una superficie lisa, dura y brillante de aspecto córneo que resulta fácil de limpiar. Es impermeable y aislante de electricidad, calor y sonido. Ofrece una gama de colores vivos, sólidos y de gran efecto decorativo. Se comercializa en planchas para gravar anuncios comerciales para la fachada de tiendas, bajo las denominaciones de "Viniplat" o “Glassplat”. También se fabrican tuberías, pavimentos y ventanas; o electrodomésticos y juguetes. Si los polímeros que lo forman son menores, se puede reducir grandemente su dureza y utilizarse como suelas de calzado, imitación de cuero, revestimiento de conductores eléctricos o plastificar papeles coloreados con dibujos. e) Acetato de polivinilo (PVA), carece de brillo, es blando y adherente y por encima de los 28ºC se vuelve gomoso, usándose para hacer chicles de mascar. BLOQUE 1  f) Del acetato se obtiene el alcohol polivinílico que forma películas consistentes, suaves y brillantes solubles en agua. g) Politetrafluoretileno (PTFE, "Teflón", etc.), es un material muy interesante, de gran estabilidad química y térmica y con muy bajos coeficientes de fricción con casi todos los materiales. Se usa para fabricar cojinetes auto lubricado y para recubrir elementos sometidos a acciones químicas y térmicas, como tuberías, baterías de cocina o para recubrir conductores eléctricos. Resulta ser 44 sembrando, suave y muy antiadherente; opaco, generalmente de tonos grises y sin brillo. h) Metacrilato de metilo ("Plexiglás”), de dureza media y resistente presenta gran tenacidad, similar mecánicamente al poliestireno, al que supera en cualidades ópticas, con una transparencia del 99%, tan diáfana como el cristal orgánico incoloro, y destacado brillo (las ralladuras se reparan fácilmente por pulido). Fácilmente moldeable y mecanizable. Más ligero que otros plásticos. Se usa para faros y pilotos de automóviles, así como para fabricar muebles de diseño moderno, y sustituir al cristal en decoración y arquitectura. Otros TERMOPLÁSTICOS, destacaremos varios de interés: i) Poliamida (PA, "Nylon'), este plástico se utiliza principalmente para formar la fibra llamada "Nylon", con aplicaciones en el vestido y ropa interior, en cuerdas y maromas, en cerdas para cepillos de dientes y brochas, y en cuerdas de raquetas. Es translúcido, brillante, de cualquier color, y su fibra es resistente y flexible. j) Poliuretanos (PUR), forman productos sólidos, rígidos y resistentes al desgaste de los que se obtienen piezas por extrusión o moldeo, son opacas con un leve brillo; también forman espumas flexibles para colchones y asientos, y espumas rígidas para aislamientos térmicos, juguetería y embalaje, siendo entonces un material blando, adherente, opaco, fácilmente electrizable, y de muy baja densidad. También constituye fibras muy elásticas utilizadas en corsetería. Aplicado sobre suelos sirve de recubrimiento que soporta bien la abrasión. BLOQUE 1  k) Celulosa, laminada forma películas con espesores de milésimas de milímetro llamadas "celofán" utilizado en embalajes por su transparencia (con o sin color), su flexibilidad y resistencia. Es brillante, adherente y muy suave. l) Éteres de celulosa, la metilcelulosa forma una película consistente, suave, brillante y coloreada, que resulta soluble en agua y comestible por lo que se usa en farmacia como revestimiento de píldoras. 45 3.2 TERMOESTABLES Son infusibles y por ello muy resistentes a las altas Tªs. A altas temperaturas se carbonizan. No pueden ser disueltos y muy raramente se hinchan, por causa de la fuerte reticulación. A Tª ambiente son duros y rígidos, pero frágiles y frente a los termoplásticos, tienden a reblandecerse mucho menos por la acción del calor. Las tomas de corriente por ejemplo se fabrican con termoestables. Los materiales de este grupo presentan una superficie dura y extremadamente resistente. En general resultan algo frágiles. No se ablandan al calentarse pues se descomponen y carbonizan antes de fundirse. 3.2.1 Resinas fenólicas (PH, "baquelitas”) Cargando el material con fibras se consigue resistencia al choque, con amianto resistencia térmica. Suelen presentar color negro o muy oscuro. Se emplean en la industria eléctrica por ser muy aislantes, también para hacer ruedas dentadas silenciosas. 