2am40 manufactura para administradores

2AM40

2AM40: MANUFACTURA PARA

ADMINISTRADORES

Ameedomo

Texto escrito a máquina

Inscrito en el Registro Público del Derecho de Autor con Titulo: 03-2014-120311283500-01

Ameedomo

Texto escrito a máquina

AUTORES

SANCHEZ BEDOLLA AMERICA MELISSA

AGUILAR QUINTERO LESLY JOVANA

AGUIRRE FLORES MELISSA

AMBROSIO ZUÑIGA DANIELA ARISTEO MARTINEZ DIANA SOFIA

BENITEZ SALINAS ALEXIS JORDANO BUENO CASTRO DIANA DANIELA

CHAVEZ PARTIDA ESTEFANIA LETICIA

CORCHADO MOJICA GUILLERMO

CRUZ LOPEZ ALAN CRUZ MAURIN DIANA CAZANDRA

CUENCA ALEMAN GUADALUPE AMEYALI

DEL CASTILLO GARCIA VERONICA

GARCIA NANDUCA JORDAN DANIEL

GARCIA QUIROZ METZLI SARAHI

GARCILAZO VAZQUEZ ALDO

GONZALEZ RIVERO MAYRA KARINA

GRANADOS BARAJAS ANA KAREN HERNANDEZ ROBLEDO JESSICA ELIZABETH

IBARRA PACHECO AELINN LEDEZMA LORENZO BRYAN GIOVANNI

LOPEZ PEREZ DANIEL

MARVAN CORTES MIRIAM MEZA PEREZ NANCY GUADALUPE

MILLAN DE LA CRUZ VALERI LESLIE

OLIVO QUINTANA MARCO ANTONIO

PEREZ GONZALEZ JOANA PATRICIA

REYES ORTEGA FRANCISCO

ROJAS RAMOS FRANCISCO XAVIER ROMERO CABELLO NOEMI JOCABET

SANCHEZ SOTO MIRIAM BRENDA

SANCHEZ TELLEZ PERLA

SANDOVAL MAYA YESSICA ABIGAIL

SANDOVAL RAMOS ANTONIO

SANTIAGO BARRON MIROSLAVA SEGOVIA ZAMILPA MARIA ALEJANDRA

SIERRA ROMERO ERANDI TAVERA GUTIERREZ PEDRO EDUARDO

VELAZQUEZ GARIBAY ANDREA

Con supervisión de:

Juan José Hurtado Moreno MAESTRO EN INGENIERIA METAL MECANICA

Procesos de Manufactura Página 1 2AM40: MANUFACTURA PARA ADMINISTRADORES

Introducción

Manufactura (del latín manus, mano, y factura, hechura) o fabricación es una fase de

la producción económica de los bienes. Consiste en la transformación de materias

primas en productos manufacturados, productos elaborados o productos terminados

para su distribución y consumo. La manufactura es la actividad del sector secundario

de la economía, también denominado sector industrial, sector fabril, o simplemente

fabricación o industria.

La obra presentada a continuación es el trabajo de alumnos de la Licenciatura en

Administración Industrial del Instituto Politécnico Nacional matriculados en la Unidad

Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y Administrativas que,

cubriendo necesidades académicas e interés propio, la secuencia 2AM40 en

colaboración con el profesor Juan José Hurtado Moreno, catedrático de dicha unidad,

desarrollaron una herramienta que facilita el desarrollo de competencias académicas

con los conocimientos básicos de los procesos de manufactura aplicados en la

industria moderna.

El contenido nos ayudara a conocer y explicar los diferentes materiales así como su

comportamiento y propiedades. Posteriormente podremos identificar, describir y

conocer los diferentes procesos de manufactura, asimismo, valorar con criterio

ecologista todas las posibilidades de reutilizar los materiales y evitar la

contaminación.

Aprendiendo así a señalar los elementos principales y característicos que permiten

comprender el proceso de transformación, evaluar el uso y aplicación acordes al

producto a desarrollar, seleccionar el proceso adecuado a los materiales a utilizar,

considerando costos de fabricación y factibilidad técnica, establecer en las empresas

buenas prácticas de manufactura, condiciones rentables en la operación y conciencia

ecológica, apoyar la sustentabilidad de los procesos productivos a implementar.

Logrando posicionar a la organización industrial en un entorno altamente competitivo,

productivo y comprometido socialmente.


INDICE

Unidad temática: I

Clasificación modera de los materiales.

1.1 Clasificación moderna de los materiales: Metales, cerámicos, polímeros y

compuestos nuevos materiales.

1.1.1 Clasificación y normalización de los materiales de acuerdo a su uso:

Industrial y domestico

1.1.2 Propiedades de los materiales según el grupo al que pertenecen.

1.2 Propiedades de los materiales según el grupo al que pertenecen.

1.3 Fenómenos físicos que intervienen en el cambio de la materia.

1.4 Fenómenos químicos.

1.5 Desarrollo Sustentable.

Unidad temática: II

Selección de materiales según su uso.

2.1. Auxiliares gráficos: Diagramas de caja negra, de bloques, pictogramas.

2.2. Ajustes y tolerancias.

2.3. Clasificación de los procesos de manufactura:

2.3.1. Por fusión: fundición, soldadura.

2.3.2. Por deformación: forja en frio y en caliente, laminado, extruido, trefilado,

acuñado.

2.3.3. Por corte: torneado, fresado, cepillado, cizallado, troquelado, punzonado.

2.3.4. Por transformación superficial: recubrimientos, endurecimiento.

2.3.5. Procesos de unión: ensamble, pegado, remachado, uniones con elementos

roscados.

2.4. Sustentabilidad


Unidad temática: III Reciclado y uso de materiales bajo la norma

ISO 14000

3.1. Reciclado y uso de los materiales

3.1.1 Metales

3.1.2 Polímeros

3.1.3 Compuestos

3.1.4 Cerámicos

3.1.5 Nuevos materiales

3.2. Normatividad y lineamientos ISO 14000


1.1 Clasificación moderna de los materiales: Metales,

cerámicos, polímeros y compuestos

Los materiales se clasifican generalmente en los siguientes grupos: metales,

cerámicos, polímeros, materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos

grupos poseen estructuras y propiedades distintas.


Metales

Tienen como característica una buena

conductividad eléctrica y térmica, alta

resistencia,

ductilidad.

rigidez,

Son particularmente

útiles en aplicaciones estructurales o de

carga. Las aleaciones (combinaciones de

metales) conceden alguna

propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una

mejor combinación de propiedades.

Clasificación: Se clasifican en dos grandes grupos según el contenido en hierro:

No ferrosos

- Aleaciones pesadas (Cu, Pb, Zn)

- Aleaciones ligeras (Al, Ti)

- Aleaciones ultraligeras (Mg, Be)

Ferrosos

Un material es ferroso o férrico cuando su componente principal es el hierro.

Normalmente posee pequeñas cantidades de C que se han incorporado en el proceso

de obtención y otros metales incorporados, para que la aleación resultante adquiera

propiedades especiales.


Cerámicos

Tienen los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que

puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales

se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Ejemplo de Aplicación de Materiales Cerámicos


Polímeros

Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas.

Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su

uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas

moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductilidad y

confortabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar

de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles.

Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.


Ejemplo de Aplicación de Materiales Polímeros.

Materiales compuestos

Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de

distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los

materiales de forma individual.


1.1.1 Clasificación y normalización de los materiales de

acuerdo a su uso: industrial y domestico

Clasificación de los materiales industriales

¿Qué es un material?

Un material está compuesto por elementos, están relacionados por una composición

química definida.

Otro factor de los materiales es su estructura, los materiales están caracterizados por

tener una estructura determinada y única, s este acomodo cambia cambiaran las

características del material y por lo tanto se hablara de este como variación o como

otro material distinto.

Clasificación de materiales industriales

La mayoría de los materiales industriales pueden clasificarse en: metales y no

metales; dentro de la categoría de los no metálicos se encuentran: los cerámicos y

polímeros, entre los metales cerámicos y los polímeros se forma un grupo de tres

materiales básicos utilizados en la manufactura.

Metales


Los metales que más se ocupan en la manufactura son comúnmente aleaciones, las

cuales están compuestas de dos o más elementos, en donde por lo menos uno es

metálico. Estos pueden dividirse en dos grupos.

Metales ferrosos: Se basan en el hierro, el grupo incluye acero y hierro colado; estos

constituyen el grupo de materiales comerciales más importantes y son los más

usados en todo el mundo. El hierro puro tiene poco uso comercial, pero aleado con

carbón tiene más usos en todo el mundo. Esta aleación puede formar acero y hierro

colado.

Los elementos comunes que se añaden a la aleación son el cromo, el manganeso,

el molibdeno, el níquel y el vanadio, algunas veces en forma individual, pero

generalmente en combinación.

Los efectos que tienen en conjunto con el hierro y el carbono es la siguiente:

• Cromo (Cr). Mejora la resistencia, dureza, resistencia al desgaste y

dureza en caliente. Incrementa la templabilidad.

• Manganeso (Mn). Mejora la resistencia y dureza del acero.

• Molibdeno (Mo). Aumenta la tenacidad, la dureza en caliente y la

resistencia al desgaste.

• Níquel (Ni). Mejora la resistencia y tenacidad. Incrementa la

templabilidad, pero no tanto como los otros elementos de aleación en el

acero.

• Vanadio (V). Forma carburos que incrementan la resistencia al

desgaste.

Entre estos metales ferrosos existen otros tipos de hierro como es:

Hierro colado. Es una aleación de hierro y carbón que se utiliza en fundición

principalmente de arena. El hierro colado se

encuentra disponible en diferentes formas,

que se describen a continuación.

• Fundición gris: Representa el

mayor tonelaje

entre las fundiciones

de hierro. Las reacciones químicas internas derivan en la formación de

hojuelas de grafito distribuidas a todo lo largo del producto fundido en


la solidificación, esta estructura es la que causa de la superficie del

metal tenga un color gris cuando se fractura, de aquí el nombre

fundición gris.

Sus dos propiedades atractivas son:

1. Buena amortiguación a la vibración, que es una característica

deseable en motores y otras máquinas.

2. Cualidades de lubricación internas, que hacen maquinable la

fundición.

• Fundición nodular: Es un hierro con la composición del hierro gris, en la

cual el metal fundido se trata químicamente antes de vaciarlo para

provocar la formación de nódulos de grafito en lugar de hojuelas. El

resultado es un hierro más fuerte y más dúctil, de aquí el nombre de

fundición dúctil.

Sus aplicaciones incluyen componentes de maquinaria que requieren

alta resistencia mecánica y buena resistencia al desgaste.

Engranajes de

transmisión

Rodillos de

laminación


• Fundición blanca: Posee menor contenido de carbono y silicio que la

fundición gris. Se forma mediante un enfriamiento más rápido del metal

fundido después de haberlo

vaciado, esto causa que el carbono

permanezca combinado

químicamente con el hierro en

forma de cementita (carburo de

hierro), en lugar de precipitar la

solución en forma de hojuelas.

Las zapatas para freno de

ferrocarril son un ejemplo clásico.

• Fundición maleable: Cuando las piezas de fundición blanca se tratan

térmicamente para separar el carbono en solución y formar agregados

de grafito, el metal resultante se llama fundición maleable.

Los productos típicos hechos con fundición maleable incluyen

accesorios para tubería y bridas, algunos componentes para máquinas

y partes de equipo ferroviario.

Tubos de dirección

Metales no ferrosos: Los metales no ferrosos incluyen elementos metálicos y

aleaciones que no se basan en el hierro. Los metales de ingeniería más importantes

en el grupo de los no ferrosos son el aluminio, el cobre, el magnesio, el níquel, el

titanio, el zinc y sus aleaciones.

Los metales no ferrosos incluyen elementos metálicos y aleaciones que no se basan

en el hierro. Los metales de ingeniería más importantes en el grupo de los no ferrosos

son el aluminio, el cobre, el magnesio, el níquel, el titanio, el zinc y sus aleaciones.


• Aluminio (Al). Tiene una alta conductividad eléctrica y térmica, y su

resistencia a la corrosión es excelente debido a la formación de una

película superficial dura y delgada de óxido. Es un metal muy dúctil y

notable por su facilidad de formado.

• Magnesio (Mg). Es el más ligero de los metales estructurales. El

magnesio y sus aleaciones se encuentran disponibles en ambas formas

forjadas y en fundición. Su maquinado es relativamente fácil. Sin

embargo las partículas de magnesio (como pequeñas virutas) se oxidan

rápidamente y debe tenerse cuidado para evitar riesgos de incendio.

• Cobre (Cu). Es uno de los metales más conocidos por los seres

humanos desde la antigüedad.


1. El cobre puro tiene un color rosado rojizo característico

2. Baja resistividad eléctrica, una de las más bajas de todos los elementos.

Debido a ésta propiedad y a su abundancia relativa en la naturaleza, el

cobre, comercialmente puro es ampliamente usado como conductor

eléctrico.

3. El cobre es también un excelente conductor térmico. El cobre es uno de

los metales nobles (como el oro y la plata), de suerte que es resistente

a la corrosión.

• Níquel (Ni). Es un elemento similar al hierro en muchos aspectos; es

magnético y su módulo de elasticidad es prácticamente el mismo que el

hierro y el acero. Difiere del hierro en que es mucho más resistente a la

corrosión y las propiedades de sus aleaciones a altas temperaturas son

generalmente superiores.

Gracias a sus características de resistencia a la corrosión, se usa

ampliamente como:

1. Un elemento de aleación en acero, tal como el acero inoxidable.

2. Como un metal de chapeado sobre otros metales como el acero

al carbono.

• Titanio (Ti). Es medianamente abundante en la naturaleza, constituye

cerca del 1% de la corteza terrestre. Su importancia ha crecido en las

décadas recientes debido a sus aplicaciones aeroespaciales, en las

cuales se explota su peso ligero y su buena razón resistencia-peso.

1. Es más rígido y fuerte en comparación con el aluminio y tiene

buena resistencia a temperaturas elevadas principales de

aplicación del titanio:


2. En estado comercialmente puro, el titanio se usa para

componentes resistentes a la corrosión, tales como

componentes marinos, implantes y prótesis;

3. Las aleaciones del titanio se usan como componentes con alta

resistencia en un rango de temperaturas como los componentes

de aviones y de proyectiles.

• Zinc (Zn). Su bajo punto de fusión lo hace atractivo como un metal de

fundición. También suministra protección contra la corrosión cuando se

aplica como recubrimiento sobre el acero o hierro; el término acero

galvanizado se refiere al acero que ha sido recubierto con zinc.

1. Las aleaciones de zinc se usan ampliamente en la fundición de

dados para producciones masivas de componentes destinados

a la industria automotriz y de accesorios.


Cerámicos

Un material cerámico se define comúnmente como un compuesto que contiene

elementos metálicos (o semimetálicos) y no metálicos. Los elementos no metálicos

típicos son el oxígeno, el nitrógeno y el carbón. Algunas veces se incluye en la familia

de los materiales cerámicos al diamante, el cual no se ajusta a la definición anterior.

La tecnología del procesado cerámico se usa para producir productos comerciales

que son muy diversos en cuanto al tamaño, forma, detalle, complejidad,

composición, estructura y costo como son:

• Equipamiento deportivo.

• Gafas anti deslumbramiento.

• Componentes eléctricos.

• Refractarios.

• Cerámica tradicional.

• Rodamientos

• Tecnología aeroespacial.

• Arcilla.

• Cemento.

• Vidrio.

Propiedades.

1. En contraste con aquellas propiedades que dependen de los enlaces

interatómicos y, por tanto, son intersecas al material, tales como por

ejemplo el punto de fusión, la dureza y la expansión térmica,

tenemos que la resistencia mecánica, así como las propiedades

eléctricas o magnéticas, varían notablemente con su

microestructura, tamaño y distribución de las fases que constituyen

el material.

2. La textura representa una característica importante en la ciencia y

tecnología de los materiales cerámicos que une el proceso de

fabricación y las propiedades.


3. Las materias primas, el modo en que ellas son conformadas y

proceso seguido en su tratamiento térmico, afectan a la textura del

material final y, por tanto, a sus propiedades.

4. Temperatura superior a 1400°C

5. Resistencia a la abrasión.

6. Resistencia al choque térmico.

7. Tenacidad alta

Características

1. Para su fabricación se usan materias primas de alta pureza, con composición

química y propiedades controladas.

2. El procesado está sujeto a un control preciso, tanto en el conformado como en

la cocción.

3. Los productos tienen una microestructura bien controlada, que asegura su alta

fiabilidad o respuesta a la utilización para la cual ha sido diseñada.

Clasificación

1. Cerámicas técnicas o estructurales, son requeridos principalmente

por sus propiedades mecánicas. Es un grupo especial de

materiales cerámicos, su estudio va encaminado a suplir la

fragilidad que presentan los materiales cerámicos

convencionales, quebrándose con cargas

de impacto relativamente bajas.

2. Cerámicas funcionales:

I. Cerámicas Oxhídricas (Blancas)

• Aluminio

• Silica

• Magnesia

II. Cerámicas No Oxidicas (Negras)

• Carburo de Silicio

• Nitruro de Boro

Ventajas

1. Mayor dureza

2. Resistencia a la oxidación

3. Baja densidad


4. Menor conductividad térmica

5. Resistencia al ataque químico

6. Resistencia a temperaturas elevadas Inconvenientes

1. Reproducibilidad, se puede mejorar mediante un procesado

adecuado, con objeto de lograr microestructuras controladas con

tamaños de defectos lo más pequeños posibles.

2. Su fragilidad, condición inherente a su naturaleza.

Cerámicas antiguas

Cerámicas tradicionales


Cerámicas avanzadas

Polímeros

Un polímero es un compuesto formado por repetidas unidades estructurales llamadas

meros cuyos átomos comparten electrones para formar moléculas muy grandes. Los

polímeros están constituidos generalmente por carbón y otros elementos como

hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y cloro. Los polímeros se dividen en tres categorías:

Polímeros termoplásticos, Polímeros termo fijos y Elastómeros.

Polímeros termoplásticos

Son polímeros infusibles e insolubles. Esto se debe a que las cadenas de estos

materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes

enlaces covalentes.

Propiedades

1. Se deforman con el calor.

2. Se solidifican al enfriarse.

3. Son reciclables pues pueden ser procesados, varias veces sin

perder sus propiedades.


NOMBRE QUIMICO

APLICACIONES

PROPIEDADES

• Polietileno (PE)

• Polietileno de baja densidad

• Polietileno de alta densidad

• Contendores.

• Aislantes

• Cerámicas

• Tuberías

• Juguetes

• Películas

• Hojas de embace

• Bolsas de basura

• Es resistente a la corrosión.

• Hay dos tipos de densidad alta y densidad baja.

• Flota en el agua. NOMBRE QUIMICO

APLICACIONES

PROPIEDADES

Polipropileno (PP)

• Empaquetado

• Botellas

• Tubo y tuberías

• Tapicería de autos

• Bolsa

• Sacos

• Jeringas

• Precintado de cajas

• Fibras

• Más duro y menos flexible que el polietileno.

• Flota al agua

• Incoloro e

inodoro

• Resistente al

agua y calor

NOMBRE QUIMICO

APLICACIONES

PROPIEDADES

Cloruro polivinilo (PVC)

• Tubos

• Tuberías

• Canalones

• Conductos

• Eléctricos

• Prendas para

lluvia.

• Maletas.

• Zapatos

• Cortinas de baño

• Mangueras

• Discos

la

• Es muy resistente químicamente y se mezcla muy bien con aditivos que mejoran sus propiedades y amplían sus aplicaciones.

• No flota en el agua

Tipos de termoplásticos


Poli estireno (PS)

Carcasas de línea

blanca de

electrodomésticos

Botones de

aparatos

Instrumentos y

tableros de autos

Bandejas de

alimentos frescos

Envases de yogurt

Calzado

Transportes, inodoro, insípido y relativamente frágil. Se pueden modificar sus propiedades para fabricar Poli estireno expandido No flota en el agua

Características

1. Tienen mejor resistencia al impacto, a los solventes y a las

temperaturas extremas con respecto a los termoplásticos.

2. Es muy frágil

3. Son muy rígidos

4. Gran estabilidad física y mecánica

5. Muy difíciles de soldar

Polímeros termo fijo: Son materiales rígidos que tienen una estructura molecular

compleja del tipo red, la cual tiene lugar en el proceso de moldeo. Los plásticos

llamados termo fijo o termoestable son plásticos que una vez moldeados no pueden

modificar su forma, y por lo tanto no pueden ser reciclados

Los termos fijos son materiales que se caracterizan por tener cadenas poliméricas

entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se

funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida

y dura

Características: Debido a la estructura molecular y composición química diferente a

los termoplásticos.


• Más rígidos en módulo de casticidad dos o tres veces más grande

Son frágiles sin ductilidad.

• Menos solubles en los solventes comunes

• Capaces de funcionar a temperaturas más altas

• No pueden ser refundidos Sistema de formación:

• Sistema de activación: por temperatura se funde en molde.

• Sistema activado catalíticamente: se añade una pequeña cantidad

de catalizador líquido y lo cambia a una forma sólida

• Sistema activado por mezcla: el mejor ejemplo son las epóxicas.

Polímeros termos fijos importantes:

• Amino resinas: para recubrimiento de madera (fórmica)

• Epóxicos: por mezclado de dos sustancias químicas que forman un

polímero duro.

• Poliuretanos: pertenecen a la gran familia de los polímeros y se

presentan en termoplásticos , termo fijos y elastómeros


Silicones: se encuentran en los elastómeros y termo fijos

Más del 90% de los poliuretanos flexibles se emplean para hacer colchones y para

acolchonar muebles. En la industria de la transportación se consume un promedio de

16 kilogramos de poliuretano flexible por coche, sólo para acolchona miento y relleno.

En el pasado, las defensas delanteras y traseras de los automóviles se hacían de

metal, pero en la actualidad casi todas han sido sustituidas por uretano el esotérico

moldeado. La reducción de peso debido a esta sustitución varía entre 10 y

20kilogramos.

Elastómeros: Estos polímeros exhiben un comportamiento elástico importante, de

aquí el nombre de elastómero. Los elastómeros son polímeros capaces de sufrir

grandes deformaciones elásticas cuando se les sujeta a esfuerzos relativamente

bajos, Algunos elastómeros pueden soportar deformaciones de hasta el 500% o más,

pero retornan a su forma original.

Para entender un poco mejor lo que es un elastómero lo podemos asimilar al siguiente

ejemplo, imaginemos que encima de una mesa tenemos un conjunto de cuerdas

entremezcladas unas con otras, cada una de estas cuerdas es lo que llamamos

polímeros tendremos que realizar un esfuerzo relativamente pequeño si queremos

separar las cuerdas unas de otras, ahora comenzamos a realizar nudos entre cada

una de las cuerdas, apreciamos que entre más nudos realicemos más ordenado y

rígido se vuelve el conjunto de las cuerdas, los nudos de nuestra cuerda es lo que

representa los enlaces químicos con un cierto grado de nudos, o enlaces químicos

necesitamos tensionar con mayor fuerza el conjunto de cuerdas con objeto de

separarlas, además observamos que cuando tensionamos la longitud de


las cuerdas aumentan y cuando dejamos de tensionar el tamaño de las cuerdas

vuelven a la longitud inicial.

Propiedades de los materiales elastómeros

• No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado

gaseoso

• Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes

• Generalmente insolubles

• Son flexibles y elásticos

• Menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos

Clasificación de materiales elastómeros

• Elastómeros termoestables: Son aquellos elastómeros que al calentarlos no

se funden o se deforman.

• Elastómeros termoplásticos: Son aquellos elastómeros que al calentarlos se

funden y se deforman. Son una clase de copo limeros o mezcla física de

polímeros (generalmente un plástico y un caucho) que dan lugar a materiales

con las características termoplásticas y elastómeras. El entrecruzamiento en

elastómeros termoplásticos se forman a partir de dipolos débiles o de enlaces

por puentes de hidrógeno.

Algunos materiales elastómeros

Polispermo

• Características: Es muy elástica y flexible y además de ser extremadamente

impermeable. El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco o

incoloro.

• Nombre comercial: Caucho natural.

• Propiedades: Elevado valor de fricción, propiedad de resistencia al desgaste

más uniforme, sensible al ozono. A bajas temperaturas se vuelve rígido y

cuando se congela en estado de extensión adquiere estructura fibrosa.

• Otra información: Posee buena resistencia al amoniaco, sales orgánicas,

ácidos débiles y álcalis.


Polisiloxano

• Características: Polímero inodoro e incoloro, hecho principalmente de silicio,

es inerte y estable a altas temperaturas

Nombre comercial: silicona

• Propiedades: Tiene una excelente resistencia al envejecimiento, no es

afectada por la luz solar ni el ozono, posee poca resistencia mecánica, así

como también al vapor, hidrocarburos alifáticos, aromáticos.

• Otra información: La temperatura para este material va de los -100ºC a los

+260º.

Estireno - Butadieno

• Características: El caucho estireno butadieno más conocido como caucho

SBR es un copo limero (polímero formado por la polimerización de una mezcla

de dos o más monómeros) del estireno y el 1,3-butadieno. Este es el caucho

sintético más utilizado a nivel mundial.

• Nombre comercial: Goma sintética

• Propiedades: Moderada resiliencia, excelente resistencia a la abrasión,

moderada resistencia al desgarro, excelente resistencia al impacto, excelente

resistencia eléctrica.

• Densidad: 0,909gr/cm3

• Otra información: Es el caucho más importante en el mercado, entre sus

aplicaciones más importantes son: neumáticos para automóviles y suelas de

zapatos.

Ejemplos y aplicaciones de materiales elastómeros

• Goma natural: Material usado en la fabricación de juntas, tacones y suelas de

zapatos.


Poliuretanos: Los poliuretanos son usados en el sector textil para la fabricación

de prendas elásticas como la lycra, también se utiliza como espumas,

materiales de ruedas, etc.

• Poli butadieno: Material elastómero utilizado en las ruedas o neumáticos de

los vehículos dada la extraordinaria resistencia al desgaste.

• Neopreno: Material usado principalmente en la fabricación de trajes de buceo,

también es utilizado como aislamiento de cables, correas industriales,

etc.


Silicona: Material usado en una gama amplia de materiales y áreas dado a

sus excelentes propiedades de resistencia termina y química las siliconas se

utilizan en la fabricación de chupetes, prótesis médicas, lubricantes, moldes,

etc.

Normalización de los materiales de acuerdo a su uso: industria

Normalización

Proceso por el cual se regulan las actividades de los sectores tanto privado como

público en materia de salud, medio ambiente en general, seguridad al usuario,

información comercial, así como prácticas de comercio, industrial y laboral. A través

de este proceso se establece la terminología, clasificación, directrices,

especificaciones, atributos, características, y los métodos de prueba o las

prescripciones aplicables a un producto, proceso o servicio.

Normalización: La Asociación Estadounidense para Pruebas de Materiales (ASTM,

por sus siglas en inglés) define la normalización como el proceso de formular y aplicar

reglas para una aproximación ordenada a una actividad específica para el beneficio

y con la cooperación de todos los involucrados.

Principios científicos de la normalización

La normalización, como cualquier disciplina científica y tecnológica, cuenta con sus

principios, los cuales tienen como característica principal darle orientación y

flexibilidad al proceso normativo para que este pueda adaptarse a las necesidades

del momento y no constituir una traba en el futuro. La experiencia ha permitido tres

principios, en los cuales coinciden agentes de diferentes lugares y épocas:


Homogeneidad. Cuando se va a elaborar o adaptar una norma, esta debe

integrarse perfectamente a las normas existentes sobre el objeto normalizado,

tomando en cuenta la tendencia evolutiva para no obstruir futuras

normalizaciones.

• Equilibrio. La normalización debe lograr un estado de equilibrio entre el avance

tecnológico mundial y las posibilidades económicas del país o región. Una

norma que establece el estado más avanzado del progreso técnico no servirá

si esta no fuera de las posibilidades económicas de una empresa o país.

• Cooperación. La normalización es un trabajo de conjunto y las normas se

deben establecer con el acuerdo y cooperación de todos los factores

involucrados, es decir: Interés general, compradores o usuarios y los

fabricantes.

Aspectos fundamentales de la normalización

El objetivo fundamental de la normalización es elaborar normas que permitan

controlar y obtener un mayor rendimiento de los materiales y de los métodos de

producción, contribuyendo así a un mejor nivel de vida.

Las normas, producto de esta actividad deben comprender tres aspectos

fundamentales:

• Simplificación. Esta constituye un estudio serio y preciso que consiste

en una ordenación racional y sistemática para eliminar todo lo que es

fruto de la improvisación, capricho o ignorancia.