3.2.2 Aminoplastos ("Formica") Son ligeros, soportan cualquier tipo de vibración sin agrietarse, tienen baja termo dilatación. Conformados en placas se utilizan como brillantes paneles de recubrimiento de interiores de edificios, siendo muy resistentes al rayado y fáciles de limpiar. La "Formica" lleva interiormente en su cara superior un papel decorativo de variados dibujos y colores que le confiere unas especiales capacidades ornamentales. Además de equipos de cocina se fabrican vajillas y otros objetos. BLOQUE 1  3.2.3 Poliésteres (PET) Estos materiales forman unas fibras y un tejido muy resistente a las arrugas y al plegado. Mezcladas con algodón y lana han sustituido al rayón en la industria textil, donde toman la apariencia de las fibras naturales con las que se mezcla, aunque endurece el tacto de aquellas. Con fibra de vidrio formaron los primeros materiales compuestos, para fabricar aviones, embarcaciones, bandejas y maletas; resultando 46 resistentes y muy ligeros. 3.3 ELASTÓMEROS (elastos = muelle, meros = parte). Son infusibles e insolubles, pero pueden hincharse, puesto que existen pocos puntos de entrecruzamiento entre cadenas moleculares y las moléculas pequeñas como el agua, pueden introducirse entre sus moléculas. Están reticulados en menor extensión y por ello se encuentran a Tª ambiente en estado gomo elástico. Un ejemplo, los neumáticos o las gomas. 3.3.1 Caucho natural Tras su vulcanizado resulta resistente a rotura por fatiga, así como químicamente inerte, y con buenas propiedades de aislante térmico y eléctrico. Se emplean principalmente en la fabricación de neumáticos. Tiene color negro mate por el proceso de vulcanizado y por los aditivos que lleva. 3.3.2 Cauchos sintéticos Tienen propiedades parecidas al caucho natural pero presentan más estabilidad y resistencia ante agentes químicos, su aspecto es similar al caucho natural y se utilizan en pavimentos, suelas de zapatos, correas de transmisión, tuberías, mangueras y guantes, juntas de dilatación y parachoques. 3.3.3 Neopreno Es un caucho sintético con mejores propiedades mecánicas, más duro y resistente, pero también más caro. Se usa para fabricar trajes de inmersión. BLOQUE 1  3.3.4 Siliconas De una extraordinaria estabilidad química, estos elastómeros se presentan transparentes y brillantes, con una superficie suave y adherente. 47 3.4 PROPIEDADES Y APLICACIONES Son ligeros, algunos son menos densos que el agua. Se les emplea como piezas ligeras de construcción en aviones y automóviles, así como para envases o artículos deportivos. A modo de ejemplo, el Al es 3 veces más pesado que el PE y el acero hasta 8 veces. El rango de densidades se extiende aproximadamente desde 0.9 g/cm3 hasta 2.3 g/cm3, los de densidad más baja PE y PP menor que la del agua, al flotar en ella pueden separarse fácilmente de otros plásticos. La menor densidad es debida a que las distancias entre átomos son más grandes y además son ligeros. Pueden ser moldeados. Las temperaturas de transformación de los plásticos se encuentran entre la temperatura ambiente y los 250 ⁰C, en caso especiales hasta 400 ⁰C, gracias a estola transformación no resulta excesivamente complicada y se requiere relativamente poca energía. En el acero son hasta de 1400 ⁰C. Conductividades bajas, aíslan de la corriente eléctrica del calor y del frıo, prueba de ello son las neveras y las tazas de plástico. Su conductividad es 1000 veces inferior a la de los metales, puesto que prácticamente no tienen electrones libres, responsables del transporte de calor y corriente. El aire, en cambio conduce el calor 10 veces peor que el plástico por eso, se procede a mezclar los plásticos con aire. Las conductividades caloríficas se encuentran en el intervalo de 0.15-0.5 W/mK. Inconveniente durante la transformación, pues es más costosa. Ventaja en el uso en asas de ollas. Para aumentar la conductividad caloríficas le añaden cargas metálicas. A temperaturas más altas el plástico conduce mejor la electricidad. Gracias a su elevada resistencia eléctrica, los plásticos se usan como aislantes eléctricos de aparatos y conducciones BLOQUE 1 que funcionan con corriente eléctrica. Además la variación de algunas características eléctricas como la constante dieléctrica, de algunos polímeros en función del ambiente, permiten que tengan aplicaciones en los elementos transductores dentro de la instrumentación industrial. Estabilidad frente a muchas sustancias químicas, gracias al mecanismo de unión de los átomos son resistentes a los ácidos, álcalis y soluciones salinas, por otro lado muchos 48 disolventes orgánicos como la gasolina o el alcohol, son capaces de disolverlos. Los disolventes más eficaces son aquellos cuya composición química es similar a la del plástico a disolver. Permeabilidad. En algunos plásticos, la gran permeabilidad que resulta de las amplias distancias intermoleculares o de la baja densidad, puede ser un inconveniente. Se convierte en una ventaja para algunas aplicaciones como, las membranas de las plantas desalinizadoras, los films para envases y las prótesis de órganos. Transparencia. Los polímeros termoplásticos amorfos presentan transparencias que no difieren mucho de la del propio vidrio, aprox. 90 %. Haremos referencia en este tema a los Compact disc y DVD pues son objetos de plástico muy actuales. La parte frontal del envase se fabrica con un termoplástico amorfo al igual que el CD, el cual, por un lado se recubre frecuentemente, en primer lugar con Al vaporizado y posteriormente se compacta, de manera que el rayo láser no pueda atravesarlo y sea reflejado. Leyendo por reflexión en la capa de Al las pequeñas oquedades (bits) en el plástico, y transmitir luego esta información al reproductor de CD, que las transforma en música. Hay que señalar en este apartado, que las propiedades de cada polímero, dependerá, por supuesto, del o los monómeros que lo formen, y de la estructura que forma el polímero. Pero estos materiales presentan la gran ventaja que debido a su facilidad de procesado, y la baja temperatura de este, es posible incluir en su fabricación aditivos que nos permiten modificar, hasta cierto punto, las propiedades del producto acabado. BLOQUE 1 Por sus propiedades elásticas y anti abrasivas, los elastómeros son ampliamente utilizados en el sector de la automoción para la fabricación de neumáticos. La rigidez y ligereza de algunos termoplásticos hace que sean ampliamente utilizados en la industria aeroespacial como material estructural. El fácil tintado los hace idóneos como material base para fabricación de aparatos domésticos que necesiten de cierta dosis estética. Por sus propiedades aislantes y 49 mecánicas, se utilizan profusamente en el recubrimiento de cables y herramienta para electricidad. Por su rigidez mecánica y dieléctrica, así como resistencia al ataque químico de los ácidos, las baquelitas se utilizan como soporte de elementos electrónicos en los circuitos impresos de los aparatos electrónicos. Por otro lado, para la fotolitografía de tales circuitos impresos se utilizan polímeros fotosensibles que se insolubilizan y fijan al sustrato cuando reticulan, al ser iluminados por rayos láser. Por su estabilidad al ataque químico y fácil solubilidad en disolventes orgánicos, se utilizan, disueltos, como base para fabricar pinturas acrílicas. Sirven así, no solo como elemento ornamental, sino también como elemento protector de otros materiales fácilmente oxidables, como metales. La estabilidad frente al ataque químico hace que sean utilizados en el revestimiento de vasijas metálicas dedicadas al almacenamiento de sustancias corrosivas. Si el almacenaje es de escasa capacidad, no es necesario el uso de un material que de consistencia al envase, por lo que el mismo polímero, si está dotado de una mínima resistencia mecánica se puede utilizar, por sí solo, como base para fabricar el envase. Fabricación de botellas de agua, de refrescos, yogures, leche y muchos otros envases de productos alimentarios, en los que, se requiere, no que el envase sea precisamente resistente a sustancias corrosivas, sino que el material posea suficiente inercia química para no reaccionar con los alimentos o dejar olores y sabores en estos. La inercia química también es el factor que hace que se utilicen ampliamente