• Unificación. La unificación significa definir las tolerancias de fabricación;

unificar es definir las características dimensionales.

• Especificación. Especificar es definir la calidad por métodos

reproducibles y comprobables.

Clasificación de las normas.

Las normas se clasifican según su contenido y según su ámbito de aplicación.

• Según su contenido:

I. Científicas: especifica conceptos generales en cualquier ámbito

de la técnica.

II. Industriales o técnicas: que determinan realidades de los

materiales, características técnicas de los materiales

III. De materiales: describen características de los materiales.


IV. Dimensionales: definen las dimensiones, establecen la forma de

un elemento que este normalizado y las tolerancias.

• Según su ámbito de aplicación:

I. Internacionales: norma I.S.O.

II. Nacionales: para estas existe un organismo nacional de

normalización.

III. De empresa: de aplicación solo a una determinada empresa.

IV. De sector: se aplica a todas las empresas relacionadas con ese

sector en concreto, Z para el sector de la automoción.

• ISO: son las siglas de la organización internacional de normalización

(estandarización).Busca el fomento de la normalización en el mundo

para apoyar el intercambio de materiales y servicios y fomentar la

cooperación científica, técnica y económica entre los distintos países.

Organismos internacionales de normalización

• ISO - Organización Internacional para la Estandarización.

• IEC - International Electro technical Commission. • IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers.

• ITU - Unión Internacional de Telecomunicaciones (engloba CCITT y CCIR). • IATA - International Air Transport Association

• AMN - Asociación Mercosur de Normalización.

• APEC - Asia-Pacific Economic Cooperation. • CENELEC - Comité Européen de Normalisation Electrotechnique -

Comité Europeo de Normalización Electrotécnica.

• CEN - Comité Europeo de Normalización. • COPANT - Comisión Panamericana de Normas Técnicas.

• CROSQ - Caribbean Community Regional Organisation for

Standards and


Quality.

• RAN - Red Andina de Normalizacion.

• Organizaciones Privadas de Normalización • ACI - American Concrete Institute.

• API - American Petroleum Institute. • ASCE - American Society of Civil Engineering.

• ASME - American Society of Mechanical Engineers.

• ASTM - ASTM International.

• HL7 - Health Level Seven Inc. • IAPMO - International Association of Plumbing and Mechanical

Officials.

• NEMA - National Electrical Manufacturers Association. • NFPA - National Fire Protection Association.

• NSF - NSF International. • UL - Underwriters Laboratories Inc.

A.S.T.M. (Sociedad Americana para el Ensaye de Materiales).

De gran interés e importancia para quienes efectúan ensayos o inspección de

materiales; la ASTM desempeña doble función.

a) Normalización de las especificaciones y los métodos de prueba o ensaye de

los materiales, los cuales se realizan por comités permanentes.

b) Mejoramiento de los materiales de Ingeniería, la cual se logra a través de

investigaciones de comités y miembros individuales, los resultados obtenidos se

hacen públicos en la revista de la asociación


Normalización de los materiales

La finalidad de la normalización es tipificar y unificar los materiales, para lo cual

recurre a tareas como la definición de los productos, nomenclatura inherente,

dimensiones y sus tolerancias, exigencias técnicas que deben satisfacer, métodos de

ensayo a aplicar en cada caso, así como requisitos atinentes a los materiales y a sus

aplicaciones.

La normalización trata de conciliar tanto los intereses del fabricante como los del

consumidor, pues tiene como objetivo la simplificación de los productos, y con ello la

unificación. De ese modo se eliminan los tipos superfluos, se facilita el recambio de

piezas de máquinas - con lo cual se reduce la cantidad de diseños y proyectos-, se

simplifican los métodos de producción y los equipos necesarios para las tareas

correspondientes.

La normalización coloca a los fabricantes en un mismo plano de competitividad al fijar

para cada producto las dimensiones y tolerancias admisibles, los requisitos de calidad

y una gama escalonada de valores referentes a formas y propiedades básicas.

Todo ello conduce a la reducción de tipos con la consiguiente economía de materia

prima; la posibilidad de mantener stocks reducidos a cifras indispensables permite la

utilización integral de los equipos de fabricación, que se diseñan para reproducir

piezas normalizadas, y por ende, facilita la producción en serie.

De ese modo la normalización, desde el punto de vista del producto, es un factor de

economía, puesto que, al permitir que se reduzca el número de variedades de un

producto hace factible su abaratamiento.

El consumidor se ve también beneficiado por la normalización tanto por lo que

representa como garantía de calidad, en lo que hace al abaratamiento de los

productos, como por la facilidad de hallar un repuesto y la posibilidad de intercambio

de marcas, que hacen posible su aplicación en cualquier parte del país, y también

fuera de él.

Necesidades de la normalización

• Normalización: modo de garantizar las características de piezas

o montajes.

• medidas.


• Calidades superficiales.

• Prestaciones.

1.1.2 Propiedades de los materiales según el grupo al que

permanecen.

Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde

el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados

por el hombre para mejorar su nivel de vida.

Como los productos están fabricados a base de materiales, estos se encuentran en

cualquier parte alrededor nuestro entorno. Los comúnmente encontrados son

madera, hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel.

Para poder hacer una correcta selección y uso de los materiales empleados en los

procesos de manufactura y en el diseño y fabricación de herramientas, es necesario

conocer y comprender sus propiedades físicas y fundamentales de los materiales

metálicos y no metálicos. Por lo que un material podrá tener mayor resistencia a los

esfuerzos, otras mejores propiedades para resistir la corrosión, y todavía otro podrá

ser más económico. En consecuencia, la mayoría de las selecciones es un

compromiso entre una gran cantidad de materiales, escoger el más óptimo.

La manera más general de clasificación de los materiales es la siguiente:

Metálicos

Ferrosos: Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es

el fierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza.

Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso,

vanadio y titanio.

No ferrosos: Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los

metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es

alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y

las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir

considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente

en los últimos años. Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como

elementos complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles como

materiales puros o aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren

determinadas exigencias o condiciones de trabajo


No metálicos

Orgánicos Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales.

Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el

alcohol o los tetracloruros, no se disuelven en el agua y no soportan altas

temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son:

• Plásticos

• Productos del petróleo

• Madera

• Papel

• Hule

• Piel

Inorgánicos: Son todos aquellos que no proceden de células animales, vegetales o

relacionados con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general

resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales

inorgánicos más utilizados en la manufactura son:

• Los minerales

• El cemento La cerámica

• El vidrio

• El grafito (carbón mineral)

Propiedades de los materiales

Las propiedades físicas son aquellas que por medio de nuestros sentidos, o por

medio de instrumentos de laboratorio podemos percibirlas. Estas propiedades son las

que distinguen a los materiales, ya que cambian su estado pero no su composición.

Las propiedades físicas se clasifican en:


• Intensivas

• Extensivas

Propiedades intensivas

Son también definidas como propiedades particulares, ya que es específica para cada

sustancia y sirve para identificarla. Como son:

Color: Es la impresión que la luz produce en la retina reflejada por un cuerpo.

Sabor: Es la sensación que ciertos cuerpos producen en el órgano del gusto.

Olor: Es la sensación que se produce en el órgano del olfato a partir de un

estimulación.

Densidad: Es la relación que existen entre masa y el volumen de un cuerpo. Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual hierven los líquidos cuando se

suministra calor o presión atmosférica.

Punto de fusión: Es la temperatura a la cual los sólidos se transforman en líquidos.

Propiedades extensivas

Son conocidas como propiedades generales de la materia y son:

Masa: Es la cantidad de materia o medida de la inercia

Peso: Es la fuerza con que un cuerpo es atraído por la tierra

Volumen: Es el espacio de un cuerpo ocupando en sus tres dimensiones.

Inercia: Es la tendencia de un cuerpo a preservar su estado de reposo o movimiento

rectilíneo con velocidad constante.

Propiedades mecánicas.

Son aquella que tienen que ver con el comportamiento de un material bajo la

influencia de ciertas fuerzas en uno o varios sentidos.


Determinación

Para determinar una propiedad mecánica de cualquier material, es necesario aplicar

un “ensayo mecánico”. La realización de este ensayo se necesita una muestra del

material, con las dimensiones y formas establecidas por las normas, que se le conoce

con el nombre de probeta. Una vez teniendo la probeta se realiza la prueba

haciéndole ejercer diversas fuerzas como son: tensión, compresión, torsión, flexión y

corte directo. Dependiendo del uso de la fuerza y la propiedad a determinar será la

forma y técnica a usar.

Clasificación.

Las propiedades Mecánicas se dividen en:

Propiedades estáticas.

Cuando las cargas aplicadas a un material son constantes e inmóviles o casi no

presentan movimiento se dice que son estáticas.

Ductilidad y fragilidad

Ductilidad es una propiedad que permite a un material ser doblado, estirado,

ensanchado, formado o permanentemente distorsionado sin ruptura.

Un material que tiene alta ductilidad no puede ser quebradizo o muy duro. Los

materiales duros en el otro sentido, son usualmente quebradizos y carecen de

ductilidad.

La prueba de tensión puede ser como una medición de la ductilidad por cálculo del

porcentaje de elongación del material fracturado.

El grado de plasticidad exhibido por un material es importante para determinar

procesos industriales.

Para los procesos de deformación de un metal se requiere plasticidad por parte del

mismo, ya que cuanto más plástico sea, más podrá deformarse sin que se rompa.

Esta capacidad para deformarse sin romperse se conoce como "DUCTILIDAD" del

material.

Si un material se rompe con poca o ninguna ductilidad, se dice que es frágil. La

"FRAGILIDAD" es lo contrario de la ductilidad.

Tenacidad.


Por definición, es el trabajo por unidad de volumen necesario para fracturar un

material suele expresarse mediante el ensayo, de tracción. Histéresis plástica

Es parte de la energía mecánica que se pone en juego, al cargar y descargar el

material convierte en energía térmica. Ese proceso origina amortiguamiento

mecánico y materiales que poseen esta característica son capaces de absorber

vibraciones mecánicas.

Dureza

La dureza de un material es una propiedad importante para muchas aplicaciones y

puede ser definida como la resistencia de un material a ser penetrado o su resistencia

a ser rayado o desgastado. Prueba Brinell de dureza

Consiste en aplicar una fuerza P a un balín de acero templado de diámetro D, para

que presione en una parte plana del material sujeto a prueba. A continuación el

diámetro medio D, de la huella impresa en el material, se mide mediante una escala

adecuada integrada a un microscopio de baja potencia. El número de HB de dureza

Brinell se define como la carga dividida entre el área de la presión.

Donde P es la carga aplicada medida en Newtons, D el diámetro del balín, en

milímetros y d el diámetro medio de la presión en milimetros. El número de dureza

siempre se indica sin unidades, aunque en realidad tiene las de presión. Es necesario

incluir el factor 0.102 en la ecuación anterior para mantenerla dimensionalmente

correcta.

Las cargas aplicadas están estandarizadas y corresponden a masas de 500,100 y

3000 Kg., dependiendo del material sometido a prueba. Generalmente se usan y se

aplica una masa de 3000 Kg. Durante 10 o 15 s para el hierro gris y el acero. Los

estándares apropiados contienen recomendaciones sobre las condiciones de prueba

para los diversos metales. Si no se usan las condiciones estandarizadas deberá

indicarse HB D/P/t. En la práctica el Número Brinell de dureza se determina en tablas

que dan el número de dureza para un diámetro de presión específico. La prueba de

Brinell puede ser comparada en términos reales con la prueba de comprensión.

Maleabilidad

Es la propiedad que permite a un material ser sometido a la acción de un esfuerzo de

compresión, adoptando la forma de un producto plano sin destruirse.

Propiedades dinámicas.


Los materiales suelen sufrir cargas dinámicas. Entre tales casos se cuentan

componentes que:

• Padezcan cargas repentinas o de intensidad rápidamente variable

• Que se carguen y descarguen repentinamente

• Que se soporten variaciones frecuentes de modo de carga, como

cambios de tracción a compresión.

Fluencia

Es un fenómeno por el efecto a largo plazo de la temperatura. La temperatura a la

cual el material para absorber mucha energía al absorber poca temperatura se llama

temperatura de tracción y sirve para estimar los materiales óptimos para ciertas

aplicaciones.

Mecanización

Es eliminar la mayor cantidad de materiales en el menor tiempo, sin necesidad de

reacondicionar, ni sustituir herramientas útiles, consiguiendo un acabado superficial

aceptable con un costo global reducido.

Resistencia a la ruptura

Es la oposición que presenta la estructura de un material a ser dividida en dos o más

partes mediante diversos esfuerzos o fuerzas aplicadas, las cuales son: esfuerzo a

la tracción (son fuerzas resultantes de igual magnitud, aplicadas en el mismo cuerpo

pero en sentido contrario diametralmente hacia fuera del centro).

Existe otro tipo de resistencia que se conoce como resistencia a la fatiga o al

esfuerzo, y está se presenta en cuerpos que son sometidos a esfuerzos constantes

y combinados a la compresión y a la tracción.

Rigidez.

La rigidez es la magnitud o medida de deformación que ocurre bajo la acción de una

carga dentro del comportamiento elástico. Elasticidad

Es la capacidad que posee un material para deformarse y dicha deformación no sea

permanente.


Si después de suprimir la carga, un cuerpo regresa a su tamaño y forma original, el

cuerpo ha sufrido una “deformación elástica”, y la capacidad de un cuerpo de

recuperar su forma original es conocida como elasticidad.

De acuerdo a la ley de Hooke que establece que para un cuerpo elástico la

deformación es directamente proporcional al esfuerzo aplicado. Para calcular el

esfuerzo es la siguiente expresión:

Plasticidad

Es la capacidad para deformar un material en los límites elásticos y plásticos sin que

llegue a ocurrir la ruptura. Esta deformación no será permanente. La plasticidad

puede expresarse en varias maneras y las más comunes son la ductilidad y la

maleabilidad, y se presentan en un diagrama de esfuerzos.

Propiedades eléctricas

Es la propiedad que presentan los cuerpos relacionados con la presencia o ausencia

de elementos portadores de carga eléctrica, estos portadores de carga son: el

electrón, el hueco electrónico y los iones. Y movimiento de estos se produce un efecto

llamado “corriente.” a) Conductividad eléctrica

Es el grado de facilidad al paso de portadores de carga y es una propiedad que varía

de un material a otro y depende del mismo y la temperatura a la cual se encuentran,

pues se ha encontrado que a medida que la temperatura baja, la conductividad

aumenta, siendo este el caso de los materiales superconductores. b) Resistividad.


La resistencia se define como una cantidad de circuito, esto, es, la característica de

oposición a la corriente de un circuito. Entonces la resistividad de un material se

puede definir como la resistencia.

c) Superconductividad.

Es el fenómeno donde un material llamado Semiconductor en la que la movilidad de

las cargas eléctricas no están buena como en los conductores ni tan mala como los

aislantes. Es esta propiedad la que les permite controlar o amplificar los impulsos

eléctricos. Algunos de estos materiales son los cristales de Silicio, Germanio y ciertos

compuestos metálicos. Con los semiconductores se fabrican dispositivos

electrónicos, como los transistores, los diodos o cierto tipo de celdas fotoeléctricas.

Materiales No Metálicos

Los materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es usado con un fin

específico. Se agrupan en dos grandes grupos, que son los materiales metálicos y

los no metálicos: estos son los que no tienen en su composición ninguna sustancia

metálica.

Plásticos

El significado de plástico se aplica a las sustancias de similares estructuras que no

tiene punto fijo de evaporación y que poseen durante un intervalo de temperaturas

propiedades de flexibilidad y elasticidad que permiten adaptarlas y moldearlas a

diferentes formas y aplicaciones.

El origen de los Plásticos:

La invención del primer plástico se da en un concurso realizado en 1860, cuando el

fabricante de bolsas de billar estadounidense Phelan and Collarder ofrecía una suma

de 10000 $ a quien sustituyera el marfil natural, que se utilizaba para la fabricación

de bolsas de billar. John Wesley Hyatt, fue quien desarrolló el celuloide disolviendo

celulosa en una solución de alcanfor y etanol. Este no ganó el premio pero consiguió

un producto muy comercial que sería de gran utilidad en la cinematografía.

En 1909 el químico estadounidense Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de

gran interés comercial que se llamó baquelita y fue el primer plástico sintético de la

historia. A lo largo del siglo XX se comercializó tanto que empieza a sustituir a otros

materiales, iniciando así la “era del plástico”.


En 1920 el químico alemán Hermann Staudinger descubrió que se componía de

macromoléculas, lo que provocaría años posteriores un gran avance en este apartado

de la química.

Fibras Textiles

Se denomina fibra textil a los materiales compuestos de filamentos y susceptibles de

ser usados para formar hilos o telas, así sea mediante tejido u otros procesos físicos

o químicos. Se clasifican según su origen:

Origen natural:

De origen animal: los tejidos provienen de los animales.

• Lana: proviene del pelo de las ovejas

• Seda: se extrae del gusano de seda en la fase de crisálida.

De origen vegetal: los tejidos provienen de plantas.

• Algodón: se extrae de una semilla. Lino: se extrae de un

tallo.

De origen mineral: los tejidos se obtienen de minerales.

• Fibra de vidrio.

• Fibra de metales.

Origen artificial: utilizan para su creación un componente natural (celulosa).

• Proteicas: Caseína, Lanital.

• Celulósicas: Rayón Viscosa y Tencel, Rayón acetato, Rayón

Cuproamonio, Rayón Nitrocelulosa, Rayón Triacetato.

Minerales: Fibra de vidrio, Hilo metálico.


Origen sintético: no utilizan componentes naturales, son en su totalidad químicos.

• Monocomponentes: Poliamida, Fibras Poliéster, Poliacrílico,

Fibras Modacrílicas, Fibras Olefínicas, Fibras Spandex, Fibras

Aramídicas.

• Bicomponentes: Fibras Poliéster, Fibras Acrílicas,

Fibras

Olefínicas, Fibras Poliamídica.

• Microfibras: Fibras Poliamidicas, Fibras Poliéster, Fibras

Acrílicas.

Madera

La madera es un material ortotrópico encontrado como principal contenido del tronco

de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que

están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no

producen madera son conocidas como herbáceas.

Como la madera la produce y utilizan las plantas con fines estructurales, es un

material muy resistente, y gracias a esta característica y a su abundancia natural, es

utilizada ampliamente por los humanos ya desde tiempos muy remotos.

Partes de la madera:

Duramen: Parte de la madera localizada en la zona central del tronco. Representa la

parte más antigua del árbol, tiende a ser de color oscuro y de mayor durabilidad

natural.

Madera utilizada para la construcción de jaranas y otros instrumentos de son jarocho

tales como la leona y el mosquito. El ámbar de la madera es precioso.

Madera madura. Albura modificada por cambios físicos y químicos

Es la madera dura que constituye la columna del árbol. Es la antigua albura que se

ha lignificado (células muertas).

Albura: Parte joven de la madera, corresponde a los últimos ciclos de crecimiento del

árbol, suele ser de un color más claro.


La formación de la nueva madera en el tronco del árbol se lleva a cabo por una capa

de células denominadas cambium, que está situada entre la corteza interna y la

albura.

En la madera de más reciente formación (albura) tienen lugar dos importantes

funciones: la conducción de la savia (desde la raíz a las hojas) y el almacenamiento.

Desde el punto de vista industrial, los materiales que interesan son el duramen y la

albura, que adquieren el mismo color tras talar y dejar secar el árbol.

Luego el duramen y la albura se procesan mediante aplanadoras y lijas industriales

hasta llegar al producto (tablas en sí), también lápices, bates y mesas entre otros. La

calidad de la dureza depende del mercado hacia dónde va dirigido, de acuerdo al

costo.

Cámbium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa

interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema,

que forma parte de la corteza.-Corteza externa: es la capa más externa del árbol.

Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección

contra los agentes atmosféricos.

Composición de la madera:

En composición media se compone de un 50% de carbono (C), un 42% de oxígeno

(O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% de resto de nitrógeno (N) y otros elementos. Los

componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que constituye

alrededor de la mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es

un polímero resultante de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que

proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (alrededor de un 25%) cuya

función es actuar como unión de las fibras. Existen otros componentes minoritarios

como resinas, ceras, grasas y otras sustancias.

Celulosa:Es un polisacárido estructural formado por glucosa que forma parte de la

pared de las células vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con el valor

mínimo de n = 200. Sus funciones son las de servir de aguante a la planta y la de

darle una protección vegetal. Es muy resistente a los agentes químicos, insoluble en

casi todos los disolventes y además inalterable al aire seco, su temperatura de

astillado a presión de un bar son aproximadamente unos 232,2 °C.

Procesos de obtención de la celulosa.

-Proceso de Kraft:


Se trata con solución de sulfuro sódico e hidróxido sódico en relación 1:3 durante 26

h a temperaturas de 160 -170 °C. Después, en ebullición, se añade sulfato sódico

que posteriormente pasa a sulfuro sódico y se elimina.

Método de la sosa:

Se usa hidróxido sódico para digerir el material.

Método del sulfito:

Se digiere con solución de bisulfito cálcico con dióxido de azufre libre, y las ligninas

se transforman en lignosulfonatos solubles.

En medio de esto se hace uno de los tres casos en la madera. Esta llega y es

descortezada y chipeada, y echada a la caldera de acopio y de allí a una clasificación

de lavado donde se selecciona y blanquea, más tarde se seca y embala. Los

sobrantes van a silos que después se usarán para dar energía.

Tenemos árboles de dos tipos:

Caducifolios: son los árboles en los que las hojas se caen en el otoño o invierno y

vuelven a salir en la primavera. Los más característicos son: el roble, el almendro, el

manzano y bastantes árboles frutales.

Perennifolios: son por el contrario los que se caracterizan por mantener la hoja todo

el año, es decir, que no se les caen las hojas. Los más característicos son: el pino, el

ciprés, el abeto, el tejo… Estos árboles suelen proporcionar una madera más blanda

que la de los caducifolios.

Materiales Cerámicos

Sin duda alguna, la industria cerámica es la industria más antigua de la humanidad.Se

entiende por materíal cerámico el producto de diversas materias primas,

especialemnte arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles

forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-

químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo más sencillo,

son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento

térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el

caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo

ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces.


Propiedades

Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.

Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como

puntas cortantes de herramientas. Gran resistencia a altas temperaturas, con gran

poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico. Gran resistencia a la corrosión y

a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos. Alta resistencia a

casi todos los agentes químicos. Una característica fundamental es que pueden

fabricarse en formas con dimensiones determinadas Los materiales cerámicos son

generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de

tensión y presentan poca elasticidad.


electrocerámicas (usados en

automoción, aviación....

Materiales cerámicos impermeables o finos: en los

que se somenten a temperaturas

Clasificación

Dependiendo de la naturaleza y tratamiento de als materias primas y del proceso de

cocción, se distinguen dos grandes grupos de materiales cerámicos: las cerámicas

gruesas y las cerámicas finas.

Materiales cerámicos porosos o gruesos. No han sufrido vitrificación, es decir, no se

llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la temperatura del horno es baja.

Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases,

líquidos y grasas. Los más importantes:

Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La

temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte

de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se

fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.

Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena,

pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda

los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos....

Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de

hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la

mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay objetos

de decoración.La cocción se realiza en dos fases:

Se cuece a unos 1100ºC. Tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte.

Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura

Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio,

berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de

enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos y tensiones internas. Se obtienen

productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más

usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los

hornos) y

2AM40: MANUFACTURA PARA ADMINISTRADORES Pagina 48

suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. Así, se

obtienen productos impermeables y más duros. Los más importantes son:

Gres cerámico común: obtenido a partir de arcillas ordinarias, sometidas a

temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos y paredes.

Gres cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas conteniendo óxidos metálicos a las

que se le añade un fundente (feldespato) para bajar el punto de fusión. Más tarde se

introducen en un horno a unos 1.300 °C. Cuando está a punto de finalizar la cocción,

se impregnan los objetos de sal marina que reacciona con la arcilla formando una

fina capa de silicoalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado

característico. Se emplea para vajillas, azulejos...

Porcelana: obtenido a partir de una arcilla muy pura, caolín, mezclada con fundente

(feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex). Su cocción se realiza en dos fases:

una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y, tras aplicarle un esmalte otra a

más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Teniendo multitud de

aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, tazas de café, etc.) y en la industria

(toberas de reactores, aislantes en transformadores, etc.).

Procesado de Materiales cerámicos

Las etapas básicas en la fabricación de productos cerámicos son:

Extracción: obtención de la arcilla, en las canteras, llamadas barrenos, que además

de ser a cielo abierto, suelen situarse en las inmediaciones de la fábrica de arcilla.

Preparación: Consiste en la molienda primero y la mezcla de las diferentes materias

primas que componen el material. La composición variará en función de las

propiedades requeridas por la pieza de cerámica terminada. Las partículas y otros

constituyentes tales como aglutinantes y lubricantes pueden ser mezclados en seco

o húmedo. Para productos cerámicos tales como ladrillos comunes, tuberías para

alcantarillado y otros productos arcillosos, la mezcla de los ingredientes con agua es

una práctica común. Para otros materiales cerámicos, las materias primas son tierras

secas con aglutinantes y otros aditivos.


Conformación: los métodos de modelado de cerámica que se utilizan más

comúnmente.

Prensado. La materia prima puede ser prensada en estado seco, plástico o húmedo,

dentro de un troquel para formar productos elaborados 8Ver vídeo como se fabrican

los azulejos más abajo).

Prensado en seco: este método se usa frecuentemente para productos refractarios

(materiales de alta resistencia térmica) y componentes cerámicos electrónicos. El

prensado en seco se puede definir como la compactación uniaxial simultánea y la

conformación de los polvos granulados con pequeñas cantidades de agua y/o

pegamentos orgánicos en un troquel. Después del estampado en frío, las partículas

son normalmente calentadas (sinterizadas) a fin de que se consigan la fuerza y las

propiedades micro estructurales deseadas. El prensado en seco se utiliza mucho

porque permite fabricar una gran variedad de piezas rápidamente con una

uniformidad y tolerancia pequeñas

Extrusión. Las secciones transversales sencillas y las formas huecas de los

materiales cerámicos en estado plástico a través de un troquel de embutir. (Ver vídeo

como se fabrican los ladrillos más abajo).

Secado: Las piezas recién moldeadas

se romperían si se sometieran

inmediatamente al proceso de cocción,

por lo que es necesario someterlas a

una etapa de secado con el propósito

es eliminar el agua antes de ser

sometida a altas temperaturas.

Generalmente, la eliminación de agua

se lleva a cabo a menos de 100ºC y

puede tardar tanto como 24h. para un

trozo de cerámica grande.

Cocción: al cocer las arcillas a alta temperatura se producen una serie de reacciones

que desembocan en una consistencia pétrea y una durabilidad adecuada para el fin

para el que se destinan. Como se ha dicho antes la temperatura dependerá del tipo

de


1.2 Estados de agregación de la materia

En física y química se observa que, para cualquier sustancia o elemento material,

modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos

estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con

las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes;

los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados fases sólida,

líquida, gaseosa y plasmática. También son posibles otros estados que no se

producen de forma natural en nuestro entorno, por ejemplo: condensado de Bose-

Einstein, condensado termiónico y estrellas de neutrones.

Estado solido

Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida; sus

átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les

confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados

generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son

mayores que las de repulsión. En los sólidos cristalinos, la presencia de espacios

intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que

ubican a las celdillas en formas geométricas.

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes

características:

• Cohesión elevada.


• Tienen una forma definida y memoria de forma, presentando fuerzas

elásticas restituidas si se deforman fuera de su configuración

original.

• A efectos prácticos son Incompresibles.

• Resistencia a la fragmentación.

• Fluidez muy baja o nula.

• Algunos de ellos se subliman.

Estado líquido

Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la

estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la

capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso,

aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa

que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

• Cohesión menor.

• Movimiento energía cinética.

• Son fluidos, no poseen forma definida, ni memoria de forma por lo

que toman la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.

• En el frío se contrae (exceptuando el agua).

• Posee fluidez a través de pequeños orificios.

• Puede presentar difusión.

• Son poco compresibles.

Estado gaseoso

Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni

volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con

poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida,

provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la

contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atracción entre

partículas resultan insignificantes. Es considerado en algunos diccionarios como

sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos, ya que el término

de vapor se refiere estrictamente para aquel gas que se puede condensar por

presurización a temperatura constante. Los gases se expanden libremente hasta

llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los

líquidos y sólidos.

Dependiendo de sus contenidos de energía o de las fuerzas que actúan, la materia

puede estar en un estado o en otro diferente: se ha hablado durante la historia, de un


gas ideal o de un sólido cristalino perfecto, pero ambos son modelos límites ideales

y, por tanto, no tienen existencia real.