en la fabricación de tuberías de conducción hidráulica, tanto domesticas como industriales. BLOQUE 1 Las instalaciones de gas ciudad también están utilizando últimamente tuberías de material plástico por ser más seguras que las metálicas. La fabricación de prótesis quirúrgicas, que requieren de una alta estabilidad química, antaño se reservaba a metales nobles como el titanio. Los últimos diseños de prótesis con base de policarbonatos están abaratando el proceso de fabricación así como rebajando el peso de la prótesis (verdadero hándicap de la fabricación de prótesis). La 50 transparencia de algunos de ellos sirve para fabricar lentes oculares para las prótesis quirúrgicas utilizadas en operaciones de cataratas. El teflón se utiliza en la fabricación de válvulas cardıacas. El tubo de ”dracon”, material tan inerte que los tejidos humanos no lo rechazan, se utiliza para la reparación de vasos sanguíneos. El índice hidrológico de algunos polímeros polares los hace altamente valiosos como materiales impermeabilizantes. Siliconas y alquitranes se utilizan con asiduidad en el sellado e impermeabilización de superficies, tanques, silos, calderas etc. La espuma de poliestireno se utiliza últimamente en la impermeabilización de construcciones. Tal espuma, al solidificar, encierra dentro de sí numerosas burbujas de aire, con lo que se une, la excelente impermeabilidad térmica del aire con la impermeabilidad hidráulica del poliestireno, además del aislamiento sonoro que provocan las burbujas de aire, que hacen las veces de almohadillas en las que las vibraciones sonoras decaen. Son utilizados, disueltos en distintos disolventes, como base sólida de adhesivos. En concreto la caseína (proteína principal de los productos lácteos) polimeriza de tal forma cuando pierde la humedad que adhiere las superficies entre las que se halla. Algunos plásticos no necesitan siquiera de un disolvente. Al fundir a bajas temperaturas, se calientan hasta su estado líquido, aplicándose sobre las superficies a pegar. Una vez enfriados, sellan ambas superficies. 3.5 PROCEDIMIENTOS DE IDENTIFICACIÓN El plástico como producto industrial, es una combinación de polímeros y un número variable de otras sustancias, cargas y aditivos, que se añaden para dar al material final BLOQUE 1 las características o prestaciones concretas que se deseen. El proceso de identificación consiste en someter al material a una serie de pruebas preliminares tales como solubilidad, densidad, fusión y olor a la llama. Una vez aislado el polímero del plástico inicial, para identificarlo podemos aplicarle alguno de los siguientes ensayos: 51 a) Ensayos de densidad, determinando la densidad del polímero se puede comparar con las densidades conocidas de los diferentes polímeros. b) Prueba de combustión y olor: En muchas ocasiones observando el color de la combustión y el olor desprendido durante esta, se puede determinar de qué tipo de polímero se trata. c) Prueba de fusión: esta prueba permite determinar la temperatura de fusión de los polímeros termoplásticos, no de los termoestables, ya que estos se descomponen antes de fundirse. Comparándola temperatura de fusión obtenida con las tablas, se puede deducir de que polímero se trata. d) Prueba de solubilidad: Estudiando el proceso de solubilidad del polímero en los diferentes disolventes orgánicos, se puede deducir de que polímero se trata. 3.6 DENOMINACIÓN DE LOS PLÁSTICOS Como hemos podido observar, la identificación de los plásticos no resulta una tarea sencilla, ya que los procedimientos de identificación son muy variados y en ocasiones el grado de fiabilidad de la identificación no es muy alto. Además el uso extensivo de estos materiales produce unos residuos que deben gestionarse, para que no supongan un problema económico y medioambiental. Los plásticos representan, como parte negativa, un peligro medioambiental si su uso no se racionaliza y se establecen normas y procedimientos para su reutilización y reciclaje. Además de los riesgos que supone su vertido incontrolado, algunos de ellos contienen flúor y cloro que además pueden resultar tóxicos si se llegan a incinerar. Es importante por tanto la separación de residuos para así poder actuar sobre cada tipo BLOQUE 1 según proceda. Un punto de partida racional para el aprovechamiento de residuos es la señalización de los fabricados con plásticos, de modo que pueda saberse el plástico empleado para su fabricación. Es evidente entonces que para poder reciclar los materiales plásticos se hace necesario separarlos de los demás residuos y disponer de un método de marcado sencillo y práctico. Para conseguir esto se procede al marcado de plásticos según la norma DIN 7728, que nombra a los plásticos mediante series de 52 signos que permiten conocer su composición. Por medio de letras adicionales se indica su empleo y las cargas que contiene. Otra arista del uso de los plásticos es su abandono y reducción progresiva de su uso, sustituyéndolos por materiales menos o nada contaminantes. Estas corrientes de marcado carácter proteccionista con el medio ambiente, abogan por una cultura y una educación en el uso de materiales alternativos y ecológicos. Algunos de los plásticos más usados y su nomenclatura: PVC Policloruro de vinilo. Infinidad de aplicaciones. Tubos, juguetes, ventanas, etc. PEX Polietileno reticulado. Tubos y mangueras. PP Polipropileno. Tubos, embalajes. PET Polietileno tereftalato. El 90% de los envases de bebidas están fabricados con este plástico. PB Polibutileno. Adhesivos, envases, tuberías. EPS Poliestireno expandido, conocido como porexpan o corcho blanco. Embalajes. XPS Poliestireno extruido. Aislante térmico en la construcción. EPR Caucho etileno propileno. Aislante de cables eléctricos. PU Poliuretano. Infinidad de aplicaciones. Aislante térmico en construcción. PTFE Politetrafluoroetileno. Teflón. Infinidad de aplicaciones. Sellador, útiles de cocina, etc. BLOQUE 1  4. METALES Y ALEACIONES La gran extensión del uso técnico de los metales se debe a que se encuentran entre los materiales duros y resistentes a distintos esfuerzos, a su comportamiento elástico y a la plasticidad que presentan a altas temperaturas, lo que facilita grandemente su conformado. No obstante, las dificultades de obtención y transformación retrasaron muchas de sus 53 aplicaciones hasta que se dominaron las técnicas metalúrgicas. Su influencia fue tan grande que han dado nombre a un período de la historia del hombre. Características generales En general poseen gran resistencia mecánica, dureza y tenacidad, alta conductividad térmica y eléctrica y gran facilidad para conformarse en láminas por compresión (maleabilidad), y en hilos por tracción (ductilidad), además de conformarse por moldeo (colabilidad), lo que nos permite dar a estos materiales cualquier forma deseada, con garantía de consistencia. Sin estabilidad química les hace muy atacables por diversos agentes en fenómenos de oxidación y corrosión. Su tacto es duro, no adherente, frío y muy suave sí está pulido o tratado superficialmente. De diversos colores opacos, presentan un característico brillo "metálico", pudiendo llegar hasta reflexión especular completa. Entre los metales y sus aleaciones, hemos seleccionado los siguientes por sus importantes características técnicas y aplicaciones: 4.1 METALES FÉRRICOS Y SUS ALEACIONES 4.1.1 HIERRO Con la denominación de hierro se designa al elemento químico hierro (Fe) y los productos siderúrgicos que están formados por hierro (metal) y otros elementos que tienen el carácter de impurezas (carbono, azufre, fósforo, etc.). BLOQUE 1 El hierro puro es un metal de color blanco-grisáceo, dúctil y maleable, buen conductor del calor y de la electricidad, tenaz y algo poroso. Permite que se le forje y se suelde entre sí. Es atacado por el aire húmedo (corrosión) y es penetrado por la oxidación. Es ferromagnético y su temperatura de fusión es de 1539 ⁰C. Los materiales férricos son aquellos cuyo constituyente principal es el hierro (Fe) y que han sufrido un proceso de elaboración hasta llegar a obtener los diferentes “productos siderúrgicos”. 