En un gas, las moléculas están en estado de caos y muestran poca respuesta a la

gravedad. Se mueven tan rápidamente que se liberan unas de otras. Ocupan

entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios

libres intermedios y están enormemente separadas unas de otras. El gas carece de

forma y de volumen, porque se comprende que donde tenga espacio libre allí irán sus

moléculas errantes y el gas se expandirá hasta llenar por completo cualquier

recipiente.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Cohesión casi nula.

• No tienen forma definida.

• Su volumen es variable.

Estado plasmático

El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han

separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado

parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y

positiva, respectivamente), separados entre sí y libres, por eso es un excelente

conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.

En la baja Atmósfera terrestre, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es

alcanzado por una partícula cósmica rápida) se dice que está ionizado. Pero a altas

temperaturas es muy diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se

mueven sus moléculas y átomos, (ley de los gases ideales) y a muy altas

temperaturas las colisiones entre estos átomos, moviéndose muy rápido, son

suficientemente violentas para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran

parte de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas colisiones y el

gas se comporta como un plasma.

A diferencia de los gases fríos (por ejemplo, el aire a temperatura ambiente), los

plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos

magnéticos. La lámpara fluorescente, contiene plasma (su componente principal es

vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a

la que está conectada la lámpara. La línea, positivo eléctricamente un extremo y

negativo, causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo, y que

los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las partículas aceleradas

ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y


mantienen el plasma, aunque se recombinen partículas. Las colisiones también

hacen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eficiente que las

lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un

principio similar y también se usaron en electrónicas.

Condensado de Bose-Einstein

Esta nueva forma de la materia fue obtenida el 5 de julio de 1995, por los físicos Eric

Cornell, Wolfgan Ketterle y Carl Wieman, por lo que fueron galardonados en 2001 con

el Premio Nobel de física. Los científicos lograron enfriar los átomos a una

temperatura 300 veces más baja de lo que se había logrado anteriormente. Se le ha

llamado "BEC, Bose - Einstein Condensado" y es tan frío y denso que aseguran que

los átomos pueden quedar inmóviles. Todavía no se sabe cuál será el mejor uso que

se le pueda dar a este descubrimiento. Este estado fue predicho por Match Bose y

Albert Einstein en 1926.

Condensado de Fermi

Creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999, el primer condensado

de Fermi formado por átomos fue creado en 2003. El condensado termiónico,

considerado como el sexto estado de la materia, es una fase superfluidad formada

por partículas termiónicas a temperaturas bajas. Está cercanamente relacionado con

el condensado de Bose-Einstein. A diferencia de los condensados de Bose-Einstein,

los fermiones condensados se forman utilizando fermiones en lugar de bosones.

Dicho de otra forma, el condensado de Fermi es un estado de agregación de la

materia en la que la materia adquiere superfluidez. Se crea a muy bajas temperaturas,

extremadamente cerca del cero absoluto.

Los primeros condensados fermiónicos describían el estado de los electrones en un

superconductor. El primer condensado fermiónico atómico fue creado por Deborah S.

Jin en 2003. Un condensado quiral es un ejemplo de un condensado fermiónico que

aparece en las teorías de los fermiones sin masa con rotura de simetría quiral.

Supersolido

Este material es un sólido en el sentido de que la totalidad de los átomos del helio(4)

que lo componen están congelados en una película cristalina rígida, de forma similar

a como lo están los átomos y las moléculas en un sólido normal como el hielo. La

diferencia es que, en este caso, “congelado” no significa “estacionario”.

Como la película de helio-4 es tan fría (apenas una décima de grado sobre el cero

absoluto), comienzan a imperar las leyes de incertidumbre cuántica. En efecto, los

átomos de helio comienzan a comportarse como si fueran sólidos y fluidos a la vez.


De hecho, en las circunstancias adecuadas, una fracción de los átomos de helio

comienza a moverse a través de la película como una sustancia conocida como

“súper-fluido”, un líquido que se mueve sin ninguna fricción. De ahí su nombre de

“súper-sólido”.

Se demuestra que las partículas de helio aplicadas a temperaturas cercanas al 0

absoluto cambian el momento de inercia y un sólido se convierte en un supersónico

lo que previamente aparece como un estado de la materia. Otros posibles

estados de la materia

Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo

condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del

universo después del Big Bang o gran explosión:

• Superfluido

• Materia degenerada

• Materia fuertemente simétrica

• Materia débilmente simétrica

• Materia extraña o materia de quarks

• Superfluido polaritón

• Materia fotónica

Cambios de estado

Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de

presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo

interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de

estado, que ésta se refiere a la presión de la atm. (La presión atmosférica). De este

modo, en "condiciones normales" (presión atmosférica, 0 °C) hay compuestos tanto

en estado sólido como líquido y gaseoso


Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación, la

vaporización, la condensación , la fusión y la sublimación inversa .

1.3 Fenómenos físicos que

intervienen en el cambio de la

materia.

Los fenómenos físicos son aquellos cambios que sufre la materia pero que no afectan

su estructura química; este tipo de fenómenos tienen la característica de ser

reversibles, es decir que la materia puede regresar al estado en que se encontraba

antes de sufrir este proceso.


Características de los fenómenos físicos son:

• Repetitividad: El fenómeno se puede repetir con la misma sustancia

inicial.

• Reversibilidad: El cambio que experimenta la sustancia no es

permanente. No se transforma la materia,

• Es observable a simple vista.

• Se mantiene la misma porción de materia.

• No se manifiesta energía.

• Es reversible y cambia a nivel subatómico.

Ejemplos de fenómenos físicos:

1. La lluvia que es producto de la evaporación del agua.

2. Los tornados causados por cambios de presión atmosférica y

niveles de humedad en el aire.

3. Las fases lunares causadas por los movimientos de la Luna

alrededor de la Tierra.

4. El movimiento de los planetas alrededor del Sol.

5. Los cambios climáticos que se dan por las estaciones del año.

6. La formación de las olas del mar.

7. El movimiento de rotación que produce el día y la noche.


8. Un huracán que se forma por las altas temperaturas y las bajas

presiones atmosféricas.

9. Los fenómenos meteorológicos que forman una tormenta eléctrica.

10. Disolución de azúcar en agua

11. Sublimación de la naftalina

12. Separación de la sal (NaCl) del agua de mar

13. . Fundición del hierro

14. Ruptura de un vaso de vidrio

15. La luz del sol pasa a través de las gotas

de agua dispersas en el aire y forma un

arcoíris: Dispersión de la luz

16. Congelamiento del agua

.

1.4 Fenómenos químicos

Son transformaciones permanentes, se forman y desaparecen sustancias, hay

cambios en la estructura interna. El proceso es irreversible.

Es aquel en el cual se da un cambio en la sustancia que teníamos, de manera que

desaparecen unos (reactivos) y aparecen otros (productos).Los átomos siguen

estando ahí solo que se organizan en distintas entidades y cada entidad según su

estructura y geometría acaba teniendo sus propiedades particulares. La nueva

sustancia puede coincidir en algunas propiedades, no tiene que cambiarlas todas

pero al cambiar alguna ya reconocemos que estamos ante una sustancia nueva.


Se llama fenómeno químico a los sucesos observables y posibles de ser medidos en

los cuales las sustancias intervinientes 'cambian' al combinarse entre sí. A nivel

subatómico las reacciones químicas implican una interacción que se produce a nivel

de los electrones de los átomos de las sustancias intervinientes.

En estos fenómenos, no se conserva la sustancia original, se transforma su materia,

manifiesta energía, no se observa a simple vista y son irreversibles en su mayoría.

Propiedades químicas

Son las propiedades que determinan el tipo de fenómeno químico (transformación)

que cada material específico es capaz de sufrir.

Una propiedad química se refiere a la habilidad de una sustancia transformarse en

otra sustancia.

Por ejemplo, la leche puede transformarse en yogurt. Pero la leche no puede

transformarse en óxidos o hidróxidos de hierro, por ejemplo.

La propiedad de transformarse en yogurt es una característica química de la leche.

Cada cambio que ocurre en una reacción química se puede expresar mediante una

una ecuación química utilizando los símbolos y las fórmulas químicas de cada


sustancia implicada y existen seis categorías en la que la reacción se puede clasificar,

brevemente detallada a continuación.

Combustión: cuando el oxígeno se combina

con otro compuesto formando agua y

dióxido de carbono. Estas son reacciones

exotérmicas y producen calor.

Síntesis: cuando dos o más compuestos simples se combinan para formar uno más

complejo.

Descomposición: una molécula compleja se descompone para hacer más simples (es

lo contrario de una reacción de síntesis).

Desplazamiento individual: cuando un elemento cambia su lugar con otro elemento

en un compuesto.

Desplazamiento doble: cuando los aniones y cationes de dos moléculas distintas

cambian de lugar, formando dos compuestos totalmente distintos.

Ácido-base: es un tipo de reacción de desplazamiento doble especial que tiene lugar

cuando un ácido y una base reaccionan entre sí. El ion H + en el ácido reacciona con

el ion OH- en la base. Esto provoca la formación de agua.


La combustión es una reacción química de

oxidación, en la cual generalmente se

desprende una gran cantidad de puntos en

Propiedades funcionales

Son propiedades que se encuentran entre las organolépticas y las químicas y son

presentadas por determinados grupos de materias, identificados por desempeñar

alguna función. Ellas pueden ser:

Acidez: Encontrada en el vinagre debido al ácido acético, en el limón, debido al ácido

cítrico.

Basicidad: Encontrada en la leche de magnesia (laxante) debido al hidróxido de

magnesio.

Salinidad: Encontrada en la sal de mesa debido al cloruro de sodio

Tipos de fenómenos químicos

La oxidación de los metales es un fenómeno químico. El metal al estar expuesto al

aire y humedad crea sobre su superficie una pila en corto circuito, oxidándose el metal

y reduciéndose el oxígeno.

El producto final luego de la oxidación es un oxido, que es muy distinto a los

reactantes (que son el oxígeno del ambiente y el metal). El proceso es irreversible.

Fe2 + O2 → 2FeO

La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio

de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo

(una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una

oxidación).

2AM40: MANUFACTURA PARA ADMINISTRADORES Página 61

forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al fuego, u otros.

En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la

combustión (comburente), generalmente el oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los

explosivos tienen oxígeno ligado químicamente, por lo que no necesitan el oxígeno

del aire para realizar la combustión.

Los tipos más frecuentes de combustible son las materias orgánicas que contienen

carbono e hidrógeno (ver hidrocarburos). En una reacción completa todos los

elementos que forman el combustible se oxidan completamente. Los productos que

se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si

el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NO),

dependiendo de la temperatura, la cantidad de oxígeno en la reacción y, sobre todo

de la presión.

La reacción entre un ácido y una base se denomina neutralización.

Cuando un ácido fuerte se neutraliza con una base fuerte, el pH experimenta una

brusca variación justamente en el punto de equivalencia.

Un ácido débil, el pH se va aproximando a la neutralidad sin cambios bruscos, pero

una vez neutralizado el ácido basta añadir unas gotas de sosa en exceso para

obtener un incremento brusco en el pH como si sólo hubiera base libre.

Cuando un ácido fuerte como el HCl se neutraliza con una base débil (NH3), el pH

se mantiene muy bajo mientras aún existe ácido libre y después de alcanzar la

neutralidad, el ligero exceso de NH3 eleva paulatinamente el pH, sin provocar

cambios bruscos.


Al valorar un ácido débil (acético) con una base débil (NH3), no se producen

variaciones bruscas en el pH. Habrá dos regiones con capacidad amortiguadora

definidas por los pH del ácido débil y de la base débil, respectivamente

Una reacción química es un proceso por

el cual una o más sustancias, llamadas

reactivas, se transforman en otra u otras

sustancias con propiedades diferentes,

llamadas productos.

En una reacción química, los enlaces

entre los átomos que forman los reactivos

se rompen. Entonces, los átomos se

reorganizan de otro modo, formando

nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.

Reacción exotérmica: se desprende energía en el curso de la reacción.

Reacción endotérmica: se absorbe energía durante el curso de la reacción.

1.5 Desarrollo sustentable


Los recursos desde la perspectiva de la especie humana:

El agua, los alimentos y el oxígeno son los recursos principales desde la perspectiva

biológica del hombre.

El agua es imprescindible para la vida y además cualquier actividad humana requiere

su empleo y su carencia limita las posibilidades de presencia humana. Los alimentos

son igualmente importantes ya que presentan a la vez la fuente de materia y energía.

La abundancia de oxígeno hace que no se lo valore tanto como un recurso, aunque

para los seres vivos es un gas vital.

Además de estos recursos se

incorpora la biodiversidad que no ha sido

muy conservada y el 60% de los ecosistemas del

mundo que soportan toda la vida en la tierra están

ahora degradados o en camino de serlo. El hombre

también ha utilizado otra serie de recursos que

provienen de la litosfera y la biosfera y que son

utilizados para construir refugios o elementos para

obtener energía.

Carbón, gas natural, petróleo y minerales radiactivos tiene uso principalmente

energético. Diversas rocas y minerales constituyen elementos para la fabricación y la

construcción.

El espacio se considera un recurso necesario y se constata la existencia de

problemas en los hacinamientos que se producen en las grandes ciudades.

El peligro de agotamiento de algunos de los recursos utilizados de forma masiva en

la actual sociedad se empieza a considerar posible, debido al enorme crecimiento

demográfico y al incremento general de consumo per cápita que caracteriza lo que

usualmente se entiende por desarrollo.

Desarrollo sustentable

Desarrollo sustentable o desarrollo sostenible ha sido definido de varias formas, la

más frecuentemente usada proviene del informe conocido como "Brundtlant

Commission: Our Common Future" de 1987 que dice:


"El desarrollo sustentable es un desarrollo que satisface las necesidades del presente

sin comprometer la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus propias

necesidades"

Esta definición incluye dos conceptos claves:

Necesidades: en particular las de los más pobres del mundo, a las que se les debe

dar prioridad.

Limitaciones: impuestas por el estado de la tecnología y de la organización social a

la habilidad del medio ambiente de satisfacer las necesidades presentes y futuras.

Esta definición implica una preocupación por la equidad social entre las distintas

generaciones, una inquietud que lógicamente debe ser extendida a la equidad dentro

de cada generación.

Los objetivos del desarrollo social y económico de todos los países, desarrollados o

en vía de desarrollo, deben estar definidos en términos de la sostenibilidad, sin

importar si se basan en sistemas económicos orientados a una economía de mercado

o a una planificación central. Un problema que se presenta cuando se trata de alzar

el desarrollo sustentable o sostenible es el de la distribución desigual de los recursos.

Algunos de ellos como el agua, el carbón o el petróleo no están distribuidos

homogéneamente en todo el planeta. Tampoco la intensidad del consumo de estos

recursos es homogénea, y existen grandes diferencias entre países e incluso entre

habitantes de un mismo país.

¿Cómo podrán revertirse estas diferencias para lograr una explotación racional de

los recursos naturales?


Este problema persiste todavía sin encontrar solución. Pero un desarrollo que utilice

recursos renovables y que pueda mantenerse sin peligro de agotar las reservas es,

al menos en un nivel teórico, bastante prometedor y constituirá el desafío de las

generaciones futuras.

Desarrollo sustentable y la pobreza

Actualmente un vasto número de personas en países en desarrollo no tiene

satisfechas sus necesidades básicas, la pobreza es endémica, como tampoco tienen

la oportunidad de mejorar sus condiciones de vida. Ésta situación hace al mundo muy

propenso a sufrir crisis humanitarias, económicas y ecológicas que afectan el

desarrollo, es por esto que satisfacer las necesidades básicas de todas las personas

y ofrecerles la oportunidad de una mejor calidad de vida son los mínimos

requerimientos para lograr un desarrollo sostenible.

Desarrollo sustentable y crecimiento poblacional

El incremento de la población mundial, ya somos más de 7.000 millones y seremos

9.000 millones en 2050, aumenta la presión sobre los recursos naturales y puede

frenar el mejoramiento de los niveles de vida

generalizada.

Procesos de Manufactura

en zonas donde la pobreza es

Página 66 2AM40: MANUFACTURA PARA ADMINISTRADORES

Aunque el único problema con la escasez de recursos naturales no es el tamaño de

la población, hay otros como la distribución de los recursos y el consumo por persona,

es necesario que el crecimiento demográfico esté en armonía con la capacidad

productiva del sistema, es decir, debe haber un desarrollo tecnológico que

permita el sostenimiento

de una mayor población

sin aumentar la presión y el daño

en el medio ambiente y así

asegurar los recursos a

generaciones futuras.

Desarrollo sustentable y el

progreso tecnológico.

Los avances tecnológicos pueden

solucionar algunos problemas en el

corto plazo pero pueden conducir a unos mayores en el largo plazo, por ejemplo,

algunas tecnologías que aumentan la productividad de los cultivos agrícolas pero que

con el transcurso de los años afectan gravemente los suelos.

Por otro lado el desarrollo tecnológico puede llevar a la marginalización de grandes

sectores de la población debido a una mala planificación, por ejemplo, cuando se

expulsan a campesinos de sus tierras para construir una nueva central hidroeléctrica

sin planes de contingencia para la población afectada.

En un mundo de recursos finitos no puede haber un crecimiento económico infinito,

pero el desarrollo tecnológico puede mejorar la capacidad de carga de los recursos

existentes, es decir, hacer más con lo mismo, y a la vez puede propiciar un mayor

acceso a bienes y servicios a las personas con menores ingresos.

Desarrollo sustentable y los recursos renovables

El desarrollo económico obviamente implica cambios físicos en los ecosistemas.

Todos los ecosistemas no pueden ser preservados intactos, por ejemplo, un bosque

puede ser talado en unas partes pero ser extendido en otras, lo cual, no es algo

necesariamente malo si la explotación forestal fue planeada y los efectos en la

erosión de los suelos, el agua, la fauna y flora son tomados en cuenta. En general los recursos renovables, como los bosques y las poblaciones de peces,

no van a agotarse siempre que el nivel de utoso esté entre los límites de regeneración

y crecimiento natural del ecosistema. Pero como la mayoría de los recursos


renovables son parte de un sistema mayor complejo e interrelacionado, por ejemplo,

las poblaciones de peces que son parte de la cadena alimenticia del océano, se debe

tener en cuenta los efectos que tienen en todo el ecosistema para poder maximizar

el rendimiento máximo sostenible.

Desarrollo sustentable y los recursos no renovables

En cuanto a los recursos no renovables, como combustibles fósiles o minerales, su

uso reduce el stock disponible para futuras generaciones, pero esto no significa que

este tipo de recursos no deban ser utilizados.

En general al momento de consumir recursos no renovables se debe tener en cuenta

la importancia de estos en la sociedad, la disponibilidad de tecnologías para la

minimización de su agotamiento y la probabilidad de que haya recursos sustitutos

disponibles.

Es por esto que el consumo de los recursos no renovables debe tener un énfasis en

el reciclaje y en la economizaron para asegurar que los recursos no se agoten antes

de que haya sustitutos aceptables disponibles. El desarrollo sostenible implica que la

tasa de agotamiento de los recursos excluya el menor número de opciones de

consumo para las generaciones futuras.

Desarrollo sustentable y la diversidad de especies

El desarrollo económico tiende a simplificar los ecosistemas y a reducir la diversidad

de especies de plantas y animales. Y las especies una vez extintas no son renovables

(por ahora) La pérdida de especies puede limitar enormemente las opciones de las

generaciones futuras. Por esto el desarrollo sostenible requiere de la conservación

de las especies.

Desarrollo sustentable y la contaminación

Los bienes públicos, como el aire, también son recursos y deben ser protegidos como

cualquier cualquier otro. Debido a esto es necesario minimizar el impacto de las

actividades económicas en la calidad del aire, agua y otros elementos naturales para

preservar la integridad de los ecosistemas.


2.1. Auxiliares gráficos: Diagramas de caja negra, de

bloques, pictogramas

Diagramas de caja negra

Un sistema es un conjunto organizado de elementos interactuantes e

interdependientes, que se relacionan formando un todo unitario y complejo. Sin

embargo, dichos elemento no se refieren al campo físico (objetos), sino mas bien al

funcional. Podemos enumerarla en: entrada, proceso y salida.

• Entradas

Las entradas son los ingresos del sistema que pueden ser recursos materiales,

recursos humanos o información. Las entradas constituyen la fuerza de

arranque suministra al sistema.

• Proceso:

El proceso es lo que transforma una entrada en salida. En la transformación

de entradas en salidas debemos saber siempre como se efectúa esa

transformación. Con frecuencia el procesador puede ser diseñado por el

administrador. En tal caso, este proceso se denomina "caja blanca". No

obstante, en la mayor parte de las situaciones no se conoce en sus detalles el

proceso mediante el cual las entradas se transforman en salidas, porque esta

transformación es demasiado compleja. En tal caso la función de proceso se

denomina una "caja negra".

Se denomina caja negra a aquel elemento que es estudiado desde el punto de vista

de las entradas que recibe y las salidas que produce, sin tener en cuenta su

funcionamiento interno. En otras palabras, de una caja negra nos interesará su forma

de interactuar con el medio que le rodea entendiendo qué es lo que hace, pero sin

dar importancia a cómo lo hace.

Cuando de un subsistema se conocen sólo las entradas y las salidas pero no los

procesos internos se dice que es una caja negra.

Un sistema formado por módulos que cumplan las características de caja negra será

más fácil de entender ya que permitirá dar una visión más clara del conjunto.

Este enfoque produce la ventaja de identificar claramente los sistemas y subsistemas

y estudiar las relaciones que existen entre ellos, permitiendo así maximizar la

eficiencia de estas relaciones sin tener que introducirnos en los procesos complejos

que se encuentran encerrados en una caja negra.


Salidas

Las salidas de los sistemas son los resultados que se obtienen de procesar las

entradas. Al igual que las entradas estas pueden adoptar la forma de

productos, servicios e información. Las mismas son el resultado del

funcionamiento del sistema o, alternativamente, el propósito para el cual existe

el sistema.

Las salidas de un sistema se convierten en entrada de otro, que la procesará para

convertirla en otra salida, repitiéndose este ciclo indefinidamente.

Ejemplo

Diagrama de bloques

Un diagrama de bloques es una representación gráfica de una idea o concepto. Se

utiliza para describir el aspecto amplio de la conectividad o de la relación entre las


cosas, y rara vez incluye pequeños detalles. El diagrama de bloques es la

representación gráfica del funcionamiento interno de un sistema, que se hace

mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la organización de todo

el proceso interno, sus entradas y sus salidas.

Un diagrama de bloques de procesos de producción es un diagrama utilizado para

indicar la manera en la que se elabora cierto producto, especificando la materia prima,

la cantidad de procesos y la forma en la que se presenta el producto terminado.

Funciones

Los diagramas de bloques se utilizan para mostrar los conceptos generales de cómo

funciona algo, como un producto o una organización. Se utilizan como un medio de

referencia, de modo que aquellos no familiarizados con el proceso puedan obtener

una comprensión general. Un diagrama de bloques exitoso estará claramente

marcado e identificará los pasos clave en el proceso.

Tipos

• Diagrama de bloques de procesos de producción industrial

• Diagrama de bloques de modelo matemático

Elaboración

El primer bloque especifica la materia prima de la que proviene el producto. Los

siguientes bloques son procesos escritos de manera infinitiva y llevan siempre o una

indicación de proceso (izquierda) y gastos básicos (derecha).

• Las indicaciones de proceso son variantes del tipo físicas que se deben

considerar para que el producto sea de elaboración adecuada. Cada país tiene

sus propios estándares para elaborar productos. Las indicaciones de proceso

son básicamente la temperatura, la presión y los tiempos de reposo.

• Los gastos básicos son adicciones de ciertas sustancias ajenas a la materia

prima auxiliares a un proceso.

Características

Los diagramas de bloques se pueden crear a mano en papel o con programas

informáticos. El punto de partida, así como el flujo general de la información, debe


ser fácilmente reconocible. Algunos diagramas utilizan diferentes formas de cajas

para indicar diferentes aspectos o relaciones.

Ejemplo

Pictogramas

Los pictogramas son signos que, a través de una figura o de un símbolo, permiten

desarrollar la representación de algo. Ciertos alfabetos antiguos se crearon en torno

a pictogramas.


En la prehistoria, el hombre registraba diversos acontecimientos a través de

pictogramas. Las figuras que aparecen en las pinturas rupestres, por ejemplo,

pueden considerarse como pictogramas. En el desarrollo de la escritura, por lo tanto,

los pictogramas fueron esenciales.

De aquellos dibujos que, por semejanza, representaban alguna realidad, el ser

humano pasó a crear símbolos más complejos que transmitían pensamientos (los

llamados ideogramas). El avance de la abstracción llegó con el desarrollo de la

escritura cuneiforme, cuyos símbolos no representaban sólo palabras específicas

sino que se asociaban además a un sonido.

Desarrollo

Un pictograma es un signo que representa esquemáticamente un símbolo, objeto real

o figura.

Es el nombre con el que se denomina a los signos de los sistemas alfabéticos

basados en dibujos significativos.

Un pictograma debería ser enteramente comprensible con sólo tres miradas.

En el diseño de un pictograma deberían suprimirse todos los detalles superfluos.

En la actualidad es entendido como un signo claro y esquemático que sintetiza un

mensaje sobrepasando la barrera del lenguaje; con el objetivo de informar y/o

señalizar.

Podemos diferenciar los pictogramas lineales hechos a partir de la geometría.

En la actualidad, los pictogramas se emplean para transmitir un mensaje de

comprensión inmediata. Estos símbolos deben ser claros y precisos, para que la

persona pueda comprenderlos apenas los mira. Los pictogramas, de este modo,

prescinden de detalles u ornamentaciones en pos del mensaje.

Los pictogramas ayudan a eliminar las barreras de los idiomas, ya que son

comprensibles a nivel universal. Por eso suelen emplearse como señales, brindando

información de utilidad o realizando advertencias.

El dibujo de un tenedor y un cuchillo, o de un tenedor y una cuchara, es un pictograma

que hace referencia a un restaurante. En un sentido similar, el dibujo de una persona

en una cama o camilla se vincula a un centro de salud. Se trata de pictogramas cuyos


mensajes pueden entender personas de cualquier país, más allá de la lengua que

hablen.

Pictograma, gráfica de imágenes o pictografía

Es un diagrama que utiliza imágenes o símbolos para mostrar datos para una rápida

comprensión. En un pictograma, se utilizan imágenes o símbolos para representar

una cantidad específica y su tamaño o cantidad es proporcional a la frecuencia que

representa.

Para realizarlo primero se escogen figuras alusivas al tema y se le asigna una imagen.

En caso de que una cantidad represente un valor decimal, la figura aparece mutilada.

Pictograma como sistema de comunicación

Los pictogramas pueden ser utilizados como sistemas alternativos o aumentativos de

comunicación. Generalmente, las personas que lo utilizan presentan dificultades en

la comunicación oral y escrita, y utilizan imágenes a modo de palabras para expresar

ideas, conceptos, sentimientos, etc. Un pictograma debe ser para la persona que lo

utiliza una forma de interpretar, comprender y transformar su realidad en imágenes y,

a través de éstas, un medio para expresar y transmitir su pensamiento al interlocutor.2

Así pues, estos pictogramas pueden representar una realidad concreta (p.e. un

objeto, animal, persona, etc.), una realidad abstracta (p.e. un sentimiento), una

acción, (p.e. mirar), e incluso un elemento gramatical (p.e. adjetivos, conjunciones,

artículos, preposiciones, etc.).

Ejemplos


2.2 Ajustes y Tolerancias

Aunque se tenga un valor nominal determinado, nunca se podrá definir el valor real

del mismo, pues nunca se podría asegurar que el sistema de medida del fabricante

de uno de los medios fuese igual al del otro.


Desde el punto de vista de la fabricación, debido a la imposibilidad para poder

asegurar medidas exactas al nominal, se debe manejar un concepto que

asegura la mutabilidad teniendo en cuenta este factor.

TOLERANCIA

Es un concepto propio de la metrología industrial, que se aplica a la fabricación de

piezas en serie. Dada una magnitud significativa y cuantificable propia de un producto

industrial (sea alguna de sus dimensiones, resistencia, peso o cualquier otra), el

margen de tolerancia es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha

magnitud para que se acepte como válida, lo que determina la aceptación o el

rechazo de los componentes fabricados, según sus valores queden dentro o fuera de

ese intervalo.

Objetivo

El propósito de los intervalos de tolerancia es el de admitir un margen para las

imperfecciones en la manufactura de componente, ya que se considera imposible la

precisión absoluta desde el punto de vista técnico, o bien no se recomienda por

motivos de eficiencia: es una buena práctica de ingeniería el especificar el mayor

valor posible de tolerancia mientras el componente en cuestión mantenga su

funcionalidad, dado que cuanto menor sea el margen de tolerancia, la

más difícil de producir y por lo tanto más costosa.


pieza será


Los valores de tolerancia dependen directamente de la cota nominal del elemento

construido y, sobre todo de la aplicación del

mismo. A fin de definir las tolerancias, se establece

una clasificación de calidades (normalmente

se definen de 01, 1, 2, …,16) que, mediante

una tabla, muestra para determinados rangos

de medidas nominales los diferentes valores

máximos y mínimos en función de la calidad

seleccionada.

INTRODUCCION

En mecánica, el ajuste mecánico tiene que ver con la tolerancia de fabricación en las

dimensiones de dos piezas que se han de ajustar la una a la otra.

El ajuste mecánico se realiza entre un eje y un orificio. Si uno de ellos tiene

una medida nominal por encima de esa tolerancia, ambas piezas

sencillamente no ajustarán y será imposible encajarlas.

Es por eso que existen las normas ISO que regulan las tolerancias aplicables

en función de los diámetros del eje y del orificio. Para identificar cuándo el

valor de una tolerancia responde a la de un eje o a la de un orificio, las letras

iníciales son mayúsculas para el primer

caso.


caso y minúsculas para el segundo


AJUSTES

Se denomina Ajuste a la relación mecánica existente entre dos piezas que

pertenecen a una máquina o equipo industrial, cuando una de ellas encaja o se

acopla en la otra.

TIPOS DE AJUSTES

1. Forzado muy duro

2. Forzado duro

3. Forzado medio

4. Forzado ligero

5. Deslizante

6. Giratorio

7. Holgado medio

8. Muy holgado

1. Se entiende por ajuste forzado en los diferentes grados que existen cuando

una pieza se inserta en la otra mediante presión y que durante el funcionamiento

futuro en la máquina, donde esté montada, no tiene que sufrir ninguna movilidad o

giro.

2. Por ajuste deslizante o giratorio se entiende que una pieza se va a mover

cuando esté insertada en la otra de forma suave, sin apenas holgura.

3. Ajuste holgado es que una pieza se va a mover con respecto a la otra de forma

totalmente libre.

4. En el ajuste forzado muy duro el acoplamiento de las piezas se produce por

dilatación o contracción, y las piezas no necesitan ningún seguro contra la rotación

de una con respecto a la otra.

5. En el ajuste forzado duro las piezas son montadas o desmontadas a presión

pero necesitan un seguro contra giro, chaveta por ejemplo, que no permita el giro de

una con respecto a la otra.

6. En el ajuste forzado medio las piezas se montan y desmontan con gran

esfuerzo, y necesitan un seguro contra giro y deslizamiento.

7. En el ajuste forzado ligero las piezas se montan y desmontan sin gran esfuerzo,

con mazos de madera, por ejemplo y necesitan seguro contra giro y deslizamiento.


8. Los ajustes de piezas deslizantes tienen que tener una buena lubricación y su

deslizamiento o giro tiene que ser con presión o fuerza manual.

9. Las piezas con ajuste giratorio necesitan estar bien lubricadas y pueden girar

con cierta holgura.

SIMBOLOGIA

Mediante el símbolo de una letra mayúscula para agujeros y minúscula para ejes, se

define la distancia a la que se encuentran los intervalos de tolerancias del nominal.

◦ Para agujeros: Las posiciones A, B, C, CD, D, E, F, EF, FG, G dan un diámetro

mayor que el nominal.

◦ La posición H tiene su menor medida en el valor nominal. Las posiciones P, R, S, T,

U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC dan un diámetro menor que el nominal.

◦ Para ejes: Las posiciones a, b, c, cd, d, e, f, ef, fg, g, dan un diámetro menor que el

nominal. La posición h tiene su medida menor que el valor nominal. Las posiciones

p, r, s, t, u, x, y, z, za, zb, zc dan un diámetro mayor que el nominal.

EJEMPLO

Un ajuste 60 H7/g6:

La cota nominal es de 60 mm.

El agujero tiene un ajuste H7 con lo cual sus tolerancias serán:

El eje tiene un ajuste de g6 con lo cual sus tolerancias serán:

60g6

60 -0,010/-0,020 Cota Min.= 59,990 mm; Cota Máx.= 59,980

mm.

2.3. Clasificación de los procesos de Manufactura


2.3.1. Por fusión: fundición, soldadura

FUNDICION

Se denomina fundición o esmelter 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 conarcilla, 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. También

se conoce como fundición al proceso de extraer metales a partir de sus menas, que

suele ser la etapa previa al moldeado metálico.

Para lograr la producción de una pieza fundida es necesario hacer las siguientes

actividades:

1. Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas

2. Diseño del molde


3. Preparación de los materiales para los modelos y los moldes

4. Fabricación de los modelos y los moldes

5. Colado de metal fundido

6. Enfriamiento de los moldes

7. Extracción de las piezas fundidas

8. Limpieza de las piezas fundidas

9. Terminado de las piezas fundidas

10. Recuperación de los materiales de los moldes

CLASIFICACION

Los procesos de fundición se pueden clasificar según el tipo de molde que utilicen:

moldes permanentes o moldes desechables. Los procesos de molde desechable

implican que para sacar la pieza fundida se debe destruir el molde que la contiene,

haciendo de este un proceso con velocidades de producción bajas. Gran parte del

tiempo de fabricación se destina a realizar el molde y el tiempo de fundición es

relativamente bajo en comparación con el de moldeo. En los procesos de fundición

en molde permanente, el molde está fabricado en un material duro como el metal o

la cerámica que permite usarlo repetidas veces; el poder reutilizar el molde permite

que el tiempo de producción sea más bajo que en los procesos de molde desechable.

FUNDICIÓN EN MOLDES DESECHABLES O TEMPORALES (Fundición a la

arena. Arena, moldes, modelos, corazones y terminado)

MODELOS DESECHABLES Y REMOVIBLES Los moldes se fabrican por medio de modelos los que pueden ser de madera,

plástico, cera, yeso, arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se destruyen al

elaborar la pieza, se dice que éstos son disponibles o desechables y si los modelos

sirven para varias fundiciones se les llama removibles.

- FUNDICIÓN EN ARENA

Uno de los materiales más utilizados para la fabricación de moldes temporales es la

arena sílica o arena verde (por el color cuando está húmeda). El procedimiento


consiste en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda y dejar que seque hasta

que adquiera dureza.

El trabajar con arena permite trabajar metales con altos puntos de fundición como el

acero y el níquel. El proceso general de la fundición en arena comienza con la

fabricación del modelo de la pieza a fundir, luego este modelo se coloca entre la

arena para generar una cavidad negativa y se ubican los sistemas de alimentación

que guiaran el metal fundido hacia las cavidades del molde. Una vez el metal se

solidifica al interior de la cavidad, se destruye el molde y se extrae la pieza terminada;

si se requiere se puede realizar el proceso de tratamiento térmico a la pieza fundida

o realizar los procesos adicionales de acabados y controles necesarios.

- FUNDICIÓN EN MOLDES DE CAPA SECA

Es un procedimiento muy parecido al de los moldes de arena verde, con excepción

de que alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm) se coloca arena con un

compuesto que al secar hace más dura a la arena, este compuesto puede ser

almidón, linaza, agua de melaza, etc. El material que sirve para endurecer puede ser

aplicado por medio de un rociador y posteriormente secado con una antorcha.


La arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10 mm se mezcla

con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el

molde.

- FUNDICIÓN EN MOLDES CON ARENA SECA

Estos moldes son hechos en su totalidad con arena verde común, pero se mezcla un

aditivo como el que se utiliza en el moldeo anterior, el que endurece a la arena cuando

se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar toda la humedad y

por lo regular se utilizan cajas de fundición, como las que se muestran más adelante.

Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias

del metal al colarse en el molde.


- FUNDICIÓN EN MOLDES DE ARCILLA

Los moldes de arcilla se construyen al nivel de piso con ladrillos o con materiales

cerámicos, son utilizados para la fundición de piezas grandes y algunas veces son

reforzados con cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo para su

fabricación y no son muy utilizados.

- FUNDICIÓN EN MOLDES FURÁNICOS

Este proceso es bueno para la fabricación de moldes o corazones de arena. Están

fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con ácido fosfórico, el cual actúa

como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una resina llamada

furánica. Con esta mezcla de ácido, arcilla y resina en dos horas el molde se endurece

lo suficiente para recibir el metal fundido.

- FUNDICIÓN CON MOLDES DE CO2

En este tipo de moldes la arena verde se

mezcla con silicato de

sodio para posteriormente ser

apisonada alrededor del modelo. Una vez

armado el molde se inyecta bióxido de

carbono a presión con lo que reacciona el

silicato de sodio aumentando la dureza del

molde. Con la dureza adecuada de la arena


del molde se extrae el modelo, si este fuera removible, para posteriormente

ser cerrado y utilizado.

También los procesos de moldeo pueden ser clasificados por el lugar en el que se

fabrican.

1. Moldeo en banco. Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños y se fabrican

en un banco que se encuentre a la mano del trabajador.

2. Moldeo de piso. Para piezas grandes en las que su manejo es difícil y no

pueden ser transportadas de un sitio a otro.

3. Moldeo en fosa. Cuando las piezas son extremadamente grandes y para su

alimentación es necesario hacer una fosa bajo el nivel medio del piso.

VENTAJAS DE LOS MODELOS DESECHABLES

1. Para la fabricación de moldes sin máquinas de moldeo se requiere

menos tiempo.

2. No requieren de tolerancia especiales.

3. El acabado es uniforme y liso.

4. No requiere de piezas sueltas y complejas.

5. No requiere de corazones

6. El moldeo se simplifica notablemente.

DESVENTAJAS DE LOS MODELOS DESECHABLES

1. El modelo es destruido en el proceso de fundición.

2. Los modelos son más delicados en su manejo.

3. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico.

4. No se puede revisar el acabado del molde.


PARTES DE UN MOLDE

1. Vasija de vaciado. Entrada del metal fundido al molde.

2. Bebedero. Conducto por el cual baja el metal fundido para la alimentación del

metal al molde.

3. Corredor alimentador. Vasija inferior que permite la entrada del material a la

cavidad. En algunos caso se coloca un rebosadero antes del corredor

alimentador para que se atrape la escoria o partículas extrañas del metal

fundido.

4. Rebosaderos. Son espacios que pueden ser ciegos o abiertos y que sirven

para permitir que la escoria del material fundido flote y sea atrapada. También

sirven para conocer si el material llenó en su totalidad la cavidad del molde.

TOLERANCIAS EN LOS MODELOS

En el diseño de los modelos que se utilizan para construir un molde es necesario

tener en consideración varias tolerancias.

1. Tolerancia para la contracción. Se debe tener en consideración que un

material al enfriarse se contrae dependiendo del tipo de metal que se esté

utilizando, por lo que los modelos deberán ser más grandes que las medidas

finales que se esperan obtener.

2. Tolerancia para la extracción. Cuando se tiene un modelo que se va a remover

es necesario agrandar las superficies por las que se deslizará, al fabricar estas

superficies se deben considerar en sus dimensiones la holgura por extracción.

3. Tolerancia por acabado. Cuando una pieza es fabricada en necesario realizar

algún trabajo de acabado o terminado de las superficies generadas, esto se


logra puliendo o quitando algún material de las piezas producidas por lo que

se debe considerar en el modelo esta rebaja de material.

4. Tolerancia de distorsión. Cuando una pieza es de superficie irregular su

enfriamiento también es irregular y por ello su contracción es irregular

generando la distorsión de la pieza, estos efectos deberán ser tomados en

consideración en el diseño de los modelos.

5. Golpeteo. En algunas ocasiones se golpean los modelos para ser extraídos de los moldes, acción que genera la

de las piezas obtenidas, estas pequeñas modificaciones deben ser tomadas en consideración en la fabricación de los modelos.

Observe que cuando se utilizan modelos disponibles muchas de las tolerancias antes mencionadas no son aplicables.

modificación de las dimensiones finales MOLDES PERMANENTES

FUNDICIÓN EN MOLDES METÁLICOS

La fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción

masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja

temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy


económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes

metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no

ferrosos, a continuación se mencionan algunos de las más utilizados.

1. FUNDICIÓN EN MATRICES

En este proceso el metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz),

la inyección se hace a una presión entre 10 y 14 Mpa, las piezas logradas con este

procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus

dimensiones. Este procedimiento es uno de los más utilizados para la producción de

grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de

inyección en la fundición en matrices.

• Cámara caliente

• Cámara fría

El procedimiento de fusión en cámara caliente se realiza cuando un cilindro es

sumergido en el metal derretido y con un pistón se empuja el metal hacia una salida

la que descarga a la matriz. Las aleaciones más utilizadas en este método son las de

bajo punto de fusión como las de zinc, estaño y plomo. Las piezas que se producen

son de 20 a 40 kg y se llegan a manejar presiones superiores a los 35 Mpa. Es un

proceso rápido que se puede fácilmente mecanizar.

FUNDICIÓN CON CÁMARA CALIENTE


El proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cucharón hasta un

cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matriz de fundición, las

piezas obtenidas son de unos cuantos gramos a 10 kg y sólo es recomendable en

trabajos de poca producción.

2. FUNDICIÓN EN CÁMARA FRÍA

Fundición con molde permanente por gravedad

Este tipo de fundición es utilizado para piezas en las que la calidad de terminado y

dimensional no está sujeto a restricciones de calidad, debido a que la única fuente de

energía que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuerza de la gravedad,

un ejemplo de la utilización de este método el la fabricación de lingotes de metal.

LA FUSIÓN DE MOLDES DE BAJA PRESIÓN

Es un sistema de fusión que consiste en la colocación de un tallo sobre un crisol

sellado, al inyectar presión al centro del crisol la única salida del metal fundido será

el tallo por lo que se genera el flujo del metal por el tallo hasta que se llena la matriz

y se forma la pieza. Con este procedimiento se pueden fabricar piezas hasta de 30 kg y es rentable para

grandes cantidades de piezas sin grandes requerimientos de calidad.


FUNDICIÓN A VACIO

3. FUNDICIÓN HUECA

Es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin corazones fijos.

Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a

solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado

en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son

paredes delgadas de metal.

4. FUNDICIÓN PRENSADA O DE CORTHIAS

Es un proceso para producir piezas huecas pero de mayor calidad que la fundición

hueca. Se vacía una cantidad específica de metal fundido en el interior de un molde

con un extremo abierto por el que se introduce un corazón que obliga al metal fundido

a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez que empieza a solidificarse el

metal del molde, se extrae el corazón, lo que origina una pieza de buena calidad. Este

sistema de fundición es considerado como artesanal y sólo es rentable cuando se

van a fabricar pocas piezas.


FUNDICIÓN CENTRÍFUGA

La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que

se puede generar al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de

fundición centrífuga:

I. Fundición centrífuga real

II. Fundición semicentrífuga

III. Centrifugado

I. FUNDICIÓN CENTRÍFUGA REAL

Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y

objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y

se hace girar al molde sobre su eje de rotación.

II. FUNDICIÓN SEMICENTRÍFUGA

Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los

moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se

llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco

material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de

fundición es maquinado posteriormente.


III. CENTRIFUGADO

Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de

piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera

fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena

las cavidades de los moldes.


PROCESOS DE FUNDICIÓN ESPECIALES

PROCESO DE FUNDICIÓN A LA CERA PERDIDA

Es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en la

creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener

exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera

es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el metal fundido. Para que

seque ese material cerámico se introduce a un horno, con ello el material cerámico

se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vacía el metal

fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la

fabricación de piezas ornamentales únicas o con muy pocas copias.


PROCESO DE CÁSCARA CERÁMICA

Es un proceso parecido al de la cera perdida, sólo que en este proceso el modelo de

cera o un material de bajo punto de fusión se introduce varias veces en una lechada

refractaria (yeso con polvo de marmol) la que cada vez que el modelo se introduce

este se recubre de una capa de la mezcla, generando una cubierta en el modelo.

Posteriormente el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material

refractario se endurecerá y el modelo se derrite. Así se tiene un molde listo para ser

llenado con un metal y producir una fundición sólida o hueca.

FUNDICIÓN EN MOLDE DE YESO

Cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas de tamaño reducido y de

baja calidad en su terminado superficial, se utiliza el proceso de fundición en molde

de yeso. Este consiste en la incrustación de las piezas modelo que se desean fundir,

en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se extraen las

piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal

fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas

con las formas deseadas.


SOLDADURA

Se le llama soldadura a la unión de dos materiales (generalmente metales o

termoplásticos), usualmente logrado a

través de un proceso de fusión en el cual

las piezas son soldadas derritiendo ambas

y agregando metal o plástico derretido para

conseguir una "pileta" (punto de soldadura)

que, al enfriarse, forma una unión fuerte.

La energía necesaria para formar la unión

entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico, pero la

soldadura puede ser lograda mediante rayos láser, rayos de electrones, procesos de

fricción o ultrasonido.

La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del

contacto directo con una herramienta o un gas caliente. Es un proceso que debe

realizarse siguiendo normas de seguridad por los riesgos de quemadura, intoxicación

con gases tóxicos y otros riesgos derivados de la luz ultravioleta.

Tipos de uniones

Hay cinco tipos básicos de uniones para integrar dos partes de una junta, las cuales

son las siguientes:

a) Unión empalmada. En este tipo de unión, las partes se encuentran

en el mismo plano y se unen en sus bordes.

b) Unión de esquina. Las partes en una unión de esquina forman un

ángulo recto y se unen en la esquina del ángulo.

c) Unión superpuesta.

Esta

unión consiste en dos partes que

se sobreponen.

d) Unión de bordes. Las

partes en una unión de

bordes están paralelas con al

menos uno de sus bordes en común y la unión se hace en el borde común. e) Unión

en T. En la unión en T, una parte es perpendicular a la otra en una forma parecida a

la letra.

Dentro de la soldadura por fusión observamos los siguientes tipos:


Soldadura TIG

La soldadura TIG (del inglés tungsten inert gas) o soldadura GTAW (del inglés gas

tungsten arc welding), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de

tungsteno, aleado a veces con torio o circonio en porcentajes no superiores a un 2%.

Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 °C),

acompañada de la protección del gas,

la punta del electrodo apenas se

desgasta tras un uso prolongado. Los

gases más utilizados para la protección

del arco en esta soldadura

son el argón y el helio, o

mezclas de ambos.

La gran ventaja de este método de

soldadura es, básicamente, la obtención

de cordones más resistentes,

más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya

que el gas protector impide el contacto entre el oxígeno de la atmósfera y el baño de

fusión.

Hoy en día se está generalizando el uso de la soldadura TIG sobre todo en aceros

inoxidables y especiales ya que a pesar del mayor coste de ésta soldadura, debido al

acabado obtenido en nuestros días, las exigencias tecnológicas en cuanto a calidad

y confiabilidad de las uniones soldadas, obligan a adoptar nuevos sistemas,

destacándose entre ellos la soldadura al Arco con Electrodo de Tungsteno y

Protección Gaseosa (TIG).

El sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza

el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no

consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte. Se utiliza

gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de

contaminación de la soldadura por el oxígeno y nitrógeno presente en la atmósfera.

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de

soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también

para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en

unión de cañerías.

Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la

corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales. Cuando

se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, es necesario


utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y

con un acabado completamente liso.

Soldadura GMAW MAG MIG

La soldadura MAG (gas metal arc welding) es un tipo de soldadura que utiliza un gas

protector químicamente activo (dióxido de carbono, argón más dióxido de carbono o

argón más oxígeno). El material de aporte tiene forma de varilla muy larga y es

suministrado continuamente y de manera automática por el equipo de soldadura.

Se utiliza básicamente para aceros no aleados o de

baja aleación. No se puede usar para soldar aceros

inoxidables ni aluminio o aleaciones de aluminio.

Es similar a la soldadura MIG (soldadura por arco

con gas inerte), se distinguen en el gas protector

que emplean. Es más barata que la soldadura MIG

debido al menor precio del gas que utiliza.

Soldadura por arco

La idea de la soldadura por arco eléctrico, a veces llamada soldadura

electrógena, fue propuesta a principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey

Davy, pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron soldar con electrodos

de carbono.

Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de soldadura con varilla metálica.

Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el ámbito industrial hasta

que el sueco Oscar Kjellberg inventó, en 1904, el electrodo recubierto. Su uso masivo

comenzó alrededor de los años 1950.


Elementos

• Plasma: está compuesto por electrones que transportan la corriente y que van del

polo negativo al positivo, de ionesmetálicos que van del polo positivo al negativo,

de átomosgaseosos que se van ionizando y estabilizándose conforme pierden o

ganan electrones, y de productos de la fusión tales como vapores que ayudarán

a la formación de una

atmósfera protectora.

Esta misma alcanza la

mayor temperatura del

proceso.

• Llama: es la zona que

envuelve al plasma y

presenta menor

temperatura que éste,

formada por átomos que

se disocian y recombinan

desprendiendo calor por

la combustión del

revestimiento del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica.

• Baño de fusión: la acción calorífica del arco provoca la fusión del material, donde

parte de éste se mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando

la soldadura de las piezas una vez solidificado.

• Cráter: surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad

vendrán dadas por el poder de penetración del electrodo.

• Cordón de soldadura: está constituido por el metal base y el material de

aportación del electrodo, y se pueden diferenciar dos partes: la escoria,

compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificación y que

posteriormente son eliminadas, y sobre el espesor, formado por la parte útil del

material de aportación y parte del metal base, la soldadura en sí.

• Electrodos: son varillas metálicas preparadas para servir como polo del circuito;

en su extremo se genera el arco eléctrico. En algunos casos, sirven también como

material fundente. La varilla metálica a menudo va recubierta por una

combinación de materiales que varían de un electrodo a otro. El recubrimiento en

los electrodos tiene diversas funciones, que pueden resumirse en las

siguientes:


• Función eléctrica del recubrimiento

• Función física de la escoria

• Función metalúrgica del recubrimiento

Aplicaciones de materiales

• Aceros al carbono (estructural y la construcción de barcos).

• Aceros de baja aleación.

• Aceros inoxidables.

• Aleaciones de base níquel

• Aplicaciones de superficie (frente al desgaste, la acumulación,

superposición y resistente a la corrosión de los aceros)

• Limitado a materiales férreos (acero o acero inoxidable) y algunas

aleaciones de base níquel.

Soldadura por plasma

La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc

Welding), y utiliza

los mismos

principios que la

soldadura TIG, por lo que

puede considerarse como

un desarrollo de este

último proceso. Sin

embargo, tanto la

densidad energética como

las temperaturas son en

este proceso mucho más

elevadas ya que el estado

plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura

suficiente para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y

electrones. La mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto


es dos o tres veces inferior en comparación a la soldadura TIG, por lo que se

convierte en una técnica óptima para soldar metal de espesores pequeños.

En la soldadura por plasma la energía necesaria

para conseguir la ionización la proporciona el arco

eléctrico que se establece entre un electrodo de

tungsteno y el metal base a soldar. Como soporte del

arco se emplea un gas, generalmente argón puro o

en ciertos casos helio con pequeñas proporciones de

hidrógeno, que pasa a estado plasmático a través del

orificio de la boquilla que estrangula el

arco, dirigiéndose al metal base un chorro

concentrado que puede alcanzar los 28.000 ºC. El

flujo de gas de plasma no suele ser suficiente para proteger de la atmósfera al arco,

el baño de fusión y al material expuesto al calentamiento. Por ello a través de la

envoltura de la pistola se aporta un segundo gas de protección, que envuelve al

conjunto. La soldadura por plasma (PAW) se presenta en tres modalidades:

1. Soldadura micro plasma, con corrientes de soldadura desde 0.1 Amp. Hasta

20 Amp.

2. Soldadura por fusión metal to metal, con corrientes de soldadura desde 20

Amp. Hasta 100 Amp.

3. Soldadura Keyhole, por encima de los 100 Amp. En el cual el arco plasma

penetra todo el espesor del material a soldar.

Principalmente, se utiliza en uniones de alta calidad tales como en construcción

aeroespacial, plantas de procesos químicos e industrias petroleras.


Soldadura por puntos

La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia que se basa

en presión y temperatura, en el que se calienta una parte de las piezas a soldar por

corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre

las mismas. Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas,

aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm

de espesor.

El soldeo por puntos es el más difícil y

complicado de los procedimientos de

soldadura por resistencia. Los materiales

bases se deben disponer solapados entre

electrodos, que se encargan de aplicar

secuencialmente la

presión y la corriente correspondiente al ciclo produciendo uno o varios puntos de

soldadura.

Características del proceso.

Es un tipo de soldadura que se cataloga por soldadura sin fusión del metal base a

soldar, se considera un proceso en el cual los electrodos utilizados no son

consumibles, además no se necesita material de aporte para que se produzca la

unión entre las dos piezas, se considera un tipo de soldadura rápida, limpia y fuerte.

El material utilizado de los electrodos es

una aleación de cobre con Cd, Cr, Be, W

con objeto de que presente una baja

resistencia y una elevada oposición a la

deformación bajo una presión estando su

dureza comprendida entre 130 y 160 HB.

También este tipo de soldadura necesita

de un transformador donde la bobina

secundaria suministra un voltaje a los electrodos de 1V a 10V y una gran corriente,

debido a que generalmente la resistencia de las piezas a soldar es muy baja por tanto

la corriente que debe pasar por la zona a soldar debe de ser del orden de los 500

amperios.

Parámetros a considerar


Para este tipo de soldadura se deben de tener en cuenta varios parámetros

regulables:

1. Intensidad-tiempo de soldadura

2. Resistencia eléctrica de la unión

3. Presión de apriete

4. Geometría de los electrodos

Fases de las soldaduras por puntos

1. Colocación de las chapas a soldar entre las pinzas.

2. Bajada de los electrodos, que corresponde al tiempo que transcurre desde la

operación de acercamiento de los electrodos hasta que comienza el paso de

la corriente

3. Tiempo de soldadura, que consiste en el tiempo durante el cual está pasando

la corriente eléctrica.

4. Tiempo de forja, es el tiempo transcurrido entre el corte de la corriente y el

levantamiento de los electrodos.

5. Tiempo de enfriamiento, consiste en la desaparición de la presión además de

los electrodos.

Soldadura con rayo de electrones

La soldadura por rayos de electrones es un proceso de soldadura en el cual la

energía requerida para derretir el material es suministrada por un rayo de electrones.

Para evitar la dispersión del rayo

de electrones la pieza de trabajo

es generalmente ubicada en una

cámara de vacío, aunque se ha

intentado también realizar

soldadura por rayo de

electrones bajo presión

atmosférica. La región afectada

por el calor es muy pequeña. En


este tipo de soldadura no hay material de aporte.

El haz de electrones se obtiene de un cátodo, que suele ser de wolframio, y se enfoca

mediante un campo magnético producido por bobinas.

La soldadura por rayos de electrones es una rama asentada de la tecnología de rayo

de electrones.

Soldadura aluminotérmica

La soldadura aluminotérmica es un procedimiento de soldadura utilizado en carriles

de vías férreas. Se basa en el proceso, fuertemente

exotérmico, de reducción del óxido de hierro por el

aluminio, según la fórmula

Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + calor

Desarrollada en 1902, esta soldadura se realiza

mediante un molde refractario colocado en los

extremos de los carriles a unir, dentro del cual se

vierte el hierro fundido producto de la reacción, la

cual se inicia con un fósforo.

El óxido de hierro y el aluminio, finamente molidos,

provienen de la porción de soldadura, la cual se

dispone dentro de un crisol situado encima de los

carriles a soldar. Una vez alcanzada la temperatura

adecuada, del orden de los 2000 °C, se produce el

destape del crisol mediante un fusible situado en la base, y el colado del metal

fundido, que llena el molde.

Una vez iniciada la reacción el proceso es muy rápido y el material fundido fluye

dentro del molde de manera estudiada, quedando el acero entre los extremos a soldar

y vertiendo la escoria de corindón en una cubeta.

Existen diversos tipos de soldadura, atendiendo a la composición del acero de los

carriles y a la geometría de estos, aunque generalmente se utilizan soldaduras que

requieren del calentamiento previo de los extremos a soldar y del molde donde se

verterá el metal fundido. El calentamiento se realiza mediante mezcla de oxígeno y

propano, o mezcla de oxígeno y gasolina. Es frecuente el uso de un soplete para

calentar los extremos de los carriles (rieles).


Luego del vertido se espera un lapso especificado por el fabricante de la porción de

soldadura y se procede a romper el molde y cortar las rebabas, mediante trancha o

cortamazarota, para luego realizar el pulido de la superficie de rodadura del carril con

piedra de amolar.

Cuando se sitúan los moldes para la soldadura los huecos se rellenan con una pasta

selladora, diseñada especialmente para soportar la temperatura, y así evitar fugas.