54 4.1.2 HIERRO FUNDIDO. FUNDICIONES. Se denominan así los productos siderúrgicos con un contenido en carbono superior al 2% e inferior al 6,67%. Contiene, además, cantidades apreciables de silicio, manganeso, pudiendo estar presentes otros elementos de aleación para controlar o variar ciertas propiedades, denominándose estas últimas “fundiciones aleadas”. Las propiedades de las aleaciones vienen determinadas, tanto por su composición, como por la velocidad de enfriamiento. Si atendemos al procedimiento de obtención, las fundiciones pueden ser de primera o de segunda fusión. Las fundiciones de primera fusión o arrabio, se obtienen directamente del Horno alto. El volumen más importante del arrabio se aplica bien a la obtención de aceros o bien a ser colado en forma de lingotes que se destinarán a servir de materia prima de una nueva fusión, de donde se obtendrán las fundiciones de segunda fusión. La segunda fusión se realiza en hornos de “cubilote”, hornos tipo cuba, cilíndricos, verticales, dado que permiten la adición de elementos aleantes y éstos les conferirán al producto final una serie de propiedades que darán como resultado diferentes tipos de fundiciones. Propiedades básicas de las fundiciones: Presentan un amplío intervalo de resistencias mecánicas y de durezas, así como dificultades para su mecanización. BLOQUE 1 Si son aleadas, aumentan su resistencia al desgaste, a la abrasión y a la corrosión, aunque presenta una débil resistencia al impacto (baja resiliencia) y escasa ductilidad. Pero con un buen control de la fundición y el tratamiento térmico adecuado, las propiedades mejoran ampliamente. El bajo costo y los importantes avances en el control de las fundiciones, ha dado lugar a la gran expansión que ha presentado su aplicación. 55 Algunas de las fundiciones existentes son: 4.1.2.1 Fundiciones blancas Fundiciones con velocidad de enfriamiento elevada. Gran dureza y resistencia al desgaste. En cambio, presentan una fragilidad elevada, baja resistencia al impacto y son muy difíciles de mecanizar. 4.1.2.2 Fundiciones grises Velocidad de enfriamiento no muy rápida. Son frágiles, fáciles de mecanizar, poseen propiedades autolubricantes, y buena resistencia a la corrosión frente al agua. 4.1.2.3 Fundiciones maleables Poseen un núcleo duro y una superficie más blanda, ya que se parte de una fundición blanca y con ello poder obtener piezas moldeadas que se puedan mecanizar. 4.1.3 ACEROS Propiedades básicas de los aceros El hierro puro no posee la resistencia y la dureza necesarias para las aplicaciones de uso común. Cuando el hierro se combina con pequeñas cantidades de carbono se obtiene el metal denominado acero y sus propiedades dependen, además de su contenido en carbono, de otros elementos de aleación, que pueden añadirse y mejorar sus características. BLOQUE 1 El acero es un producto férreo con concentraciones de carbono comprendidas entre el 0,03% y el 2%, límites que lo separan del hierro dulce por abajo y de las fundiciones por arriba. El acero se puede clasificar atendiendo: a la composición química, a la estructura de equilibrio, al tratamiento térmico, a las aplicaciones o atendiendo al método de obtención. 56 4.1.3.1 Aceros no aleados o aceros al carbono El único elemento que interviene como aleante es el carbono, además de algunas impurezas. Dependiendo de la concentración de carbono tenemos el acero: extrasuave, suave, semisuave, semiduro, duro, extraduro, por orden ascendente en la concentración de carbono. La resistencia mecánica aumenta con la concentración en carbono, al mismo tiempo que disminuye la plasticidad y tenacidad. 4.1.3.2 Aceros aleados Cuando se emplean tecnologías que requieren que los aceros cumplan, simultáneamente, características muy variadas, sólo se puede conseguir mediante la adición al material base de uno o varios elementos de aleación, en concentraciones adecuadas. Los cambios de propiedades surgen como consecuencia de las modificaciones que los aleantes introducen en la composición, química y estructural, de los aceros. 4.1.3.3 Aceros de baja aleación La suma de los elementos aleantes es inferior al 10%. Son los aceros de construcción, los cuales se emplean, en general, para la fabricación de las piezas de transmisión de movimiento de las máquinas y para la construcción de estructuras. Dependiendo del elemento aleante tenemos: Aceros al manganeso, al níquel, al níquel-cromo, al molibdeno, al cromo, al vanadio, al wolframio y al silicio. 