2.3.2. Por deformación: forja en frío y en caliente, laminado,

extruido trefilado, acuñado.


F O R J A

La forja es la forma más antigua de trabajar los metales, sus

antecedentes se encuentran en la labor de los herreros y en las

fraguas de los tiempos bíblicos y mitológicos. En sus orígenes

representaron la deformación del material (hierro) por efecto de

martilleo al colocarlo sobre el yunque.

Definición:

El proceso de forja se define como una operación de

conformado mecánico por la cual se obtienen piezas de sección transversal irregular

al comprimir un bloque metálico, denominado tocho, entre dos útiles de trabajo

llamados estampas, aprovechando la plasticidad del material. En virtud de los

elevados niveles de deformación inherentes al proceso, éste se realiza normalmente

en caliente.

Este proceso permite fabricar piezas de materiales ferrosos y no ferrosos en

dimensiones, geometrías y pesos muy variados que sería imposible obtener

mediante otras operaciones.

Una de sus principales ventajas es que la pieza de trabajo sale de este proceso con

dimensiones y geometría cercanas a las finales, implicando mayor facilidad y rapidez

para su maquinado.

Características De Los Productos Forjados:

• Repetitividad: largas series de productos idénticos.

• Excelentes propiedades mecánicas:

a. Tenacidad

b. Ductilidad

c. Resistencia a fatiga

d. Resistencia a la corrosión gracias a la

integridad metalúrgica

e. Las cotas y superficies funcionales

(tolerancias y acabados superficiales)

suelen precisar mecanizado posterior.


Clasificación De La Forja

El proceso de forja se clasifica de muy diversas formas,

dependiendo del estado del material que se va a forjar y de la

forma del proceso, esto es:

FORJA EN FRÍO.

En el forjado en frio se requiere mayores fuerzas por la alta

resistencia que ofrece el material pero se obtienen mejores

resultados de precisión y acabado superficial, también existe

el inconveniente que en el forjado en frio el material de la

pieza debe tener ductilidad suficiente a temperatura

ambiente.

En general las piezas que ya han sido forjadas requieren operaciones de

acabado, como tratamiento térmico para modificar sus propiedades o

maquinado para obtener las dimensiones exactas.

El forjado en frío permite que las prensas puedan producir partes complejas, que

normalmente son producidas vía procesos de maquinado, a través de forzar el flujo

del material en su etapa plástica.

La alta precisión, fuerza y rigidez de las prensas, las hacen ideales a las demandas

de la forja en frío.


• FORJA EN CALIENTE. El 90% de piezas forjadas son hechas con este

método. Con el calentamiento correcto de la pieza se mejora la capacidad de

ésta para cambiar de forma y dimensiones, sin que se presenten fallas o

agrietamiento.

En el forjado en caliente se requieren menores esfuerzos pero se obtiene un acabado

superficial y una precisión dimensional no tan buena como en el forjado en frío que

aunque requiere mayores fuerzas por la alta resistencia que ofrece el material se

obtienen mejores resultados de precisión y acabado superficial, también existe el

inconveniente que en el forjado en frío el material de la pieza debe tener ductilidad

suficiente a temperatura ambiente.

En general, las piezas que ya han sido forjadas requieren operaciones de acabado,

como tratamiento térmico para modificar sus propiedades, o maquinado para obtener

las dimensiones exactas. Estas operaciones pueden ser reducidas al mínimo con el

forjado de precisión así pues se consigue una reducción del coste de

manufacturación para llegar al producto final.

Una pieza que se puede forjar también puede fabricare por otros métodos, por

metalurgia de polvos, por fundición o por maquinado. Sin embargo, en cada proceso

se obtienen piezas con distintas características y limitaciones, sobre todo en las

propiedades de tenacidad, acabado superficial, resistencia, defectos externos o

precisión dimensional.

•


LAMINADO:

El laminado es un proceso de deformación en el cual el metal pasa entre dos rodillos

y se

comprime mediante fuerzas de compresión ejercidas por los rodillos. Los rodillos

giran, como se ilustra enla figura 3.6, para jalar el material y simultáneamente

apretarlo entre ellos.

La mayoría de los procesos de laminado involucra una alta inversión de capital, ya

que se requiere equipos pesados llamados molinos laminadores o de laminación, El

alto costo de inversión requiere que la producción sea en grandes cantidades y por

lo general artículos estándares como láminas y placas. La mayoría de los productos

laminados se realizan en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida,

y se le llama laminado en caliente. Los metales laminados en caliente están

generalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas.

Examinemos la secuencia de pasos en un molino de laminación para ilustrar la

variedad de productos que pueden hacerse. El trabajo empieza con un lingote de

acero fundido y recién solidificado.

Aún caliente, el lingote se coloca en un horno donde permanece por muchas horas,

hasta alcanzar una temperatura uniforme en toda su extensión, para que pueda fluir

consistentemente durante el laminado.


Para el acero, la temperatura de laminación es alrededor de 1200 ºC. La operación

de calentamiento se llama recalentada, y los hornos en los cuales se lleva a cabo se

llaman fosas de recalentamiento.


Principales aplicaciones del laminado.

El laminado se utiliza en los procesos de fabricación de los aceros, aluminio, cobre,

magnesio, plomo, estaño, zinc, y sus aleaciones. Casi todos los metales utilizados

en la industria, han sufrido una laminación en alguna etapa de su conformación.

Aunque la principal aplicación del laminado es la «laminación del acero».

La laminación del acero

La principal aplicación de la laminación es la producción de acero. La temperatura de

la laminación del acero es de unos 1200 °C, los lingotes de acero iniciales, que se

obtienen por fundición se elevan a dicha temperatura en unos hornos llamados «fosas

de recalentamiento» y el proceso en el que elevamos la temperatura del lingote recibe

el nombre de «recalentado».

Los lingotes de acero recalentados pasan al molino de laminación en los que se

laminan para convertirlos en una de las tres formas intermedias: lupias, tochos o

planchas. Las lupias se utilizan para generar perfiles estructurales y rieles para

ferrocarril, los tochos se laminan para obtener barras y varillas. Y las planchas se

laminan para producir placas, laminas y tiras. El laminado posterior de las placas y

láminas suele realizarse en frío.


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. Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las

reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de

hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar

el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta

1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones

del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en

un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el

fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores,

variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de

por medio.

La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da

un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite,

variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de

trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden

otras características como la flexión. Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes:

buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y

por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas


Proceso

Las diferentes operaciones que se realizan durante este proceso son:

-Patentado: tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y

una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a

500 °C. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que

permite el trefilado.

-Decapado: consiste en preparar y limpiar el material, eliminando el óxido que puede

haberse formado en las superficies del material, en laminaciones anteriores.

Normalmente se hace mediante ataques químicos y posteriormente se realiza una

limpieza con agua a presión.

-Trefilado: los lubricantes y diferentes máquinas son los factores principales. Se suele

utilizar de lubricantes la parafina y el grafito en solución coloidal o finamente dividido.

-Acabado: una vez que ya ha salido el material de la hilera, se le somete a

operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y, a veces, algunos

tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las características mecánicas del

producto.

Materiales a los que se aplica

-Alambre

EXTRUSIÓN:

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 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.1

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.


Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros, cerámicas,

hormigón y productos alimenticios.

Procesos

El proceso comienza con el calentamiento del material. Éste se carga posteriormente

dentro del contenedor de la prensa. Se coloca un bloque en la prensa de forma que

sea empujado, haciéndolo pasar por el troquel. Si son requeridas mejores

propiedades, el material puede ser tratado mediante calor o trabajado en frío.2

El radio de extrusión se define como el área de la sección transversal del material de

partida dividida por el área de sección transversal del material al final de la extrusión.

Una de las principales ventajas del proceso de extrusión es que este radio puede ser

muy grande y aún producir piezas de calidad.

Extrusión en caliente

La extrusión en caliente se hace a temperaturas elevadas para evitar el trabajo

forzado y hacer más fácil el paso del material a través del troquel. La mayoría de la

extrusión en caliente se realiza en prensas hidráulicas horizontales con rango de 250

a 12.000 t. Rangos de presión de 30 a 700 Mpa (4400 a 102.000 psi), por lo que la

lubricación es necesaria, puede ser aceite o grafito para bajas temperaturas de

extrusión, o polvo de cristal para altas temperaturas de extrusión. La mayor

desventaja de este proceso es el coste de las maquinarias y su mantenimiento.

Extrusión en frío

La extrusión fría se realiza a alrededor de la temperatura ambiente. La ventaja de

ésta sobre la extrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduce en una

mayor fortaleza debido al trabajo en frío o tratamiento en frío, estrecha tolerancia,

buen acabado de la superficie y rápida velocidad de extrusión si el material es

sometido a breves calentamientos.1

Los materiales que son comúnmente tratados con extrusión fría son: plomo, estaño,

aluminio, cobre, circonio, titanio, molibdeno, berilio, vanadio, niobio y acero.

Algunos ejemplos de productos obtenidos por este proceso son: los tubos plegables,

el extintor de incendios, cilindros del amortiguador, pistones automotores, entre otros.


Extrusión tibia

La extrusión tibia se hace por encima de la temperatura ambiente pero por debajo de

la temperatura de re cristalización del material, en un intervalo de temperaturas de

800 a 1800 °F (de 424 °C a 975 °C). Este proceso se usa generalmente para lograr

el equilibrio apropiado en las fuerzas requeridas, ductilidad y propiedades finales de

la extrusión.3

La extrusión tibia tiene varias ventajas comparada con la extrusión fría: reduce la

presión que debe ser aplicada al material y aumenta la ductilidad del acero. Incluso

puede eliminar el tratamiento térmico requerido en la extrusión en frío.

Extrusión directa

La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más

común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un recipiente fuertemente

reforzado. La barra es empujada a través del troquel por el tornillo o carnero. Hay un

dummy block reusable entre el tornillo y la barra para mantenerlos separados. La

mayor desventaja de este proceso es la fuerza requerida en la extrusión de la barra,

es mayor que la necesitada en la extrusión indirecta porque la fuerza de fricción

introducida por la necesidad de la barra de recorrer completamente el contenedor.

Por eso la mayor fuerza requerida es al comienzo del proceso y decrece según la

barra se va agotando. Al final de la barra la fuerza aumenta grandemente porque la

barra es delgada y el material debe fluir no radialmente para salir del troquel. El final

de la barra, llamado tacón final, no es usado por esta razón.

Gráfico de fuerzas requeridas por varios procesos de extrusión.


Extrusión indirecta

En la extrusión indirecta, también conocida como extrusión retardada, la barra y el

contenedor se mueven juntos mientras el troquel está estacionario. El troquel es

sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo como el contenedor.

La longitud máxima de la extrusión está dada por la fuerza de la columna del soporte.

Al moverse la barra con el contenedor, la fricción es eliminada.

ACUÑADO

Se trata de una operación de forja en frío, la cual se caracteriza por su reducida

deformación restringida a la producción de detalles finos en la superficie de la pieza

sin que exista flujo lateral; el ejemplo más sencillo es el grabado de las monedas.

Para lograr la formación de los detalles las presiones se pueden elevar en forma

significativa (se alcanza hasta del orden de 1400 MPa). El material utilizado para el

acuñado (cospel) primero es troquelado a partir de hojas metálicas de un espesor

aproximadamente igual al de las monedas a producir, estas hojas a su vez provienen

de un proceso de laminado en frío.


2.3.3. Por corte: torneado, fresado, cepillado, cizallado,

troquelado, punzonado.

Clasificación de las herramientas de corte

Las herramientas se pueden clasificar de diferentes maneras, las más comunes

responden al número de filos, el material del que están fabricadas, al tipo de

movimiento que efectúa la herramienta, al tipo de viruta generada o al tipo de

máquina en la que se utiliza. A continuación se presenta un ejemplo de algunas

herramientas y como pueden ser agrupadas para su clasificación.


Ejemplo de diferentes clasificaciones

Útiles para el torno

Conocidos como buriles o cuchillas de corte, los que pueden estar ubicados en torres,

puentes de sujeción o fijadores múltiples. También pueden estar fabricadas de un

material barato y tener una pastilla de material de alta calidad.


Los buriles se pueden clasificar de acuerdo a su uso, los principales son:

Útiles de desbaste:

• rectos: derechos e izquierdos

• curvos: derechos y curvos Útiles de afinado:

• puntiagudos

• cuadrados

Útiles de corte lateral

derechos

• izquierdos

Útiles de forma

corte o

tronzado

• forma curva

• roscar

• desbaste interior

A continuación se presentan algunos de los buriles más comerciales.


Procesos de Manufactura Página 119

Materiales para herramientas de corte

Los materiales duros se han usado para cortar o deformar otros metales durante

miles de años. Sin embargo, en los últimos 150 años se han inventado o desarrollado

mejores materiales. Por lo general, a medida de que se descubrieron mejores

materiales, se construyeron máquinas herramientas más grandes y potentes con las

que se pudo producir piezas con mayor rapidez y economía.

1. Aceros al alto carbón

Los aceros al alto carbón o carbono, se han usado desde hace mucho tiempo y se

siguen usando para operaciones de maquinado de baja velocidad o para algunas

herramientas de corte para madera y plásticos. Son relativamente baratos y de fácil

tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos o temperaturas mayores de 350 a

400 °C . Con acero al alto carbono se hacen machuelos, terrajas, rimas de mano y

otras herramientas semejantes.

Los aceros de esta categoría se endurecen calentándolos arriba de la temperatura

crítica, enfriándolos en agua o aceite, y templándolos según se necesite. Cuando se

templan a 325 °F la dureza puede llegar hasta 62-65 Rockwell C. Las herramientas

de corte de acero al alto carbón se nitruran con frecuencia a temperaturas que van

de 930 a 1000 °F (500-540 °C) para aumentar la resistencia al desgaste de las

superficies de corte, y reducir su deterioro.

2. Acero de alta velocidad

La adición de grandes cantidades de Tungsteno hasta del 18%, a los aceros al

carbono les permite conservar su dureza a mayores temperaturas que los aceros

simples al carbón, a estos aceros con aleación de menor del 20% de Tungsteno se

les conocen como aceros de alta velocidad. Estas herramientas mantienen su filo a

temperaturas hasta de 1000 a 1100 °F (540-590°C), lo que permite duplicar, en

algunos casos, su velocidad de corte. También aumentan la duración y los tiempos

de afilado, con todas estas ventajas se lograron el desarrollo de máquinas

herramientas más poderosas y rápidas, lo que generó mayor productividad. El acero

Básico 1841 (T-1) contiene el 10.5% de tungsteno, 4.1% de cromo, 1.1% de vanadio,

de 0.7 a 0.8 % de carbono, 0.3 % de manganeso, 0.3% de silicio y el resto de hierro.

Se han desarrollado variantes de esta aleación, las cuales tienen cobalto y de 0.7 a

0.8 % de molibdeno. Al aumentar el contenido de vanadio al 5%, se mejora la

resistencia al desgaste. Los aceros de alta velocidad al tungsteno tienen hasta 12%,

10% de cobalto, en ese caso se llaman aceros de súper alta velocidad o aceros de

alta velocidad al cobalto, porque aumenta la resistencia al calor.


3. Aleaciones coladas

El término aleación colada o fundida se refiere a materiales constituidos por un 50%

de cobalto, 30% de cromo, 18% de tungsteno y 2% de carbono. Las proporciones de

esos metales no ferrosos varía, pero el cobalto es el material dominante y las

herramientas hechas de estas aleaciones, con frecuencia se les llama "Stellite",

permanecen duras hasta 1500 °F. Su dureza aproximada es 60 a 62 Rockwell C.

Estas herramientas se funden y moldean a su forma.

Por su capacidad de resistir calor y abrasión, las aleaciones coladas se usan para

ciertas partes de motores y turbinas de gas, y para herramientas de corte. También

son muy resistentes a la corrosión y permanecen tenaces hasta 1500 °F (815 °C),

pero son más frágiles que los aceros de alta velocidad. También se les conoce como

herramientas de carburo sintetizado, son capaces de trabajar a velocidades de corte

hasta tres veces las del acero de alta velocidad.

El ingrediente principal es el polvo de carburo de tungsteno, que se compone del 95

% de tungsteno y 55 de carbono finamente pulverizados. Estos dos materiales se

calientan y se combinan, formando partículas extremadamente duras de carbono y

tungsteno. Este carburo se mezcla con un 5 a 10 % de cobalto en polvo, que funciona

como aglomerante, y una pequeña cantidad de parafina. La mezcla a la que también

se le puede agregar un poco de carburo de titanio para variar las características de

la herramienta. La herramienta se presinteriza calentándola a 1500 °F para quemar

la cera. A continuación se sintetiza a 2500- 2600 °F. En este punto el cobalto se funde

y funciona como aglomerante formando una matriz que rodea las partículas de

carburo, que no se funden.

4. Herramientas de cerámica

Las herramientas de cerámica para corte se fabrican con polvo de óxido de aluminio,

compactado y sintetizado en formas de insertos triangulares, cuadrados o

rectangulares. Se pueden sintetizar sin aglomerante o con pequeñas cantidades de

algún vidrio. Se han estado usando durante tan solo de 30 a 35 años y no se pueden

emplear con eficacia en máquinas herramientas de baja potencia. Se necesitan

máquinas muy rígidas y de gran potencia para aprovechar la resistencia al calor

dureza de estos materiales.

Las herramientas de cerámica son muy duras, y son químicamente Inertes, pero son

más frágiles o quebradizas que los carburos u otros materiales. Los Insertos de

cerámica para herramienta se pueden fabricar con los métodos de prensado en frío


o prensado en caliente, las herramientas prensadas en frío se compactan a una

presión de 40,000 a 50,000 psi y a continuación se sintetizan a temperaturas de 2000

a 3000 °F (1,100 a 1,650 °C). Los insertos de cerámica prensados en caliente se

sintetizan estando a presión, y son más densos. La resistencia a la compresión de

las herramientas de cerámica es muy alta, y tienen baja conductividad térmica. Como

son bastante frágiles, deben estar muy bien soportadas en portaherramientas, porque

se pueden romper o dañar con facilidad si la máquina vibra. Las herramientas de

cerámica son muy resistentes al desgaste, y en la máquina adecuada se pueden

trabajar al doble de la velocidad de corte que las en las máquinas con herramientas

de carburo. En algunos casos, hasta se pueden trabajar a mayores velocidades. Las

herramientas de cerámica no se deben utilizar para cortes interrumpidos.

Fluidos de corte

Durante el proceso de maquinado se genera fricción y con ello calor, lo que puede

dañar a los materiales de las herramientas de corte por lo que es recomendable

utilizar fluidos que disminuyan la temperatura de las herramientas. Con la aplicación

adecuada de los fluidos de corte se disminuye la fricción y la temperatura de corte

con lo que se logran las siguientes

Ventajas económicas

1. Reducción de costos

2. Aumento de velocidad de producción

3. Reducción de costos de mano de obra

4. Reducción de costos de potencia y energía

5. Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas

Características de los líquidos para corte

1. Buena capacidad de enfriamiento

2. Buena capacidad lubricante

3. Resistencia a la herrumbre

4. Estabilidad (larga duración sin descomponerse)

5. Resistencia al enranciamiento

6. No tóxico

7. Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo)

8. Viscosidad relativa baja (permite que los cuerpos extraños la sedimentación)

9. No inflamable


Fluidos más comunes para corte

Fluido

Características

Aceite

Activo

para corte

• Aceites minerales sulfurados (0.5 a 0.8% de

S)

• Aceites minerales sulfoclorinados (3% S y 1%

Cl

• Mezclas de aceites grasos sulfoclorinados (más

del 8% de S y 1% Cl)

Aceites de

corte inactivos

(no se

descomponen)

• Aceites minerales simples

• Aceites grasos o animales

• Mezclas de aceites animales y minerales

• Mezclas de aceites animales y minerales

sulfurados

Aceites

emulsificantes

(solubles)

Aceites minerales solubles al agua. Contienen un

material parecido al jabón que permite la dilución en el

agua se agregan de los concentrados de 1 a 5 partes

de concentrado por cada 100 partes de agua.

Fluidos

sintéticos para

el corte

Emulsiones estables que contienen un poco de aceite

y se mezclan con facilidad con el agua. Existen varios

tipos de fluidos sintéticos para corte, los mejores son

aquellos conocidos como de alta precisión y funcionan

con reacciones químicas de acuerdo con el material

que estén enfriando.

Ángulos, filos y fuerzas

El corte de los metales se logra por medio de herramientas con la forma adecuada.

Una herramienta sin los filos o ángulos bien seleccionados ocasionará gastos

excesivos y pérdida de tiempo.


En casi todas las herramientas de corte existen de manera definida: superficies,

ángulos y filos.

Las superficies de los útiles de las herramientas son:

Superficie de ataque. Parte por la que la viruta sale de la herramienta.

Superficie de incidencia. Es la cara del útil que se dirige en contra de la superficie de

corte de la pieza.

Los ángulos son:

Ángulo de incidencia (alfa). Es el que se forma con la tangente de la pieza y la

superficie de incidencia del útil. Sirve para disminuir la fricción entre la pieza y la

herramienta.

Ángulo de filo (beta). Es el que se forma con las superficies de incidencia y ataque

del útil. Establece qué tan punzante es la herramienta y al mismo tiempo que tan débil

es.

Ángulo de ataque (gama). Es el ángulo que se forma entre la línea radial de la

pieza y la superficie de ataque del útil. Sirve para el desalojo de la viruta, por lo que

también disminuye la fricción de esta con la herramienta.

Ángulo de corte (delta). Es el formado por la tangente de la pieza y la superficie

de ataque del útil. Define el ángulo de la fuerza resultante que actúa sobre el buril.

Ángulo de punta (epsilon). Se forma en la punta del útil por lo regular por el filo

primario y el secundario. Permite definir el ancho de la viruta obtenida.

Ángulo de posición (xi). Se obtiene por el filo principal de la herramienta y el eje

de simetría de la pieza. Aumenta o disminuye la acción del filo principal de la

herramienta.

Ángulo de posición (lamda). Es el que se forma con el eje de la herramienta y la

radial de la pieza. Permite dan inclinación a la herramienta con respecto de la pieza.

Filos de la herramienta

Filo principal. Es el que se encuentra en contacto con la superficie desbastada y

trabajada.


Filo secundario. Por lo regular se encuentra junto al filo primario y se utiliza para evitar

la fricción de la herramienta con la pieza.

La suma de los ángulos alfa, beta y gama siempre es igual a 90°

Para la definición de los valores de los ángulos se han establecido tablas producto

de la experimentación.

A continuación se muestra una tabla de los ángulos alfa, beta y gama.

Aceros rápidos

Materiales trabajar

Metales duros

Alfa

Beta

Gama

Material

Alfa

Beta

Gama

8

68

14

Acero sin alear hasta 70

kg/mm2

5

75

10

8

72

10

Acero moldeado 50 kg/mm2

5

79

6

8

68

14

Acero aleado hasta 85

kg/mm2

5

75

10

8

72

10

Acero aleado hasta

100 kg/mm2

5

77

8

8

72

10

Fundición maleable

5

75

10

8

82

0

Fundición gris

5

85

0

8

64

18

Cobre

6

64

18

8

82

0

Latón ordinario, latón rojo,

fundición de bronce

5

79

6

12

48

30

Aluminio puro

12

48

30

12

64

14

Aleaciones de aluminio para

fundir y forjar

12

60

18

8

76

6

Aleaciones de magnesio

5

79

6

12

64

14

Materiales prensados

aislantes (novotex baquelita)

12

64

14

12

68

10

Goma dura, papel duro

12

68

10


Porcelana

5

85

0

Las fuerzas que actúan en una herramienta de corte, de manera simplificada se

puede decir que actúan en una herramienta tres fuerzas:

Fuerza radial, Fr. Se origina por la acción de la penetración de la herramienta para

generar el corte y como su nombre lo señala actúa en el eje radial de la pieza. Fuera

longitudinal, Fl. Es la que se produce por el avance de la herramienta y su actuación

es sobre el eje longitudinal de la pieza.

Fuerza tangencial, Ft. Es la fuerza más importante en el corte y se produce por la

acción de la pieza sobre la herramienta en la tangente de la pieza.

La contribución de las tres fuerzas como componentes de las resultante total es:

Fr = 6% Fl = 27% Ft = 67%

Producto de acción de las tres fuerzas de corte se tiene una resultante que es la que

deberá soportar la herramienta. Se debe tener en consideración que como las fuerzas

son cantidades vectoriales es muy importante su magnitud, dirección, posición y

punto de apoyo.


Recomendaciones básicas para el afilado de un buril

1. Empleo de un esmeril con grano grueso para el desbaste y grano fino para el

acabado, consulte esmeriles recomendados en "métodos de afilado"

2. Empleo de las velocidades de rotación establecidas para cada tipo de esmeril.

3. Comprobación de que el esmeril gire en contra del borde de la herramienta.

4.

5. Evite sobrecalentamientos durante el afilado y aplicar una presión moderada

de esmerilado.

6. Evite el esmerilado cóncavo. Es ventajoso usar esmeriles de taza o de copa

para esta operación.

7. Mantener los esmeriles limpios reavivándolos frecuentemente.

8. Evite choques térmicos.

9. Remueva las cantidades excesivas de material y aplicar demasiada presión de

esmerilado implica el riesgo de originar fisuras en la herramienta que la

inutilizan para siempre.

EL TORNO MECÁNICO

El torno mecánico es una máquina-herramienta para mecanizar piezas por revolución

arrancando material en forma de viruta mediante una herramienta de corte. Ésta será

apropiada al material a mecanizar pudiendo estar hecha de acero al carbono, acero

rápido, acero rápido al cobalto, widia, cerámica, diamante, etc. y que siempre será

más dura y resistente que el material mecanizado.

Es una máquina muy importante en la fabricación que data del año 1910 en sus

versiones modernas, aunque ya a mediados del siglo XVII existían versiones simples

donde el movimiento de las piezas a mecanizar se accionaba mediante simples

arreglos por cuerdas; desde la revolución industrial, donde se establecen los

parámetros principales de esta máquina, apenas ha sufrido modificaciones,

exceptuando la integración del control numérico en las últimas décadas

MOVIMIENTOS DE TRABAJO EN LA OPERACIÓN DE TORNEADO


Movimiento de corte: por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente

sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite

su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes.

El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos

de garras, pinzas, mandrinos auxiliares...), los cuales sujetan la pieza a mecanizar.

Movimiento de avance: es debido al movimiento longitudinal o transversal de la

herramienta sobre la pieza que se está trabajando.

En combinación con el giro impartido al husillo, determina el espacio recorrido por la

herramienta por cada vuelta que da la pieza.

El movimiento también puede no ser paralelo a los ejes, produciéndose así conos.

En ese caso se gira el carro de debajo del transversal ajustando en una escala

graduada el ángulo requerido, que será la mitad de la conicidad deseada.

Profundidad de pasada: movimiento de la herramienta que determina la profundidad

de material arrancado en cada pasada aunque la cantidad de material arrancado

queda siempre sujeto al perfil del útil de corte usado, tipo de material mecanizado,

velocidad de corte, etc.

El torno puede realizar operaciones de cilindrado, mandrinado, roscado, refrendado,

ranurado, taladrado, escariado, moleteado, cilindrado en línea, etc., mediante

diferentes tipos de herramientas y útiles intercambiables con formas variadas según

la operación de conformado que realizar.

Con los accesorios apropiados, que por otra parte son sencillos, también se pueden

efectuar operaciones de fresado, rectificado y otra serie de operaciones de

mecanizado.

ESTRUCTURA DEL TORNO

El torno tiene cinco componentes. Las partes principales del torno son el cabezal

principal, bancada, contrapunta, carro y unidad de avance.

El cabezal principal contiene los engranes, poleas lo cual impulsan la pieza de trabajo

y las unidades de avance. El cabezal, incluye el motor, husillo, selector de velocidad,

selector de unidad de avance y selector de sentido de avance. Además sirve para

soporte y rotación de la pieza de trabajo que se soporta el husillo. La bancada sirve

de soporte para las otras unidades del torno.


La contrapunta puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo, La función

primaria es servir de apoyo al borde externo de la pieza de trabajo.

El carro consta del tablero delantero, portaherramientas, mecanismo de avance,

mecanismo para roscar, soporte combinado y los sujetadores para la herramienta de

corte. La aplicación de la potencia para avance se obtiene al acoplar el embrague

para el avance seleccionado.

El carro auxiliar puede girarse a diversos ángulos y las herramientas de corte se

montan en el portaherramientas. El avance manual para el carro auxiliar compuesto

se obtiene con el volante de avance.

CLASES DE TORNO

• Torno al aire

• Torno vertical

• Torno con dispositivo copiador

• Torno revolver

• Torno de relojero

• Torno de madera

TORNOS DE NO-PRODUCCIÓN

• Torno paralelo: Es el más común y tiene los componentes básicos y puede efectuar

las operaciones ya descritas.

• Torno rápido: Se utiliza principalmente para operaciones de torneado rápido de

metales, para madera y para pulimento.

• Torno para taller mecánico: Se utiliza para hacer herramientas, matrices o piezas

de precisión para maquinaria.

TORNOS DE SEMI-PRODUCCIÓN

• Tornos copiadores: es un torno paralelo con un aditamento copiador. Corta el

movimiento de las herramientas de corte.


• Torno revólver: tienen una unidad de alineación para herramientas múltiples, en

lugar de la contrapunta. Tiene diferentes posiciones y los tornos son horizontales y

verticales.

• Horizontal: Se clasifica en ariete o de portaherramientas, los arietes tienen torreta

para herramienta múltiple montado en el carro superior.

El carro superior es adecuado para materiales gruesos que necesitan mucho tiempo

para tornear o perforar.

• Vertical: Pueden operar en forma automática, se alinean con la pieza de trabajo con

un mecanismo o con control numérico.

El revolver vertical tiene dos tipos básicos: estación individual y múltiple.

Los múltiples tienen husillos múltiples que se vuelven a alinear después de cada

accionamiento.

TORNOS DE PRODUCCIÓN

Tornos de mandril automático o tornos al aire: Son similares a los de revolver de

ariete o carro superior, excepto que la correa está montada verticalmente, no tiene

contrapunta, el movimiento para el avance se aplica en la torreta.

En estos tornos se utiliza una serie de pasadores y bloques de disparos para controlar

las operaciones.

Tornos automáticos para roscar: Son automáticos, incluso la alimentación del

material de trabajo al sujetador. Estos tornos se controlan con una serie de

excéntricas que regulan el ciclo. Son del tipo de husillo individual o múltiple.

Los de husillo individual son similares a un torno revolver excepto por la posición de

la torreta. Los tornos suizos para roscar difieren de los demás en el que el cabezal

produce el avance de la pieza de trabajo, estos también tienen un mecanismo de

excéntricas para el avance de la herramienta, estas mueven a la herramienta de corte

que esta soportada vertical, hacia adentro y hacia afuera mientras la pieza de trabajo

pasa frente a la herramienta.

Los tornos para roscar con husillos múltiples tienen de cuatro a ocho husillos que se

alinean a diversas posiciones.

Cuando se alinean los husillos efectúan diversas operaciones en la pieza de trabajo.

Al final de una revolución, se termina la pieza de trabajo.


En un torno de ocho husillos, la pieza se alinea ocho veces para efectuar el ciclo de

la máquina. Cada vez que se alinea el carro, se termina una pieza y se descarga el

husillo.

FRESADO

El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una

herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal

duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi

cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa

donde va fijada la pieza que se mecaniza.

Tipos de fresado

En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las

fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:

• Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado que tiene

por objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan

generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro,

existiendo una gama muy variada de diámetros de estas fresas y del número

de plaquitas que monta cada fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan

como primera opción el uso de plaquitas redondas o con ángulos de 45º como

alternativa.

• Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado

que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza.

Para ello se utilizan plaquitas cuadradas situadas en el portaherramientas de

forma adecuada.

• Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u

horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como

mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones

posteriores. Este fresado también se realiza con fresas de planear de plaquitas

intercambiables.

• Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar

consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada


partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte

industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras

equipadas con fresas cilíndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte

es que pueden ser de acero rápido o de metal duro. Se caracterizan por ser

muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener un diámetro

grande y un dentado muy fino. Un ejemplo de las características de una fresa

de corte sería el siguiente: diámetro de 200 mm, espesor de 3 mm, diámetro

del agujero de 32 mm y 128 dientes: Fina 128, Gruesa 64.

• Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente

fresas cilíndricas con la anchura de la ranura y a menudo, para aumentar la

producción, se montan varias fresas en el eje porta fresas permitiendo

aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias fresas

cilíndricas se le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresas

cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte: la frontal y las dos

laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan fresas de acero rápido ya

que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se emplean en

producciones muy grandes

• Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que

puede ser en forma de T, de cola de milano, etc.

• Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas

en el argot como bailarinas, que pueden cortar tanto en dirección perpendicular

a su eje como paralela a este.

• Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita

redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y

perfiles de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil

de media bola y las de canto redondo o teóricas.

• Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones se aconseja realizar un

taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el

mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad

deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa.

• Torno-fresado Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en

fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de

precisión como para el torneado exterior. El proceso combina la rotación de la

pieza y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie

cilíndrica. Esta superficie puede ser concéntrica respecto a la línea central de

rotación de la pieza, o puede ser excéntrica si se desplaza el fresado hacia


arriba o hacia abajo. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la

longitud requerida.

• Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de

realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la

rotación de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la

pieza en la dirección de dicho eje.

• Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales

cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras

de control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente

integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas.

• Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en

fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en

máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas

especiales del módulo de diente adecuado.

• Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan

habitualmente en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén

de herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.

• Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se

utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de

las fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un

movimiento vertical alternativo.

• Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de

moldes que se realiza bien con fresadoras copiadoras o bien con fresas de

control numérico.


El proceso de fresado

Velocidad de corte: vc (m/min)

Indica la velocidad superficial en el diámetro y supone un valor básico para calcular

los datos de corte.

Velocidad de corte eficaz o verdadera

Indica la velocidad superficial en el diámetro eficaz (Dcap).

Este valor es necesario para determinar los datos de corte verdaderos a la

profundidad de corte real (ap). Este valor resulta particularmente importante si se

utilizan fresas de plaquita redonda, fresas de ranurar de punta esférica y cualquier

fresa con radio de punta más grande, así como fresas con ángulo de posición inferior

a 90 grados.

Velocidad del husillo: n (rpm)

Número de revoluciones que realiza la herramienta de fresado sobre el husillo en

cada minuto. Este es un valor orientado a la máquina, que se calcula a partir del valor

de velocidad de corte recomendado para una operación.


Avance por diente: fz (mm/diente)

Un valor básico para calcular datos de corte, como el avance de mesa. También se

calcula considerando el espesor máximo de la viruta (hex) y el ángulo de posición.

Avance por vuelta: fn (mm/rev)

Valor auxiliar que indica hasta dónde se desplaza la herramienta durante una rotación

completa.

Se utiliza específicamente para cálculos de avance y a menudo para determinar la

capacidad de acabado de una fresa.

Avance por minuto: vƒ (mm/min)

Avance de mesa, avance de máquina o velocidad de avance en mm/min. Representa

el desplazamiento de la herramienta respecto a la pieza, en función del avance por

diente (fz) y del número de dientes de la fresa (zn).

Espesor máximo de la viruta: hex (mm)

Este valor es resultado del empañe de la fresa, ya que depende de (fz), (ae) y (kr).

El espesor de la viruta es un factor importante a la hora de decidir el avance por

diente, para verificar que se emplea el avance de mesa más productivo.


Espesor medio de la viruta: hm (mm)

Un valor útil para determinar la fuerza de corte específica, se utiliza para el cálculo

de la potencia neta.

Velocidad de arranque de viruta: Q (cm³/min)

Volumen de material eliminado en mm cúbicos por hora. Se establece utilizando los

valores de anchura y profundidad de corte, y avance.

Fuerza de corte específica: kct (N/mm²)

Un factor utilizado para el cálculo de la potencia. La fuerza de corte específica

depende de la resistencia del material cuando se mecaniza con un valor de espesor

de la viruta concreto.

Potencia Pc y eficiencia ηmt

Son valores orientados a la máquina-herramienta, que ayudan a calcular la potencia

neta y así garantizar que la máquina pueda manejar la fresa y la operación.

Tiempo de mecanizado: Tc (min)

Longitud de mecanizado (lm) dividida por el avance de mesa (vf).


CEPILLADO

Es una operación mecánica con desprendimiento de viruta en la cual se utiliza una

máquina llamada cepilladora. EL cepillado para metales se creó con la finalidad de

remover metal para producir superficies planas horizontales, verticales o inclinadas,

dónde la pieza de trabajo se sujeta a una prensa de tornillo o directamente en la

mesa. Las cepilladoras tienen un solo tipo de movimiento de su brazo o carro éste es

de vaivén, mientras que los movimientos para dar la profundidad del corte y avance

sedan por medio de la mesa de trabajo.

TIPOS DE CEPILLADORAS

Las cepilladoras se clasifican en cuatro tipos, de acuerdo con sus características de

construcción. 1.- De bastidor doble.2.- De lado abierto.3.- Para cantear planchas.4.-

Del tipo de foso.

1.- DE BASTIDOR DOBLE

Una cepilladora de bastidor doble tiene una bancada grande y pesada sobre la cual

la mesa se mueve en vaivén sobre guías. La bancada tiene que ser de una longitud

algo superior al doble de la mesa. Dos bastidores verticales, pesados, están

montados cerca del centro de la base, uno a cada costado de la bancada.

2.- DE LADO ABIERTO

Una Cepilladora abierta como la que se muestra en la figura, hace posible vencer la

limitación de espacio entre las columnas como en el caso de las cepilladora del tipo

de doble bastidor. Algunas cepilladoras abiertas son convertibles, siendo posible

agregarles un segundo bastidor a la bancada si se las desea convertir en cepillado

de doble bastidor.

3.-Para cantear planchas

La cepilladora para cantear planchas o de bordes es una máquina herramienta

diseñada especialmente para el cepillado de bordes de planchas. En estas

cepilladoras el trabajo permanece fijo durante el maquinado y la herramienta describe

un movimiento de vaivén y es llevado por un carro móvil montado lateralmente. La

herramienta de corte puede ser movida verticalmente y horizontalmente en su


soporte y puede ser girada de tal forma que el corte ocurra en las dos direcciones del

recorrido del carro.

4.- DEL TIPO DE FOSO

Es otro tipo de cepilladora en la que el trabajo permanece estacionario y la

herramienta efectúa un movimiento oscilante. Cuando se debe cepillar una pieza de

gran tamaño, el uso de una cepilladora de doble bastidor requiere una bancada

sumamente grande y el peso dela pieza de trabajo dificulta el movimiento de vaivén.

Cizallado El cizallado es la separación sin arranque de viruta de láminas y perfiles. Los cortes

se pueden elaborar en forma lineal o curva en cualquier longitud.

Este proceso de corte de lámina o placas, produce cortes limpios, es decir, sin virutas

o calor o reacciones químicas del metal, pudiéndose hacer cortes rápidos y con

bastante precisión pero siempre en forma recta; longitudinal, transversal o diagonal

a la placa. El cizallado es él término empleado cuando se trata de cortes en línea

recta; el corte con formas regulares redondas u ovaladas e irregulares se efectúan

con punzo cortado y perforación. El cizallado suele ser en frío en especial con

material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras,

telas, cerámica, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de los metales.

El cizallado llamado también guillotinado en ciertas actividades se hace en frío en la

mayoría de los materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo

del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la

cuchilla hasta la mesa de la máquina, para producir la fractura o rotura controladas

durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida. El

cizallado o guillotinado puede emplearse con una gran variedad de materiales para

cortar papel o refinar libros y en la cizalla escuadradora para lámina. En el cizallado

encontramos unas variantes muy interesantes y de gran ayuda para el ingeniero

diseñador o fabricante.

CIZALLADO

El corte del metal implica su sostenimiento a un esfuerzo de corte, superior a su

resistencia límite, entre filos cortantes adyacentes... Conforme el punzón desciende

sobre el metal, la presión produce una deformación plástica que tiene lugar como en

B en la figura. El metal se somete a un esfuerzo muy alto entre los filos de la matriz

y el punzón, y las fracturas se inician en ambos lados de la lámina a medida que


continúa la deformación. Cuando se alcanza el límite de resistencia del material la

fractura progresa; si el juego es correcto, y ambos filos tienen el mismo aguzado, las

fracturas se encuentran en el centro de la lámina como se muestra en C. el valor del

juego, que desempeña un papel importante en el diseño de matrices depende de la

dureza del material. Para el acero deberá ser del 5 al 8 % del espesor del material

por lado. Si se usa un juego inadecuado, las fracturas no coinciden, y en cambio,

deben atravesar todo el espesor de la lámina, consumiendo más potencia. a) Punzón en contacto con la lámina.

b) Deformación plástica.

c) Fractura completa.

Proceso de cizallado de metal con punzón y matriz.

Cizallas de escuadrar

Esta máquina se usa exclusivamente para cizallar láminas de acero y se fabrica tanto

`para operación manual como la operada con motor. Se puede colocar lámina con un

ancho mayor de 3m. Están provistas de pisadores hidráulicos cada 300mm para

prevenir cualquier movimiento de la lámina durante el corte. En la operación, la lámina

avanza sobre la bancada de manera que la línea de corte se encuentre bajo la

cuchilla. Cuando se acciona el pedal, los pisadores descienden y las cuchillas cortan

progresivamente a lo largo de la lámina.


Troquelado Los elementos de transformación en un troquel, son llamados punzón (macho) y

matriz (hembra), ambos deben tener un tratamiento previo de endurecimiento

(llamado «templado») que debe superar la dureza de los materiales a procesar. La parte superior de la herramienta (parte superior del porta troquel) se sujeta

firmemente al ariete o carnero de la prensa mientras que la parte inferior (porta

matrices) se fija a la mesa de la máquina, el centramiento entre ambos (incluida la

holgura) se mantiene gracias a los postes fijos en el porta troquel y los bujes

embalados que se deslizan en las tazas, aunque hay troqueles que solamente tienen

postes y tazas con ajuste deslizante entre ellos y algunos otros (esto ya es poco

común) que no cuentan con postes y para centrar se emplea un método un poco

rudimentario que se describe en “procedimiento de montaje de troqueles”.

Entendiendo que la operación de troquelado se realiza a los 180° del viaje (carrera)

del ariete, una vez realizada está, el punzón comienza a subir pero existe un

problema: la elasticidad del material, que al contraerse “abraza” al punzón y, por lo

tanto, tiende a subir junto con él; esto lógicamente debe evitarse, para ello entran en

juego los extractores de la cinta metálica (planchador o expulsores o puentes) que

separan el material del punzón al mismo tiempo que lo sujetan contra la matriz en el

momento en que se realiza la operación de troquelado. Por otro lado, el material cortado tiene cierta tendencia a adherirse a la matriz, ya que

éste se expande. En algunos casos esta expansión no es suficiente y entonces

también trata de subir pegada al punzón; para evitarlo, se utilizan los botadores que

son simplemente pernos, que mediante la acción de un resorte, impiden que la pieza

sea extraída de la matriz “empujando” literalmente hacia abajo el material cortado.


TROQUELADORA

En general a una operación realizada en un dado se le llama troquelado. Los

troqueles puede ser de tres tipos: simples, compuestos y progresivos.

1. Simples.- Estos troqueles permiten realizar solamente una operación en cada

golpe del ariete o carnero, son de baja productividad y normalmente es

necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y

considerarla terminada.

1. Compuestos.- Estas herramientas permiten aprovechar la fuerza ejercida por

el ariete realizando dos o más operaciones en cada golpe y agilizando así el

proceso.

1. Progresivos.-: Estos troqueles constan de diferentes etapas o pasos, cada uno

de ellos modifica el material en una determinada secuencia establecida por el

diseñador (secuencia de corte), de tal manera que al final se obtiene una pieza

o piezas terminadas.

Alimentadores

La pérdida de paso es uno de los problemas a evitar durante la operación de un

troquel progresivo, otro suceso a evitar y que también genera graves daños a los

troqueles y puede ocasionar pérdidas de paso son:

Paso de avance, paso de bucle, paso de troquelado en fallo, paso variable, paso

intermitente.


PUNZONADO Una punzonadora es un tipo de máquina que se usa para perforar y conformar

planchas de diferentes materiales usando un punzón y una matriz a semejanza de

una prensa. Estas pueden ser sencillas (comandadas manualmente, con un solo

juego de herramientas) o muy complejas (Punzonadora CNC, con carga automática,

múltiples herramientas. La punzonadora generalmente trabaja partiendo de formatos de chapa metálica, pero

también la hay que parte de bobinas. El punzonado desde bobinas brinda gran

eficiencia y desde chapa otorga gran flexibilidad. Trabajar partiendo desde bobina es

recomendado para series muy grandes de producción, donde se utiliza siempre el

mismo material y el ancho de la bobina coincide generalmente con el ancho de la

pieza. Tiene la ventaja de que el material solo circula en una dirección con lo cual se

evitan rozaduras en la chapa y desplazamiento innecesarios

Fuerza y trabajo de corte

Fc=p·e·Rd

Wo=X·Fc·e

Dónde:

Fc Fuerza de corte que se tiene que aplicar para producir el punzonado

p Desarrollo del corte (perímetro de la geometría a cizallar) e Espesor

de la chapa Rd Tensión de cizallado2

Wc Trabajo de corte

X Factor que tiene en cuenta la irregularidad de la fuerza de corte (Varía entre 0.50.8)


Tolerancia de corte de la matriz

Para realizar un agujero de una dimensión concreta en una chapa de un espesor

determinado el punzón debe tener la misma dimensión que el agujero deseado y la

matriz deberá tener una dimensión un poco mayor.

Esa diferencia de dimensiones es conocida como tolerancia de corte de la matriz. Es

muy importante que la tolerancia de corte de la matriz este uniformemente repartida

alrededor de la medida del punzón incluso en las esquinas. La tolerancia de corte adecuada es aquella que hace coincidir las fracturas de corte

generadas por el punzón y por la matriz.

Si utilizamos una matriz con tolerancia demasiado ajustada se crearán dos fracturas

que no se encontrarán.

Inconvenientes de una tolerancia demasiado ajustada:

• Al ser la tolerancia menor implicará que sea necesaria mayor fuerza para cortar •

El utillaje puede sufrir un mayor desgaste por el hecho de necesitar más fuerza

en la operación de corte.

• Podría llegar a crear más rebabas por laminación. Es necesaria mayor fuerza

de extracción.

Por otro lado, si utilizamos una tolerancia demasiado grande se generará una

curvatura mayor alrededor del agujero y las rebabas serán mayores.

Calculo de la tolerancia de corte

La tolerancia de corte adecuada de una matriz varía con el espesor y con el tipo de

material de la chapa (normalmente se obtiene de un porcentaje con relación al

espesor de la chapa).

Como regla general se puede establecer que a mayor esfuerzo de corte del material

y mayor espesor de chapa la tolerancia de corte debe ser mayor. Por ejemplo, para

chapas de un mismo espesor se necesitará una tolerancia de corte mayor para el

inoxidable que para una de acero o de aluminio. Por otro lado una chapa de 6 mm.

de espesor necesitará más tolerancia que una chapa de 1 mm.

Los valores de la tolerancia pueden variar desde un 15% a un 25% del espesor de

material en función del espesor y tipo de material. Como regla general se podría

aplicar como tolerancia de corte un 15% para el aluminio, un 20% para el acero y un

20-25% para el inoxidable.


Beneficios de utilizar una tolerancia de corte adecuada:

• Menor rebaba y curvatura en los agujeros

• Agujeros más uniformes y cortes más limpios

• Piezas punzonadas más planas, con menos deformaciones

• Mayor precisión entre agujeros

• Mayor vida del utillaje (punzón y matriz)

• Mejor extracción del punzón

• Menor adhesión del material punzonado en las paredes del punzón

2.3.4. Por transformación superficial: recubrimientos,

endurecimiento

RECUBRIMIENTO

El proceso de recubrimiento es la aplicación de un espesor finito de algún material

sobre el metal o es la transformación de su superficie por medios químicos o

eléctricos para lograr un óxido del metal original.

Los recubrimientos son materiales que al momento de ser aplicados sobre una

superficie, protegen, embellecen o impiden que elementos extraños entren en

contacto con la misma.

El objetivo principal de recubrimiento o acabado es generalmente mejorar la

apariencia y el valor de venta del artículo; a la mayoría de los metales se les recubre

para proporcionarles una resistencia permanente a las influencias destructivas

débiles, al desgaste, descomposiciones electrolíticas y al contacto con la intemperie

o a la atmósfera corrosiva.

Los principales objetivos de los recubrimientos superficiales son:

• Proteger el material contra la corrosión por el calor y la intemperie.

• Mejorar la luminiscencia y el aspecto de la superficie.

• Aislamiento eléctrico.

• Brinda mayor vida útil a la pieza.


Antes que los materiales puedan ser recubiertos es necesario preparar la superficie

convenientemente, para la buena adhesión. Las piezas se limpian por diferentes

procedimientos, dependiendo del material, su tamaño, las particularidades de las

superficies entre otras cosas y la clase de recubrimientos que deba aplicárseles.

Los métodos básicos empleados son:

Mecánicos: Como el chorro de arena o barril de frotación.

Químicos: Como los de los agentes alcalinos, ácidos u orgánicos y también la

limpieza electrolítica.

Cada uno de estos recubrimientos así como tienen ventaja, también presentan varias

desventajas la cuales de resumen de la siguiente forma:

TIPO DE CUBIERTA

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Metálica

Insolubles en soluciones orgánicas, buena conductora de calor y electricidad

Cuando falla, origina una

celda galvánica que acelera

la corrosión del más alto en

serie electromotriz.

Cerámico

Es duro, resistente a altas

temperaturas y no forma

celdas galvanizadas.

Es quebradizo y mal

conductor de calor y

electricidad.

Orgánico

Relativamente barato, de

aplicación y flexible.

Relativamente suave no

soporta altas temperaturas,

se oxida


Métodos de limpieza.

Para que los materiales puedan ser recubiertos, es necesario preparar la superficie

para una buena adhesión. Las piezas se limpian por diferentes procedimientos:

• Limpiadores

• Limpieza electrolítica

• Desengrasado por vapor

• Limpieza Electrosónica

• Decapado y oxidado

• Método mecánico

• Procesos químicos de limpieza

Limpiadores

El agua no es un buen agente limpiador pero es el solvente universal para los agentes

de limpieza y se usa libremente para enjuagado.

Los tres detergentes básicos son:

• Las emulsiones en agua de solventes orgánicos combinan las ventajas de un

solvente con las de un agente que dispersa la suciedad.

• Las soluciones alcalinas, como la sosa caustica y el sulfato trisódico, con

frecuencia mezclado con materiales coloidales, jabones y otros agentes

humectantes remueven cualquier tipo de suciedad pero atacan algunas

superficies.


• Los ácidos suaves se usan para materiales atacados por los álcalis, para

eliminar escamas, óxidos y fundentes. Los baños de sales fundidas son

capaces de arrancar depósitos tenaces de arena, escama, etc. de las forjas y

colados.

• La forma más fácil es la inmersión, pero requiere de agregarse agitación,

vuelco en barril o frotado.

Limpieza electrolítica

Es una forma de inmersión en una solución alcalina con la pieza de trabajo como el

cátodo en un circuito eléctrico. El gas liberado en la superficie ayuda a desalojar

sustancias extrañas y puede depositarse una delgada capa protectora de estaño. La

aspersión de todas clases de fluidos actúa con fuerza para desalojar la suciedad

sólida.

Desengrasado por vapor

Es un método de limpieza con solvente no inflamable en el fondo de un tanque se

vaporiza a 45 hasta 145° C. Los soportantes de enfriamiento de la parte superior

condensan el vapor y la mantienen en el tanque el vapor se condensa en la pieza de

trabajo relativamente fría, el condesado disuelve la grasa y escurre removiendo la

suciedad y las virutas.

Limpieza electrosónica

Se enfoca en una pieza de trabajo sumergida en un fluido de limpieza, ondas de

sonido de alta frecuencia generada por uno o más generadores de alta potencia. Esto

causa la formación rápida y el colapso de burbujas diminutas o cavidades en liquido

(llamadas cavitación), que provocan una acción violenta en las superficies expuestas.

Decapado y oxidado

El decapado es la remoción química de los óxidos superficiales y las escamas de

metales por soluciones ácidas, en el aluminio se denominan oxidado. Las soluciones

comunes contienen ácidos sulfúricos clorhídricos con agua o algunas veces con

inhibidores.

Método mecánico


En este método el material se esmeriliza (se limpia con el propósito de remover la

cascarilla de laminación, el polvo y la corrosión. Los métodos incluyen el golpeo con

chorro de arena y el granallado, en los cuales se impulsan partículas abrasivas a alta

velocidad contra la limpieza de trabajo, y el uso de abrasivos en forma de lijas de

papel o ruedas de esmeril.

La limpieza y desbarbado vibratorio otro método común para limpiar y eliminar

rebabas de piezas de trabajo maquinadas.

Procesos químicos de limpieza

Antes de la aplicación de pintura se puede necesitar una preparación química, el

decapado, para remover los óxidos, para remover las grasas y aceite se recomienda

el proceso de desengrasado por vapor.

ENDURECIMIENTO

El endurecimiento superficial es un término general que abarca una amplia variedad

de técnicas, todas ellas con el mismo objetivo:

Aumentar la dureza superficial de la pieza, incrementando la resistencia al desgaste

y conservando la tenacidad en el interior de la misma. En algunas aplicaciones se

busca, además, incrementar la resistencia a la fatiga.

Esta combinación de superficie dura y resistencia al impacto, dos propiedades en

general opuestas entre sí, es útil en piezas tales como engranajes, ejes y piezas

sometidas al desgaste mecánico.

Hay tres enfoques diferentes a los diversos métodos de endurecimiento superficial.

Estos son: Procesos Termoquímicos, Procesos Térmicos y Revestimientos. Las

principales diferencias entre ellos se muestran en la Tabla 1. En este apunte sólo se

tratarán los Procesos Termoquímicos.


Procesos Termoquímicos

Son procesos de endurecimiento superficial por difusión. En este caso, se modifica

la composición química de la superficie de la pieza mediante un proceso

termoquímico, el cual necesita calor para promover la difusión de una especie

endurecedora hacia la superficie y regiones subsuperficiales de la pieza a tratar.

Este proceso de difusión modifica la composición química de la superficie de la pieza,

formando una capa dura.

La profundidad de la capa dura posee la siguiente relación temperatura-tiempo:

Profundidad de capa = K √ tiempo Ec. 1

En donde la constante de difusividad, K, depende de la temperatura, la composición

química de la pieza y del gradiente de concentración de la especie endurecedora.

En términos de temperatura, la constante de difusividad se incrementa

exponencialmente con la temperatura absoluta.


El gradiente de concentración depende de la cinética superficial y reacciones del

proceso en particular.

Los diferentes métodos de endurecimiento por difusión se clasifican en la Tabla 2

según quién sea la especie endurecedora o bien, según el medio de transporte (fase)

empleado para controlar y transportar la especie endurecedora hacia la superficie de

la pieza. Las principales diferencias entre cada proceso están en las profundidades de capa y

dureza superficial.

Carburización Es un proceso de endurecimiento superficial en el que la especie endurecedora es el

carbono. Se emplea para endurecer principalmente superficies de piezas de acero

de bajo carbono y aceros aleados de bajo carbono, generalmente de 0.08 a 0.25 %C.

El proceso de carburización puede resumirse en los siguientes pasos:

a) Calentar la pieza hasta la temperatura de austenización (815-1090 ºC).


b) Someter la pieza a un medio carburante (sólido, líquido o gaseoso) por un

determinado tiempo (de algunas horas a días, dependiendo del medio carburante).

c) Temple la pieza: La superficie carburada, de mayor templabilidad, forma

martensita. El núcleo de la pieza, cuya composición química no es alterada, posee

menor templabilidad y no forma martensita.

d) Revenido de la microestructura martensítica superficial.

De esta forma, se obtiene en la pieza un gradiente superficial en la concentración de

carbono (ver Figura 1).

1) Como consecuencia, se genera un gradiente de dureza, que es mayor en la

superficie y decrece hacia el interior. Así se genera una superficie dura (50-65 HRC)

y resistente al desgaste, conservando la tenacidad del interior de la pieza.

Carburización Gaseosa En este proceso, manteniendo las piezas de 1 a 8 horas en una atmósfera carburante,

a temperaturas de 850ºC a 950ºC, se obtienen capas cementadas de 0.2 a 1.5 mm

de profundidad. Únicamente en casos especiales, como la fabricación de blindajes,

se emplean procesos más largos y se obtienen capas cementadas de mayor espesor.

Aunque las instalaciones son bastante complicadas y costosas, la cementación de


las piezas es muy sencilla y rápida. Se obtienen resultados muy regulares y se

pueden cementar grandes cantidades de piezas en muy poco tiempo.

En la actualidad, la cementación gaseosa es el método de endurecimiento superficial

más empleado en grandes talleres, fábricas de automóviles, motocicletas, etc; donde

se preparan cantidades importantes de piezas cementadas y no es muy

recomendable para talleres pequeños que trabajan sólo con pequeñas series. Este

procedimiento está sustituyendo en muchos casos a la cementación sólida (en cajas),

y a la cementación líquida (en baño de sales).