4.1.3.4 Aceros microaleados BLOQUE 1 Son aceros de muy baja proporción de los elementos aleantes. En general, estos aceros, presentan un límite elástico y una resistencia mecánica elevados, elevado límite elástico, gran tenacidad, buena soldabilidad y conformabilidad. 4.1.3.5 Aceros de alta aleación Son los aceros que contienen una concentración de elementos de aleación superior al 10%, lo que provoca una profunda modificación de las propiedades del hierro. El 57 precio de este tipo de aceros es mayor que los de baja aleación, por lo que se reservan para aplicaciones mucho más especializadas, como por ejemplo: las altas resistencias al desgaste o a la corrosión; o que deban soportar, sin deformarse, trabajos en frío y en caliente. Se presentan dos tipos de aceros de alta aleación: a) los aceros inoxidables (muy resistentes a la corrosión) y b) los aceros para herramientas (trabajan rápidamente, tanto en frío como en caliente). 4.2 METALES NO FÉRRICOS Y SUS ALEACIONES 4.2.1 Metales no férricos pesados (Densidad > 5 kg/dm3) 4.2.1.1 Cobre Características: Densidad 8,9 kg/dm3. Punto fusión 1083 ºC. Elevada plasticidad. Conformación en frío y en caliente. Resistencia al desgaste, maquinabilidad y resistencia mecánica bajas. Alta resistencia a la corrosión. Conductividad térmica y eléctrica muy elevadas. Obtención del cobre: A partir de minerales de cobre puro, minerales sulfurados (calcopirita y calcosina) y minerales oxidados (cuprita y malaquita). De propiedades mecánicas moderadas, no es un clásico material estructural. Su altísima conductividad eléctrica, así como su extraordinaria maleabilidad que le hace BLOQUE 1 susceptible de todo tipo de tratamientos mecánicos, hace que se utilice mayoritariamente como conductor eléctrico en cables, catenarias, líneas telefónicas y bobinas de motores. Muy utilizado también en instalaciones térmicas y de fluidos. Su nobleza electroquímica y alta resistencia a la corrosión, así como su buena conductividad térmica le convierten en material constructivo de tuberías, calderas, intercambiadores y radiadores de automóviles. 58 De color muy parecido al oro, aunque algo más rojizo, y su intenso brillo inducen a darle aplicaciones decorativas y artísticas en arquitectura, bisutería y artesanía en general. Se auto protege de la corrosión formando pátinas de diferente naturaleza según el medio. En la atmósfera forma carbonato hidratado de cobre de color verde grisáceo sin brillo, y en presencia de otros agentes forma óxidos y sulfatos variando las tonalidades de la pátina. 4.2.1.2 Latones Son aleaciones de cobre y cinc, con otros metales aleados que aumentan la resistencia a la corrosión del cobre y modifican sus propiedades mecánicas mejorando su conformabilidad (latones monofásicos) o aportándole resistencia y dureza (latones bifásicos). Según la composición se clasifican en los siguientes tipos: a) Latón rojo, con menos del 20% de cinc, su vistoso colorido le hace habitual en aplicaciones de ornamentación decorativa y de artesanía (vasijas, bisutería), lo que aprovecha su fácil conformación en frío superior a la del cobre. b) Metal de Muntz, su composición del 60% de cobre y 40% de cinc aumentan la dureza y resistencia del cobre lo que unido a su gran resistencia a la corrosión la adecuan para fabricar tuberías de vapor, condensadores, etc. Presenta un color amarillento en aplicaciones decorativas. c) Latones marinos, añadiendo un 1% de estaño a la composición del metal de Muntz se consigue una buena estabilidad química en aguas salinas, por lo que es utilizado en aplicaciones marinas. d) Latón amarillo, con sólo un 50% de cobre se utiliza en la construcción de piezas BLOQUE 1  fundidas que no requieran alta resistencia, accesorios de fontanería. Presenta tonos amarillos. e) Alpaca, es un latón aleado con níquel (60% cobre, 20% cinc y 20% níquel). El níquel aumenta la resistencia mecánica, la, resistencia a la corrosión y le da al material una tonalidad blanca plateada. Se utiliza en relés y contactos y también en orfebrería y cubertería por su gran parecido a la plata. 