Las piezas de aceros de bajo carbono expuestas a atmósferas carburantes (por ej,

metano o propano) se carburizarán a temperaturas a partir de de 850 ºC. En la forma

más primitiva de este proceso, la fuente de carbono en la atmósfera carburante era

tan rica que se alcanzaba el límite de solubilidad de carbono en austenita para esa

temperatura (ver diagrama Fe-Fe3C en el Anexo 2). Como consecuencia, se podría

formar Fe3C en la superficie del acero a alta temperatura, por estar la austenita

saturada de carbono. Esta no es una condición muy favorable para un temple

posterior. Además, si sólo se emplea metano o propano como atmósfera carburante,

se genera gran cantidad de hollin sobre toda superficie dentro del horno, incluyendo

la pieza. Si bien este modo de carburización todavía se emplea en algunos lugares

de recursos limitados, el principal objetivo en la práctica moderna de la carburización

gaseosa es poder controlar el contenido de carbono en la atmósfera del horno de

forma tal que:

• La concentración de carbono final en la superficie de las piezas se encuentra

por debajo del límite de solubilidad de la austenita.

• Se minimiza la deposición de hollín en el interior del horno.

Ésta es la razon por la cual se emplean atmósferas carburantes controladas. Se

producen mezclando un gas portador con un gas rico (gas carburante). Éste último

suele ser gas natural (metano), propano o butano.

Un tipo de gas portador es el endotérmico, que se produce en un generador

independiente mezclando en cierta proporción, un gas hidrocarburo (gas natural,

propano o butano) con aire. Posteriormente se efectúa su descomposición a alta

temperatura (1000 ºC) y en presencia de un catalizador en un horno. Este es el

principio del generador de atmósfera endotérmica, mostrado en la Figura 2. De esta

forma, el gas portador es una mezcla de CO, H2, N2 y en menor proporción CO2,


CH4 y vapor de agua. Tiene la función de diluyente, disminuye la generación de hollín

y acelera la reacción de carburización en la superficie de la pieza.

Un segundo tipo de gas portador, son las atmósferas Metanol-Nitrógeno. Sólo se lo

menciona para nombrar un tipo de gas portador diferente al gas endotérmico. Se

forman a partir de la mezcla de metanol con nitrógeno. Tienen la ventaja de no

requerir un generador de gas independiente, sin embargo tiene mayor costo.

Equipamiento – Tipos de Hornos

Los tipos de hornos para la carburización gaseosa pueden dividirse en dos

categorías: hornos contínuos y hornos tipo batch.

En los hornos tipo batch, las piezas son cargadas y descargadas del horno en cada

partida. Los más comunes son los hornos de fosa (ver Figura 3), horizontales y de

lecho fluidizado. En todos ellos, las piezas se colocan en cestas o se cuelgan con

alambres, según su forma y tamaño. Luego, se las introduce en el horno a través del

cual circula el gas carburante, en general agitado por un ventilador. Terminada la

carburización, se desplaza la tapa del horno y se saca la cesta donde se encuentran

las piezas para ser llevadas rápidamente a otro horno (que se encuentra a menor

temperatura) y luego se pasan las piezas al baño de temple. En particular, algunos


hornos horizontales pueden tener un sistema integrado de temple, en el que no es

necesario retirar la pieza de la atmósfera carburante (ver Figura 4).

En estos casos, las piezas son llevadas del horno a un vestíbulo que termina en una

pileta de temple al aceite. En este caso, dado que la atmósfera del horno también

fluye hacia el vestíbulo, se evita la oxidación de las piezas antes del temple.


En los hornos contínuos, las piezas son transportadas a través del horno de un

extremo al otro por medio de bandejas o cadenas móviles (ver Figura 5). Existen

varios diseños (rotativos, de retorta rotativos, con cinta transportadora, etc) y también

pueden ser diseñados con un sistema integrado de temple. Estos tipos de hornos se

caracterizan por la elevada productividad en la carburación de piezas similares.


Variables en el proceso de carburización La operación exitosa en el proceso de carburación gaseosa depende del control de

tres variables principales: temperatura, tiempo y composición de la atmósfera. Como

variables secundarias se pueden nombrar el contenido de aleantes de la pieza a

carburar, y el grado de circulación de la atmósfera del horno.

TEMPERATURA. La velocidad máxima a la cual el carbono puede ingresar al acero

está limitada por la velocidad de difusión del carbono en austenita. Esta velocidad de

difusión se incrementa pronunciadamente al incrementar la temperatura. Por

ejemplo, el carbono se incorpora en el acero un 40% más rápido al pasar de 870 ºC

a 925 ºC.

Una temperatura de carburización muy empleada es 925ºC, por permitir una

velocidad de carburización razonablemente rápida sin un deterioro excesivo del

interior del horno. Esta temperatura puede ser elevada a


955 ºC y 980 ºC, acortando el tiempo de carburización para piezas que requieran

mayor profundidad de capa. A la inversa, en caso de requerir menores profundidades

de capa, se emplean menores temperaturas de

carburización obteniendo un control mucho más preciso de la capa carburada. Para

obtener un resultado consistente en la carburización, la temperatura debe ser

uniforme en toda la pieza. Dado que las piezas ubicadas en el exterior de la carga

son las primeras en alcanzar la temperatura de carburización, comienzan a

carburarse mucho antes que una pieza en el interior de la carga. La consecuencia es

una variabilidad en la profundidad de capa de una pieza a otra. Por lo tanto, para

mejorar esta situación, en primer lugar se precalienta la carga hasta la temperatura

de carburización en una atmósfera endotérmica (tanto en los hornos tipo batch como

en los continuos). Una vez alcanzada la temperatura deseada, la carburización

comienza cuando se agrega el gas carburante.

TIEMPO. El efecto del tiempo y de la temperatura sobre la profundidad de capa se

muestra en la Figura 6. Según se observa, el tiempo de carburización disminuye si la

temperatura aumenta. El gráfico fue calculado suponiendo austenita saturada en la

superficie de la pieza. En caso de controlar el contenido de carbono superficial, y que

éste sea menor al de saturación, la profundidad de capa será menor que el mostrado

en la Figura 6.

COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA. En la discusión de esta sección, se asumirá

que la atmósfera consiste de un gas endotémico (producido a partir de metano) que es

enriquecida por la adición de metano, quien es finalmente la fuente de carbono.

Los principales constituyentes de la atmósfera carburante resultante son: CO, N2,

H2, CO2, H2O y CH4. De todos estos constituyentes, el N2 es inerte, actuando sólo

como diluyente. Las cantidades de CO, CO2, H2,


y H2O presentes en el gas son muy cercanas a las composiciones del siguiente

equilibrio:

CO + H2O CO2 + H2 Ec. 2

Si bien la secuencia de reacciones en el proceso de carburización no está de todo

entendida, se sabe bien que el carbono sólo ingresa en el acero bajo el estado

naciente, debido a su mayor reactividad. El carbono naciente, C(en Fe), se forma

bajo las siguientes reacciones:

2CO C(en Fe)+CO2 Ec. 3

CO + H2 C(en Fe) + H2O Ec. 4

Sólo el carbono naciente que se forme en la superficie de la pieza será el que tenga

la reactividad necesaria para difundir hacia el interior.

El metano está presente en cantidades mayores a las del equilibrio y provee el

carbono del proceso de carburación por medio de las siguientes reacciones:

CH4 + CO2

CH4 + H2O

2CO + 2H2 Ec. 5

CO + 3H2 Ec. 6

Las cuales reducen la concentración de CO2 y H2O, respectivamente. Estas

reacciones regeneran CO e H2, por lo que desplazan las ecuaciones 3 y 4 hacia la

derecha. Debido a que el contenido de metano de la atmósfera carburizante es

mucho mayor al esperado por el equilibrio, dada una cantidad de CO2 y H2O

presente, se hace evidente que las reacciones de las ecuaciones 5 y 6 tampoco se

aproximan al equilibrio.

La suma de las reacciones entre las ecuaciones 3 y 5 y también entre las ecuaciones

4 y 6 se reduce a:


CH4 C(en Fe) + 2H2 Ec. 7

Finalmente, las cantidades de CO2 y H2O se mantienen constantes y el cambio en

la composición de la atmósfera de carburación resulta en una reducción del contenido

de metano y un incremento en la cantidad de H2. De esta forma, los parámetros que

se monitorean a fin de controlar la atmósfera carburante son: contenido de vapor de

agua (midiendo el punto de condensación del gas), contenido de CO2 (mediante una

análisis infrarojo del gas), cantidad de O2 (mediante sensores de circonia).

Carbonitruración

La carbonitruración es un proceso modificado de carburización, y no una forma de

nitruración. Involucra la difusión de carbono y nitrógeno a la superficie exterior del

acero, formando la capa dura por acción de ambos elementos. Puede ser llevado a

cabo en la atmósfera gaseosa de un horno) o en un baño de sales El procesamiento

por plasma es más reciente, y también se lo emplea en la carbonitruración de los

aceros.

En general, la carbonitruración se realiza a menores temperaturas que la

carburización gaseosa, entre 775-900ºC contra 870-1065ºC, espectivamente. Los

períodos de tiempo también son más cortos. Si se combinan estos parámetros con

el hecho de que el nitrógeno inhibe la difusión del carbono, la carbonitruración resulta

en capas más duras pero de menor profundidad que en la carburización gaseosa.

Los aceros carbonitrurados conservan luego del revenido, durezas más elevadas que

los cementados, debido a la presencia del nitrógeno en la capa dura. Generalmene

es necesario emplear temperaturas de revenido más altas que en la cementación

para alcanzar la misma dureza. Otra propiedad interesante de los aceros

carbonitrurados, es su mayor resistencia al ablandamiento y al desgaste a alta

temperatura, cuando las piezas deban trabajar en caliente.

Nitruración

Es una técnica de endurecimiento superficial de aleaciones ferrosas en el que se

consiguen durezas extraordinarias en la periferia de las piezas por absorción de

nitrógeno en una atmósfera de amoníaco y sin la necesidad de un temple final.

Las piezas que se desean nitrurar son siempre templadas y revenidas antes de la

nitruración. La nitruración se realiza en una atmósfera de amoníaco a 500-575 ºC,


durante 20 a 80 horas. Se alcanzan profundidades de capa de 0.20 a 0.70 mm y

durezas de hasta 70 HRC.

Únicamente una pequeña proporción del nitrógeno atmómico (naciente) reacciona

con el acero, transformándose rápidamente e1 resto en nitrógeno molecular inerte.

El hidrógeno también se encuentra en los primeros momentos en estado atómico,

pero pasa luego rápidamente al estado rnolecular. La parte del nitrógeno que

reacciona con el acero difunde hacia el interior del mismo y formar nitruros de

aluminio, cromo, molibdeno y hierro, creando una capa superficial de elevada dureza.

Dado que después de la nitruración las piezas ya adquieren dureza superficial, no es

necesario enfriarlas rápidamente desde la temperatura de nitruración. Esto evita las

deformaciones provenientes del enfriamiento rápido. Además, siempre que la

temperatura de nitruración sea inferior la temperatura de revenido, las propiedades

mecánicas del núcleo de la pieza quedarán inalteradas y serán las mismas a las

obtenidas previamente del tratamiento de temple y revenido.

Por ser relativamente baja la temperatura de nitruración, no hay crecimiento grano.

Tampoco es necesario someter las piezas nitruradas a ningún tratamiento de

regeneracidn posterior.

Los pasos completos del proceso de nitruración suelen ser los siguientes:

a) Mecanizado de las barras laminadas o piezas en bruto de forja o estampado,

dejando un exceso de 2 mm sobre las medidas finales.

b) Temple y revenido a una temperatura tal que el núcleo consiga la dureza o

resistencia deseada.

c) Mecanizado final de las piezas, dejándolas casi exactamente a las medidas

finales.

d) En algunos casos se somete a las piezas a un tratamiento a 500-600 ºC

(temperatura inferior a la de revenido) para eliminar las tensiones de mecanizado. e)

Protección de las superficies que no se quiere endurecer y desengrasado. f)

Nitruración.

g) Ligero rectificado final (opcional).

Boronizado

Este proceso involucra la difusión de boro en la superfcie de un acero a 850-950ºC.

El boro se combina con el hierro del acero y alguno de los elementos de aleación,

formando boruros. De esta forma, se obtiene una capa de muy alta dureza (hasta

2000 HV), resistente al desgaste, a altas temperaturas y a la corrosión.


Se aplica a aceros al carbono, de baja aleación, aceros para herramientas, aceros

inoxidables y aceros sinterizados. También se realizan boronizados sobre aceros ya

carburizados.

Existen los siguientes procesos de boronizado: boronizado en cajas (sólido),

boronizado líquido, boronizado gaseoso, boronizado en plasma, boronizado en lecho

fluidizado. De todos estos métodos, sólo el boronizado sólido tiene interés comercial.

Ventajas

• Capas de muy alta dureza y se retiene la dureza a alta temperatura.

• Bajo coeficiente de fricción y resistencia al desgaste.

• Amplia variedad de aceros compatibles con el proceso.

• Mejora en la reistencia a la corrosión-erosión

• Mayor vida a la fatiga

Desventajas

• Proceso muy laborioso y poco flexible.

• Incremento considerable del volumen de la capa borada (hasta un 25% más

de espesor de la capa borada.

• En caso de requerir un mecanizado final, sólo es posible realizarlo con piedra

de diamante.

2.3.5. Procesos de unión: ensamble, pegado, remachado,

uniones con elementos roscados.


UNIONES CON ELEMENTOS ROSCADOS

Los elementos roscados se usan extensamente en la fabricación de casi todos los

diseños de ingeniería. Los tornillos suministran un método relativamente rápido y fácil


para mantener unidas dos partes y para ejercer una fuerza que se pueda utilizar para

ajustar partes movibles. Los elementos roscados por excelencia son los tornillos y las

tuercas, cuya utilización es muy común en todo tipo de unión de mecanismos y

piezas, con una gran variedad de formas y tamaños. Entre los elementos roscados

se encuentran: los tornillos, tornillos prisioneros, espárragos, bulones, pernos,

tirafondos y tuercas. A continuación analizaremos sus principios y aplicaciones.

Elementos roscados:

Tornillo: Es un cilindro parcial o totalmente roscado

frecuentemente provisto de cabeza. La parte cilíndrica

se llama vástago o caña y mediante la rosca se une a

la pieza o tuerca.

Tornillo prisionero: Trabaja roscando en una pieza y se aloja

o apoya en otra de las piezas a unir. Los prisioneros se

utilizan solamente en uniones de piezas que no exijan una

gran fuerza de unión.

Esparrago: Es una varilla roscada en

ambos extremos, uno de ellos se rosca

fijo a una de las piezas.

Bulones: Son tornillos pasantes sin roscar en ninguna de las

piezas a unir. La sujeción se realiza por medio de la tuerca.


Pernos: Son elementos roscados que unen varias piezas

sirviendo de elemento de articulación o giro, apoyo o anclaje

entre las mismas. Dependiendo de la función que realicen

reciben distintos nombres.

Tirafondos: Es un tornillo afilado dotado de una cabeza diseñada para imprimirle un

giro con la ayuda de un útil

(llave fija,

destornillador, llave Allen, etc.)

Tuerca: Si una pieza posee un

agüero cilíndrico cuya superficie

interna esta acanalada en forma

de hélice, diremos que es una

tuerca

Pasadores: Son piezas de forma cilíndrica o cónica que sirven para sujetar piezas

que van a estar juntas.

Chavetas: Son unas piezas

prismáticas en forma de cuña de

acero que se interponen entre

dos piezas para unirlas y

transmitir un esfuerzo entre ellas


y evitar un deslizamiento, pueden ser transversales o longitudinales, según su

colocación.

Lengüetas: Son piezas prismáticas de acero que se fijan

al chavetero, por medio de tornillos o mediante una forma

especial (lengüetas de disco). Permiten el

desplazamiento longitudinal de una pieza respecto de la

otra ya que no están sujetas, pero no permiten el giro

axial.

Ejes estriados: Sobre una superficie cilíndrica, interior o exterior, se realizan una serie

de ranuras, cuya finalidad es transmitir grandes

esfuerzos de giro entre 2 piezas que encajan entre

sí.

Guías: Son piezas que se emplean en las

maquinas y en otros aparatos para permitir que

una pieza se desplace en una dirección

determinada con respecto a otra que se

encuentra fija.

Seguros: Son elementos de unión, el cual sirven para sujetar

una pieza dentro de otra, impidiendo el movimiento axial de

una sobre otra. Hay diferentes tipos de seguros como:

• Seguros seguer

• Anillo st

• Seguro rs


ENSAMBLE

¿Qué es el Ensamble? Dos o más partes separadas se unen para formar una nueva entidad, los

componentes de esta quedan unidos en forma permanente, semipermanente o No

permanente.

Clasificación de ensambles

Tipos de ensamble 1. No permanente


2. Semipermanente

3. Permanentes 1. No permanentes

La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es

unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o

subconjunto completo. La unión de las partes se puede

lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda

o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de

adhesivos. Sujeción mecánica se puede lograr por

medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores,

cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se

consideran semipernamente, las efectuadas con otros

sujetadores mecánicos no son permanentes los

mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la

preparación de partes por unir.

2. Semipermanente Ensamble Mecánico

Tornillos, Tuercas y Pernos

Los tornillos y los pernos son sujetadores con

roscas externas. Hay una diferencia técnica entre

un tornillo y un perno, que con frecuencia se

confunde en el su uso popular. Un tornillo es un

sujetador con rosca externa que, por lo general,

se ensambla en un orificio roscado ciego. Un

perno es un sujetador con rosca externa que se

inserta a través de orificios en las partes y se

asegura con una tuerca en el lado opuesto. Existen distintos tipos de cabezas para los

tronillos y los pernos, entre estos destacan los de

la siguiente figura:

Otros sujetadores roscados y equipo relacionado

Los insertos con tornillo de rosca son pernos sin cabeza con rosca interna o

rollos de alambre hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para aceptar

un sujetador con rosca externa.


Los sujetadores roscados prisioneros son sujetadores con rosca que han

preensamblado permanentemente a una de las partes que se van a unir.

Facilidad de manufactura.

Facilidad de ensamble y transporte.

Facilidad de desarmando, mantenimiento y reemplazo o reparación de

Facilidad de crear diseños que requieran uniones móviles, como bisagras,

mecanismos de corredera y soportes.

Menor costo general de manifactura del producto.

Razones por las que se utilizan:

partes.


3. Permanentes

Algunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas,

soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos. La soldadura se efectúa con el uso de

calor, de presión o ambos.

Pegado con adhesivo

. Naturales

. Inorgánicos

. Sintéticos

El calor producirá cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia

variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y están en uso.

Sujetadores mecánicos

. Ojetes u

ojillos

. Remaches

Soldadura . Soldadura

por fusión

. Estado

Solido

SUJETADORES MECÁNICOS

Ojetes u Ojillos Son sujetadores de paredes delgadas con un reborde en un extremo. Se usan para

producir una unión empalmada permanente entre dos o más partes planas.


Remaches Son sujetadores que se utilizan ampliamente para obtener una unión permanente en

forma mecánica. Estos remaches son una cabeza punta con cabeza y sin rosca que

se usa para unir dos o más partes.

SOLDADURA

Proceso de unión de los materiales los cuales se funden las superficies de contacto

de dos o más partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión.

Por fusión


Estado Solido

Se refiere a los procesos de unión en los cuales la fusión de aplicación es la presión

y la combinación de calor.

AJUSTE POR INTERFERENCIA

Engrapado

Se clavan la grapas en forma de U a través de los dos partes que se van a unir. Las

grapas que proporcionan las tiras son las convenientes para fabricar los diferentes

tipos de puntas para facilitar la entrada del trabajo.

Cosido

Es un método de unión para materiales flexibles y suaves, tales como las telas y la

piel, el método consiste en producir una costura con hilo o cordón que se entrelace

con las partes para así producir una costura continua.

PEGADO CON ADHESIVO

Tienen la función de un alto rango de aplicación para el sellado y la unión, para

integrar materiales similares y diferentes como el plástico, cerámica, madera, papel

y cartón etc.


Naturales Derivados de los recursos naturales como las plantas y animales como la goma,

almidón

Inorgánicos

Se basan principalmente en el silicio de sodio y el oxicloruro de magnesio trabajando

a una resistencia similar.

Sintéticos

Los constituyen la categoría más importante en manufactura; incluyendo diversos

polímeros termoplásticos y duroplásticos.

El método de aplicación:

** Con brocha

**Rodillos

**Serigrafía

**Por flujo

**Por aspersión

**Aplicación automática

**Por atomización

**Recubrimientos mecánicos

SELECCIÓN DE MÉTODOS DE ENSAMBLE

Existen solamente 2 métodos de ensamble:

1. Manual 2. Mecánico

Método manual

Es aquel en donde la mano del hombre literalmente es parte del ensamblado del

artículo.

Método mecánico

Es aquel en el que la parte involucrada en el ensamblaje es una máquina.

Hay diversos sistemas automatizados para realizar operaciones de ensamble

mecánico, entre ellos están:


• Máquinas de propósito especial

• Sistemas programables.

Las máquinas de propósito especial generalmente consisten en una serie de

estaciones de trabajo, en las cuales se añaden partes y/o se ejecutan operaciones

de unión.

Los sistemas de ensamble programables se utilizan para producir una variedad

limitada de ensambles distintos. Con frecuencia se emplean robots industriales, ya

sea como estaciones de trabajo bajo múltiples o como un robot único en una estación.

Para facilitar el ensamble automatizado se siguen estos puntos:

a) Usar la modularidad en el diseño de productos

b) Reducir la necesidad de que se manejen varios componentes a la vez

c) Limitar las direcciones requeridas de acceso

d) Componentes de alta calidad

e) Usar ajustes de agarre automático

PEGADO

Los materiales y el equipo para realizar el pegado son muy simples y realmente el

gasto no es muy representativo.

Es muy importante considerar que el área o cuarto donde se realice esta operación,

sea un espacio amplio y bien ventilado, que tenga una temperatura ambiente entre

20° C- 25° C, y que esté alejado de operaciones que produzcan polvo a viruta.


TÉCNICAS DEL PEGADO

Existen, básicamente, tres tipos de métodos para el pegado con cualquier adhesivo

de los grupos anteriormente mencionados. Estos son: el pegado por capilaridad;

inmersión o remojo; y con adhesivos polimerizarles. En este capítulo se presentan

varias técnicas dependiendo del tipo de unión o características de la pieza.

Capilaridad

La unión por capilaridad es, probablemente, el método más popular para pegar

láminas acrílicas. Esta técnica funciona debido a la capacidad de un líquido que fluye

a través del área a unir por acción capilar. Propiamente hecho, producirá una unión

fuerte y transparente. El pegado por capilaridad no funcionara si las partes no

asientan correctamente.

Se debe asegurar que las piezas asienten adecuadamente y poner la

cinta adhesiva en el área a proteger; sujetar las piezas, si es necesario, a una plantilla,

con cinta o unas pinzas.

También es importante que la unión conserve una posición horizontal.

Inmersión o remojo

Método de unir una lámina de acrílico, que se requiere

sumergir el lado de una pieza a unir, directamente en el

solvente. Es importante que solo se sumerja en el canto.

Adhesivo polimerizable

El adhesivo polimerizarle es usado en uniones que no

pueden ser pegadas por los métodos de capilaridad o

inmersión, debido

a que las partes no asientan correctamente

en el área a pegar pues será más difícil.

Este adhesivo viscoso es capaz de

rellenar pequeños huecos, logrando

uniones fuertes y transparentes.


2.4 SUSTENTABILIDAD

La sustentabilidad para una sociedad significa la existencia de condiciones

económicas, ecológicas, sociales y políticas que permitan su funcionamiento de

forma armónica a lo largo del tiempo y del espacio. En el tiempo, la armonía debe

darse entre las generaciones actuales y las venideras; en el espacio, la armonía debe

generarse entre los diferentes sectores sociales, entre mujeres y hombres y entre la

población con su ambiente.

No puede haber sustentabilidad en una sociedad cuando la riqueza de un sector se

logra a costa de la pobreza del otro, cuando unos grupos reprimen a otros, cuando

se están destruyendo o terminando los bienes de la naturaleza o cuando el hombre

ejerce diversos grados de explotación, violencia y marginación contra la mujer.


Tampoco podrá haber sustentabilidad en un mundo que tenga comunidades, países

o regiones que no sean sustentables. La sustentabilidad debe ser global, regional,

local e individual y debe darse en el campo ecológico, económico, social y político.

A veces se usan indistintamente conceptos como sostenible y sustentable aunque

sus significados sean distintos. Sostenible viene de sostener y sustentable de

sustentar, las cosas se sostienen desde afuera pero se sustentan desde adentro.

Mientras la sostenibilidad se podría lograr con acciones decididas desde afuera, la

sustentabilidad requiere que las acciones se decidan desde adentro; en forma

autónoma. Además, lo que interesa hacer sustentable es la sociedad, no

necesariamente el llamado desarrollo.

Por ejemplo, el desarrollo sustentable englobaría todas las acciones de una empresa

que desarrolla sistemas de producción más eficientes que utilicen o desgasten menos

un determinado recurso natural, por ejemplo, el petróleo, que es un recurso natural

no renovable. Un auto que utilice agua como combustible sería una invención que

favorecería el desarrollo sustentable.

Condiciones básicas para llevar adelante la sustentabilidad.

Para encaminarse en el proceso de sustentabilidad, una sociedad debe buscar:

EN LO ECONÓMICO:

- Generar riqueza en forma y cantidades adecuadas.

- Redistribuir la riqueza.

- Fomentar un intercambio equitativo de recursos entre los diferentes sectores

sociales.

- Hacer un uso eficiente de los recursos.

- Aprovechar eficientemente los servicios ambientales.


- Reducir la dependencia de recursos no renovables.

- Descentralizar y diversificar la capacidad productiva.

- Fortalecer una actividad económica equilibrada (producción y consumo), tanto a

nivel local como regional.

EN LO SOCIAL:

- Promover el ejercicio responsable de la libertad

humana.

- Adoptar valores que generen comportamientos armónicos con la naturaleza y

entre los seres humanos.

- Mantener un adecuado nivel de vida en la población.

- Mantener niveles satisfactorios de educación, capacitación y concientización.

- Garantizar una situación de equidad entre el hombre y la mujer.

- Facilitar la creación y diversidad cultural.

- Promover solidaridad entre personas y comunidades. - Garantizar espacios

laborales dignos y estables.

EN LO ECOLÓGICO:

- Mantener la diversidad de ecosistemas, diversidad de especies y diversidad

genética.

- Mantener la permanencia y equilibrio dinámico de los ecosistemas.

- Garantizar el funcionamiento adecuado de los ciclos ecológicos.

- Reaccionar adecuadamente a las características esenciales de la naturaleza.

- Regirse por el criterio de mínima perturbación de la naturaleza.

- Mantener niveles adecuados de austeridad.

- Mantener niveles adecuados de calidad y disponibilidad de bienes como el aire,

el agua, el suelo, el clima y la energía.

EN LO POLÍTICO:


- Desarrollar estructuras democráticas en las comunidades y regiones.

- Empoderar comunidades y sectores vulnerables como niños, ancianos y mujeres.

- Reducir la dependencia de municipios, países y regiones.

- Redistribuir el poder económico y político.

- Descentralizar la toma de decisiones.

- Fomentar relaciones solidarias entre comunidades y regiones.

- Establecer un marco jurídico que garantice el respeto a las personas y al

ambiente.

- Adoptar y respetar las convenciones internacionales.

- Realizar planes municipales y nacionales integrales.

También conocido como:

Sostenibilidad (sustantivo)

Sostenible (adjetivo)

Sustentable (adjetivo)

Ejemplos de la sustentabilidad:

Un ejemplo de un proyecto sustentable es el metro de Monterrey, México, que

funciona con energía de biogás generada de la basura municipal. En el año 2003 el

gobierno del estado de Nuevo León, México hizo una asociación con una compañía

alemana para poder cosechar el gas de metano producido por el proceso de

descomposición natural en los basureros. Normalmente este gas llega a la atmósfera

en forma de contaminación, ya que el metano es un gas de efecto invernadero y

contribuye al calentamiento global. Pero con el programa de biogás, se intercepta


antes de que contamine a la atmósfera y a cambio provee el 52% de la energía

necesaria para el alumbrado público, el Metro, varios edificios públicos y el servicio

de drenaje.