59 4.2.1.3 Bronces Los bronces son aleaciones de cobre y otro elemento que no sea cinc, que pueden llevar añadidos otros terceros elementos para mejorar las propiedades de la aleación. En general mejoran las propiedades mecánicas del cobre, así como su resistencia a la corrosión. Podemos clasificarlos como sigue: a) Bronce común, es una aleación de cobre y estaño que mejora grandemente la resistencia mecánica y la dureza, y levemente la maleabilidad, del cobre. Con forja la resistencia mejora aún más. Se emplea en la fabricación de engranajes, rodamientos, segmentos de pistones y artefactos. Resiste a la corrosión en agua dulce y salada por lo que se utiliza en la construcción de válvulas, bombas hidráulicas, depuradoras y filtros, etc. Habitualmente su contenido de estaño se sitúa entre el 7% y el 14% (llamado bronce de cañones), presentando diferentes tonalidades cromáticas según como sea su proceso de enfriamiento y tratamientos térmicos (tonos grisáceos, amarillentos o rojizos), oscuro y mate si no está pulimentado (habitualmente es así), o más claro y brillante si lo está. Forma una capa protectora de tono verdoso. Excepcionalmente tendrá un contenido de estaño del 25% (llamado bronce de campanas), formándose en su estructura una fase metálica dura y frágil, causante de la característica sonoridad de este material, dedicado a la fundición de campanas. b) Bronces afeados, añadiendo al bronce común cantidades variables de otros elementos como cinc, fósforo, plomo o níquel pueden mejorarse sus propiedades mecánicas y su resistencia al ataque de agentes químicos, lo que BLOQUE 1  especializa sus aplicaciones. Mencionaremos únicamente que el fósforo, y más aún el plomo, reducen la fricción del material que se utiliza para fabricar bujes y cojinetes. c) Cuproaluminios, son bronces especiales formados por la aleación de cobre y aluminio (entre el 5% y el 11% de aluminio). Los de bajo contenido de aluminio aumentan la alta maleabilidad del cobre y su resistencia mecánica, aunque 60 menos que los latones, a los que aventajan en resistencia a la corrosión y el desgaste. Y los de mayor contenido de aluminio manifiestan mayor resistencia mecánica y dureza, con menor maleabilidad e igual resistencia a la corrosión. Se utilizan para tubos de intercambiadores, cuerpos de bombas, hélices de barcos, válvulas y bulones y tuercas para ambiente corrosivo. Frecuentemente se utilizan para fabricar medallas y monedas por su alta ductilidad, resistencia al desgaste y a la corrosión y su superficie lisa, deslizante de color amarillento y brillante. d) Cuproníqueles, bronces especiales de cobre y níquel (entre el 5% y el 40% de níquel), de excelente resistencia a la corrosión, tienen buena resistencia mecánica y dureza (máxima para el 65% de níquel; aleación "Monel"). Se conforman bien en frío y en caliente, para producir tubos de condensadores, válvulas, etc. También muy usadas para acuñar monedas, por las mismas razones que los cuproaluminios. e) Cuproberilio, bronce especial de cobre y berilio que consigue, con un 2% de berilio y endurecido por maduración, un límite de elasticidad superior al de los aceros a igualdad de resistencia mecánica. De color amarillo e intenso brillo, se utiliza en resortes y en piezas de contacto eléctrico. 4.2.1.4 Estaño. (Sn) Características: Densidad 7,3 kg/dm3. Punto fusión bajo 231 ºC. Resistencia a tracción baja, alargamiento 40%, dúctil y quebradizo en caliente, blando y maleable en frío. No se oxida. Obtención: se obtiene a partir de la casiterita. BLOQUE 1 Por reducción de los óxidos del estaño mediante carbón y transformándolo por electrólisis a estaño puro (99,99%). Por recuperación a partir de la chatarra del estaño, bañando la hojalata en solución de sosa cáustica que disuelve el estaño y recuperándolo por electrólisis. Aplicaciones: forma parte de la hojalata (al ser inalterable por el aire y ácidos orgánicos) y como recubrimiento del cobre en la fabricación de tubos para 61 serpentines. Aleaciones: destacan dos grupos, los bronces (Cu+Sn) y en las que interviene el plomo (Sn+Pb). En estas últimas destacan: - Metal de imprenta. - Plomo duro. - Aleaciones antifricción: Sn+Cu+Sb+Pb. (Sb=antimonio). - Soldadura blanda: Sn+Pb (25%