SUSTENTABILIDAD EMPRESARIAL

Ser sustentable es sinónimo de

duradero, perdurable. El

término desarrollo sustentable se

aplica al desarrollo socio-económico y

fue formalizado por primera vez en el

documento Informe

Brundtland

(1987), fruto de los trabajos de la

Comisión Mundial de Medio

Ambiente y Desarrollo de Naciones

Unidas, creada en Asamblea de las

Naciones Unidas en 1983. Dicha

definición se asumiría en el Principio


3º de la Declaración de Río (1992). “Satisfacer las necesidades de las generaciones

presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus

propias necesidades”

A pesar de que el concepto de sustentabilidad tiene casi 20 años, ha sido difícil para

la empresa comprender la manera en que puede aplicarlo dentro de su modelo de

negocio. La empresa sigue creando, en su gran mayoría, estrategias aisladas o en

una sola dimensión (ambiental, social o económica). Existen casos en los que se han

generado estrategias en las tres dimensiones de la sustentabilidad, pero difícilmente

se ha logrado integrar a esta tríada en una sola dirección. Realmente son pocos los

casos de empresas que han establecido la sustentabilidad como su plataforma de

desarrollo y crecimiento.

Para que el concepto de sustentabilidad se convierta aplicable a la empresa es

necesario que sea adaptado, a fin de ser comprendido, practicado y ejecutado. De

tal forma, la sustentabilidad empresarial consiste en “adoptar estrategias de negocio

para satisfacer las necesidades de la empresa y sus interesados, mientras se protege

y mantiene a los recursos naturales que serán necesarios en el futuro y se favorece

el desarrollo de la sociedad”. La empresa, como ente social, requiere mantener su

óptica de generación de riqueza; sin embargo, esta visión debe desenvolverse en

una consideración de las variables ambientales y sociales en las que existe. De esta

forma, el concepto de sustentabilidad empresarial debe trabajar en las tres

dimensiones.

La empresa debe desarrollar la habilidad de incluir todas las variables económicas,

ambientales y sociales, y hacerlo de una manera en la que pueda generar riqueza,

valor agregado y certidumbre de largo plazo. Visualizando cada variable de una forma

holística, la empresa podrá identificar los aspectos de riesgo potencial (aquellos

factores económicos, ambientales o sociales que le disminuyen sustentabilidad), o lo

harán y afectan de manera negativa su propia rentabilidad, al medio ambiente o a las

partes interesadas de la sociedad. También podrá identificar oportunidades con las

que pueda, por ejemplo:

Innovar en los mercados con productos que favorecen la sustentabilidad.


Identificar prácticas, productos o servicios que le permitan generar ventajas

competitivas.

Reducir sus costos de operación.

Incrementar la rentabilidad de sus productos o servicios actuales.

Hacer más eficientes sus procesos y operaciones.

Favorecer su imagen ante los sectores sociales

interesados.

Disminuir la rotación, la merma, las pérdidas,

los rechazos, los accidentes, los incidentes y las

fallas que se presentan.

Incrementar el trabajo en equipo, el nivel de

aportación, el involucramiento y la participación

en las mejoras de la empresa.

Sin duda, trabajar en las tres dimensiones de la

sustentabilidad hará que la empresa pueda crear

valor a partir de los aspectos económicos,

ambientales y sociales con los que está relacionado.

3.1 Reciclado y uso los materiales

La utilización de desperdicios o materiales para la re fabricación del mismo producto

o la elaboración de productos nuevos.

El reciclaje es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos

para prevenir el desuso de materiales potencialmente útiles, reducir el consumo de

nueva materia prima, reducir el uso de energía, reducir la contaminación del aire (a

través de la incineración) y del agua (a través de los vertederos) por medio de la

reducción de la necesidad de los sistemas de desechos convencionales, así como

también disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con

la producción de plásticos. El reciclaje es un componente clave en la reducción de

desechos contemporáneos y es el tercer componente de las 3R (“Reducir, Reutilizar,

Reciclar”).

Los materiales reciclables incluyen varios tipos de vidrio, papel, metal, plástico, telas

y componentes electrónicos. En muchos casos no es posible llevar a cabo un reciclaje


en el sentido estricto debido a la dificultad o costo del proceso, de modo que suele

reutilizarse el material o los productos para producir otros materiales. También es

posible realizar un salvamento de componentes de ciertos productos complejos, ya

sea por su valor intrínseco o por su naturaleza peligrosa.

La cadena de reciclado consta de varias etapas:

• Recuperación: que puede ser realizada por empresas públicas o privadas.

Consiste únicamente en la recolección y transporte de los residuos hacia el

siguiente eslabón de la cadena.

• Plantas de transferencia: se trata de un eslabón o voluntario que no siempre

se usa. Aquí se mezclan los residuos para realizar transportes mayores a

menor costo (usando contenedores más grandes o compactadores más

potentes).

• Plantas de clasificación (o separación): donde se clasifican los residuos y se

separan los valorizables.

• Reciclador final (o planta de valoración): donde finalmente los residuos se

reciclan (papeleras, plastiqueros, etc.), se almacenan (vertederos) o se usan

para producción de energía (cementeras, biogás, etc.)

Para la separación en origen doméstico se usan contenedores de distintos colores

ubicados en entornos urbanos o rurales:

• Contenedor amarillo (envases): En este se deben depositar todo tipo de

envases ligeros como los envases de plásticos (botellas, tarrinas, bolsas,

bandejas, etc.), de latas (bebidas, conservas, etc.)

• Contenedor azul (papel y cartón): En este contenedor se deben depositar los

envases de cartón (cajas, bandejas, etc.), así como los periódicos, revistas,

papeles de envolver, propaganda, etc. Es aconsejable plegar las cajas de

manera que ocupen el mínimo espacio dentro del contenedor.

• Contenedor verde (vidrio): En este contenedor se depositan envases de vidrio. •

Contenedor gris (orgánico):1 En él se depositan el resto de residuos que no

tienen cabida en los grupos anteriores, fundamentalmente desechos orgánicos

catalogados como materia biodegradable.

• Contenedor rojo (desechos peligrosos): Como teléfonos móviles, insecticidas,

pilas o baterías, aceite comestible o aceite de vehículos, jeringas, latas de

aerosol, etc.

• Contenedor naranja: aceite de cocina usado.

El reciclaje se inscribe en la estrategia de tratamiento de residuos de las tres erres:


• Reducir: acciones para reducir la producción de objetos susceptibles de

convertirse en residuos.

• Reutilizar: acciones que permiten el volver a usar un determinado producto

para darle una segunda vida, con el mismo uso u otro diferente.

• Reciclar: el conjunto de operaciones de recogida y tratamiento de residuos que

permiten reintroducirlos en un ciclo de vida.

En las últimas décadas, la generación, reciclaje, composición y eliminación de

residuos urbanos han cambiado sustancialmente. Mientras que la generación de

residuos sólidos ha aumentado de 3,66 a 4,50 libras por persona y día entre 1980 y

2008, la tasa de reciclaje también se ha incrementado pasando de un 10% de

residuos sólidos municipales generados en 1980 a más del 33% en 2008. La

eliminación de residuos en vertederos se ha reducido del 89% del total generado

hasta 1980 a un 54% en 2008.

A nivel nacional de los Estados Unidos, hemos compuesto y reciclado 83 millones de

toneladas de residuos sólidos Municipales. Esto nos proporciona un beneficio anual

de 182 millones de toneladas métricas de dióxido de Carbono equivalente a la

reducción de emisiones, comparable a las emisiones anuales del GHG de más de 33

millones de vehículos de pasajeros.

La composición y el Reciclaje de 83 millones de toneladas de Residuos Sólidos

Municipales ha supuesto el ahorro del 1.3 guardillones de Energía, es decir, al

equivalente de más de 10.2 billones de galones de gasolina.

Cada tonelada de Papel Reciclado puede ahorrarnos la energía suficiente y

equivalente a unos 185 galones de gasolina.

Programas de Reciclaje Aproximadamente existen unos 8,660 puesto de reciclaje en

las aceras repartidos por todo el país, algo menos de los 8,875 que había en 2002.

Podemos encontrar unos 3,510 programas de reciclaje comunitario en activo, lo que

supone un incremento en comparación a los 3,227 de 2002.

Simplemente reciclando una tonelada de latas de aluminio estaremos favoreciendo a

la conservación de más de 207 millones de "btu", equivalentes a unos 36 toneles de

aceite, o 1,665 galones de gasolina.

Energía renovable por combustión de desechos En el año 2008 se quemaron 32

millones de toneladas de materiales o el 12, 7% traduciéndose en energía renovable.

La quema de residuos sólidos municipales para la recuperación de esa energía

renovable es constantes desde 1990.


El Porcentaje total de residuos sólidos municipales y su posterior transformación en

energía renovable (incluyendo la composición) no ha sobrepasado el 15% hasta

1990.

El Incremento en la tasa de recuperación hasta la fecha es de un 33,2%, lo que refleja

una subida en las infraestructuras y en la demanda del Mercado en cuanto a la

importancia del Reciclaje, en la última década.

¿Cuánto dura la basura?

1 mes:

Pedazo de papel 2 - 4 semanas

Tela de algodón 1 - 5 meses

6 meses:

Soga 3 - 14 meses

1 año:

Lana; pedazo de bambú 1 - 3 años

10 años:

Pedazo de madera 13 años

100 años:

Latas

500 años:

Plástico 450 años

Botella de aluminio más de 500 años

Beneficios

Se reduce el volumen de los desperdicios sólidos

Alarga la vida útil de los vertederos

Ayuda a conservar nuestros recursos naturales

Se ahorra materia prima

Reduce costos de recolección de basura y disposición final

Se ahorra energía


Reduce la emisión de gases a la atmósfera (metano CH4, bióxido de carbono CO2,

óxidos de nitrógeno )

Uso de materiales

Consiste básicamente en volver a utilizar los materiales que fueron desechados y que

aún son aptos para elaborar otros productos o re fabricar los mismos. Buenos

ejemplos de materiales reciclables son los metales, el vidrio, el plástico, el papel o

las pilas.

Reutiliza o dona el papel periódico y cartón conservándolo limpios y seco. Separa

los envases de plástico (especialmente de PET), reúsalo, dónalos o envíalos a un

Centro de Acopio para su reciclamiento, indefinidamente. Separa los envases de

vidrio.

Separa y aplasta las latas de aluminio antes de enviarlas.

Evita el uso de materiales no reciclables como el unicel y las bolsas metalizadas para

frituras. Utiliza preferentemente envases retornables. Selecciona los productos con

menos envolturas y con material reciclado o reciclable. Elabora composta o separa y

entrega los residuos de cocina y de jardinería por separado, para que otros produzcan

composta

• NO tires basura en las calles, áreas verdes o lotes baldíos.

RESIDUOS ESPECIALES

En un futuro deberán depositarse en contenedores color naranja.

Mientras tanto la norma sugiere se depositen junto con los inorgánicos, pero en

bolsas por separado perfectamente selladas o en depósitos especiales.

Residuos especiales como:

Envases de aerosoles

Cartuchos de tinta y tonner

Solventes

Pilas y baterías

Resistol


Rollos fotográficos Plumas y

marcadores unicel

Residuos sanitarios como:

Papel higiénico

Toallas sanitarias

Jeringas

Condones

Gasas con sangre

Cubre bocas

Guantes quirúrgicos

Curitas

Medicinas, jarabes y comprimidos

Objetos de papel reciclables:

* Desperdicios de papel

* Hojas y cuadernos

* Periódicos

* Revistas

* Invitaciones

* Cajas de cartón

* Papel encerado

* Envolturas de papel

* Etiquetas de papel y cartón

* Papel celofán

Muchos de los productos utilizado por las personas, provienen de una materia prima

la cual es extraída de la naturaleza, y para su obtención, es necesario pagar el precio

de un caos en el impacto ambiental, lo cual puede afectar a la condición de vida en

un futuro.

El reciclar, evita la explotación de nuestros recursos naturales, ya que podemos

obtenerlos de muchos de los productos ya desechados por las personas, para así

reducir la condición precaria hacia la cual la sociedad se dirige.


El reciclaje se inscribe en la estrategia de tratamiento de residuos de las tres “R”:

• Reducir, acciones para reducir la producción de objetos susceptibles de

convertirse en residuos.

• Reutilizar, acciones que permiten el volver a usar un determinado producto

para darle una segunda vida, con el mismo uso u otro diferente.

• Reciclar, el conjunto de operaciones de recogida y tratamiento de residuos

que permiten reintroducirlos en un ciclo de vida.

3.1. 1 Metales

Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos

conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en

temperaturas normales, excepto el mercurio; sus sales forman iones electropositivos

(cationes) en disolución.

Los metales tienen la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y

generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo.

Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos.

Propiedades

• Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser

sometidos a esfuerzos de compresión.

• Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos

al ser sometidos a esfuerzos de tracción.

• Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al

recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)


• Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción,

compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.

Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son

dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son

buenos conductores (calor y electricidad).

Obtención.

Algunos metales se encuentran en forma de elementos nativos, como el oro, la plata

y el cobre, aunque no es el estado más usual.

Muchos metales se encuentran en forma de óxidos. El oxígeno, al estar presente en

grandes cantidades en la atmósfera, se combina muy fácilmente con los metales, que

son elementos reductores, formando compuestos como la bauxita (Al2O3) y la

limonita (Fe2O3).

Uso industrial.

Metales que están destinados a un uso especial, son el antimonio, el cadmio o el litio.

El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como

catalizador de polimerización y como lubricante, así como para la obtención del

aluminio mediante electrólisis. También se emplea para soldar, en las pilas y en las

baterías para relojes, en medicina y en química.

El níquel, a causa de su elevada resistencia a la corrosión, sirve para niquelar los

objetos metálicos, con el fin de protegerlos de la oxidación.

Aleaciones.

Los metales pueden formar aleaciones entre sí y se clasifican en:


- Ultraligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 2. Los más comunes de este tipo

son el magnesio y el berilio.

- Ligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 4,5. Los más comunes de este tipo son

el aluminio y el titanio.

- Pesados: Densidad en g/cm³ superior a 4,5. Son la mayoría de los metales.

Fractura en materiales metálicos.

Fractura dúctil.

Suele presentarse en forma transgranular, es decir a través de los granos, en los

metales dúctiles y con buena tenacidad.

La deformación sucede antes de la fractura final, se puede observar una deformación,

la modificación visible que aparenta un cuello, entallamiento o estricción justo en la

parte donde se ocasionó la falla. Estas fracturas pueden ser ocasionadas por

sobrecargas simples o al aplicar un esfuerzo muy grande al material.

Fractura frágil.

Sucede en los metales y aleaciones de alta resistencia o pueden presentarse en los

de mala ductilidad y tenacidad, sin importar que los metales tengan dentro de sus

propiedades la ductilidad al exponerlos a bajas temperaturas pueden fallar por

fragilidad, así mismo en las secciones gruesas o por imperfecciones.

Las fracturas frágiles son observadas con frecuencia cuando es el impacto y no la

sobrecarga lo que causa la falla.


3.1.2 Polímeros

Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias

unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.

Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el

centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían

los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.

La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades

químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el

monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite “x” veces a lo largo de toda la

cadena.

Los polímeros se clasifican en:

• Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por el

mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o

polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia.

• Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos

2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son

ejemplos pertenecientes a esta familia.

La formación de las cadenas poliméricas se producen mediante las diferentes

polireacciones que pueden ocurrir entre los monóneros, estas polireacciones

se clasifican en:

• Polimerización: Las reacciones de polimerización son el conjunto de

reacciones químicas en las cuales un monómero iniciador o endurecedor

activa a otro monómero comenzando una reacción en cadena la cual forma el

polímero final.

Pensemos en la mecha de un explosivo, cuando acercamos una fuente de

calor como una cerilla o un mechero, este reacciona rápidamente quemándose

a lo largo de toda la mecha, en este ejemplo el mechero o cerilla sería el


monómero iniciador y la mecha quemada sería el polímero final que se

obtendría.

• Policondensación: Las reacciones de policondensación son aquellas

reacciones químicas en las cuales el polímero final se origina mediante

sucesivas uniones entre monómeros, los cuales emiten moléculas

condensadas durante el proceso de unión.

La naturaleza y tipo de las moléculas que se emiten al ambiente debido al

proceso de policondensación depende de la naturaleza de los monómeros que

se unirán para dar origen al polímero durante el proceso de curado del

adhesivo, por ejemplo en los adhesivos con base silicona de 2 componentes

cuando se produce la reacción de policondensación durante la fase de curado

estos emiten alcoholes al ambiente.

Las moléculas condensadas que se originan durante el proceso de

policondensación son moléculas de bajo peso molecular como agua, cloruro

de hidrógeno, alcoholes, amoniaco, etc... , las cuales se encuentran en estado

gaseoso, separándose del polímero resultante via evaporación.

• Poliadición: Las reacciones de poliadición son las reacciones químicas en las

cuales el polímero final se origina mediante sucesivas adiciones de grupos

funcionales (monómero A) a estructuras moleculares con dobles enlaces

(monómero B).

En estas reacciones químicas partimos de una molécula que contiene dobles enlaces

(monómero B) los cuales mediante la acción de la temperatura, presión o algún otro

agente químico/físico rompen el doble enlace, es en este momento cuando el

monómero A ocupa el lugar del doble enlace adicionándose a la estructura y

formando el polímero.

Una de las principales características de las reacciones de poliadición es que durante

el proceso de formación del polímero no se desprende ningún compuesto volátil, tal

y como es el caso de las reacciones de policondensación.


En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas (enlaces químicos o fuerzas

intermoleculares) y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el

polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:

• Termoplásticos

• Elastómeros

• Termoestables

En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como

por ejemplo el vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los adhesivos de

resina epoxi, los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez en polímeros

naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales

termoestables.

Existen diferentes parámetros que miden las propiedades de los polímeros como el

radio de giro, la densidad del polímero, la distancia media entre las cadenas

poliméricas, la longitud del segmento cuasi-estático dentro de las cadenas

poliméricas, etc.


3.1.3 Compuestos

Los materiales compuestos son materiales de ingeniería, combinaciones de

materiales diversos como resinas epoxi, poliester, acrilicas, poliuretanicas con

materiales de refuerzo tales como fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras

aramidicas, etcétera.

Sus propiedades son superiores a la simple suma de las propiedades de sus

componentes, por lo que dan por resultante materiales de características

excepcionales muy utilizados en la industria espacial, aeronáutica, química, náutica,

entre otras.

Un componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio,

cuarzo o fibra de carbono que proporciona al material su fuerza a tracción, mientras

que otro componente (llamado matriz) que suele ser una resina como epóxica o

poliéster que envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las

intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión.

También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo

de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un agregado en lugar o en

adición a las fibras.

De esta forma la matriz tiene un carácter continuo, mientras que el agente reforzante

tiene un carácter discontinuo.

Las partes constitutivas de los materiales compuestos son:

Fibras de refuerzo: Pueden ser de vidrio, de carbono, o aramidicas y estar tejidas o

no.

Las tejidas tienen el aspecto de una tela tipo de arpillera, en cambio las no tejidas

son mantas con infinidad de hilos cortados en diferentes direcciones y aglomeradas

con un ligante para que no se deshaga dicha manta.

Resinas: Las de un uso mas generalizado son las poliester y epoxi, esta ultima tiene

condiciones mecánicas extraordinarias.

Acelerador: Este elemento sirve para modificar la velocidad de reacción en las

resinas poliester. El de uso más común es Octoato de Cobalto, es un liquido de color

azul intenso.

Catalizador: Este producto es el encargado de la polimerización (curado) de la resina,

el más usual es Peróxido de Metil Etil Cetona, es un liquido incoloro y no debe


ponerse en contacto con el acelerador de cobalto ya que genera una reacción

exotérmica.

Gelcoat: Esta es la vista externa del plástico reforzado. Se trata de una resina

poliester especialmente formulada para resistir las condiciones atmosféricas. El

gelcoat tiene una muy alta resistencia a la abrasión y confiere brillo y color a la pieza

fabricada.

Diluyente: Su función es disminuir la viscosidad de la resina o del gelcoat. El más difundido se llama Monómero de Estireno, y, a diferencia de lo que

generalmente uno conoce por un diluyente, este se polimeriza junto a la resina o el

gelcoat, o sea, no se evapora como un solvente.

COMPONENTES DE UN REFUERZO Y FABRICACION

Un material compuesto (“composite” o FRP fiber-reinforced polymer) es el resultado de

la combinación de dos o más materiales con el fin de obtener una combinación única de

propiedades.

Los materiales compuestos han sido ampliamente utilizados en la historia con el fin

de mejorar las propiedades de un material. De este modo durante siglos se ha

utilizado barro mezclado con paja para construir viviendas de adobe.

Los materiales compuestos reforzados con fibra se pueden separar mecánicamente.

La principal característica de estos materiales reside en que un componente

conforma una matriz que envuelve el resto de forma que los materiales trabajen como

uno solo, pero ambos seguirán mantenido sus formatos originales por separado.

En el caso de los productos para refuerzo estructural, se utilizan fibras embebidas en

una matriz polimérica, siendo la más habitual la de resina epoxi. Esta (la matriz)

confiere rigidez y protección ambiental/química a las fibras. Por otro lado, las fibras

contenidas más habituales suelen ser de carbono, aramida y vidrio, aportando al

“composite” elevada resistencia a tracción y elevado módulo de elasticidad.


Lo más importante a tener en cuenta es que la fibra es el componente que “absorbe”

los esfuerzos de tracción en la dirección axial a las mismas. En sentido

perpendicular a la dirección de las fibras, las propiedades resistentes serán

exclusivamente las que aporta la matriz polimérica, siendo claramente inferiores.

FUNCIONES DE LAS FIBRAS Y LA MATRIZ

Para comprender la función de los materiales compuestos, es importante conocer la

función de cada componente en el conjunto.

Principales funciones de las fibras:

Aportar la resistencia a tracción requerida frente a un esfuerzo de tracción.

Aportar rigidez (elevado módulo elástico), resistencia a tracción, entre otros

parámetros.

Conductividad o aislamiento eléctrico, dependiendo del tipo de fibra.

La matriz aporta propiedades vitales al material compuesto mejorando su

rendimiento:

Obliga a las fibras a trabajar de forma conjunta, y les transfiere los esfuerzos de

tracción.

Aísla las fibras entre ellas, y así trabajan de forma separada. Ello evita/ralentiza la

propagación de fisuras en el soporte.

La matriz actúa como un revestimiento de protección de las fibras, protegiéndolas frente

ataques mecánicos (golpes) y químicos (ambiente, sustancias agresivas,…). Las Fibras

de carbono son conductivas, mientras que las de aramida y vidrio son aislantes.

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LOS “COMPOSITES” FRENTE A

LOS MATERIALES TRADICIONALES.

Los materiales compuestos han estado diseñados y fabricados para aplicaciones que

necesitan un alto rendimiento con una mínima carga muerta a la estructura.

Algunas de las ventajas que ofrecen los composites frente a los refuerzos

tradicionales (normalmente basados en soluciones metálicas) son las siguientes:

Todas las partes metálicas se pueden reemplazar por una única sección equivalente

de material compuesto (o composite).

Los composites tienen un alto módulo elástico. Tienen un módulo más elevado que

el acero y sólo pesan una quinta parte que este.


El acero entra en fatiga cuando se le somete al 50% de su resistencia a tracción. Los

composites no muestran fatiga hasta, como mínimo, el 90% de su resistencia a

tracción.

Los composites no se oxidan. El acero y aluminio se oxida ante la presencia de agua

y aire, y precisan de un cuidado especial, siendo obligado el uso de pinturas

protectoras. La matriz polimérica de un composite protege las fibras de refuerzo.

El coeficiente de expansión térmica de los composites es muy próximo a cero. Debido

a ello, ofrecen una gran estabilidad dimensional frente a los refuerzos metálicos.

Los composites se fabrican en grandes longitudes, permitiendo cubrir grandes luces

sin necesidad de ejecutar juntas, soldaduras, mecanizar piezas, etc. Todo ello deriva

en un menor tiempo de fabricación, de instalación y de costes.

Para la aplicación de un composite, se requiere de herramientas ligeras de mano.

Los refuerzos metálicos se deben instalar mediante maquinaria pesada, puntales,

soldaduras, etc. Los costes de instalación de un refuerzo de material compuesto son

muy bajos y reducen el coste global de un refuerzo.

TIPO DE FIBRA

Las fibras constituyen el refuerzo del composite y le aportan la rigidez y resistencia

característica. Los tipos de fibra más comunes son el vidrio, aramida, carbono y boro.

La fibra de aramida es la que aporta un mayor ratio de resistencia a la tracción-peso.

En nuestro caso nos centraremos en las fibras de carbono por ser las de uso más

universal.

Fibra de carbono

Las fibras de grafito y carbono están producidas a partir de dos tipos de materias

primas:

Fibras PAN (poliacrilonitrilo), es una fibra polimérica de origen textil.

Fibras PITCH, se obtienen de la brea de alquitrán de hulla o bien petróleo purificado.


Las primeras, son las más extendidas en la producción de fibras de carbono, mientras

que las fibras pitch aportan mayor rigidez aunque son más frágiles (y se rompen con

menores elongaciones).

Durante el proceso de fabricación, las materias primas se exponen a la oxidación,

empleando para ello temperaturas extremadamente altas. Posteriormente, pasan por

procesos de carbonización y grafitización. Durante estos procesos, las fibras

originales sufren una serie de cambios a nivel químico que les aportan mayores ratios

de rigidez-peso y de resistencia a tracción-peso.

TIPO DE MATRIZ

Con el fin de que las fibras sean las responsables de absorber los esfuerzos, la matriz

debe ser de bajo módulo y ser más deformable que el refuerzo. Esta determina la

temperatura de servicio del sistema de refuerzo así como el tipo de proceso de

fabricación adecuado para su producción.

Los laminados de fibra de carbono que se utilizan en el refuerzo estructural, están

compuestos en su mayoría por una matriz de resina termoestable de tipo epoxi.

Las resinas termoestables, tienen la particularidad que una vez endurecidas no se

pueden volver a fundir o remoldear porque no volverán al estado original.

Al proceso de endurecimiento de una resina se denomina reticulación. Durante este

proceso en las resinas termoestables, se forman cadenas tridimensionales

entrelazadas entre sí. Debido a ello, las moléculas no son flexibles y, por tanto, no se

peden fundir ni remoldear para volver al estado original de la resina.

Cuánto mayor sea el número de cadenas tridimensionales entrelazadas, mayor será

la rigidez del producto final y también mayor será la temperatura de transición vítrea

del mismo. Por esta razón, es importante procurar trabajar con temperaturas

adecuadas cuando manipulamos resinas termoestables. La razón de ser en el

refuerzo estructural de las resinas termoestables, es por su alta estabilidad térmica y

dimensional, buena rigidez, así como por su alta resistencia eléctrica, química y a

disolverse, además de ofrecer una buena impregnación de las fibras.

FABRICACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS

El proceso de fabricación procura dotar al mismo de una determinada sección. En el

caso de material de refuerzo estructural la sección más habitual es la rectangular,


pero pueden fabricarse secciones tubulares (tubos vacíos o macizos), formas

complejas como chasis de automóviles, etc.

Al procesado de laminados de fibra de carbono con matriz termoestable de resina

epoxi, se denomina pultrusión.

La pultrusión es un proceso de fabricación contínuo, de bajo coste, automático y de

alto volumen, en el cual las fibras (refuerzo) impregnadas con resina (matriz) son

traccionadas a velocidad constante a fin de obtener un producto de una sección

prediseñada. Este proceso es similar al de extrusión de metales a través de un

orificio, estirando del mismo en vez de presionarlo a través de este. La primera etapa

del proceso, encauza las fibras y las impregna en un baño de resina. Posteriormente,

se hace pasar el material impregnado por un molde a una temperatura que asegura

la correcta polimerización de la resina, controla su contenido y da la forma deseada

al perfil. Finalmente, se corta en la longitud deseada, se inspecciona el producto

acabado y se realizan ensayos de control de calidad para certificar que la información

técnica del producto es veraz.

PRODUCTO ACABADO

Mediante el procesado por pultrusión de fibras de carbono con una matriz de resina

epoxídica, obtenemos los laminados de fibra de carbono. Son unas platabandas

rígidas de color grisáceo oscuro.

Por otro lado, existen las hojas de fibra de carbono. Estan formadas por los filamentos

de fibra de carbono sin tejer, únicamente manteniendo su orientación mediante hilos

de fibra de vidrio.


CONTROL DE CALIDAD

Los fabricantes de los productos facilitan la información de control de calidad de las

partidas suministradas, para certificar la veracidad de la información detallada en la

ficha técnica de los productos.

Existen varios tipos de ensayos para caracterizar los productos que forman el sistema

de refuerzo estructura. Todos ellos están contenidos en normas ASTM, UNE, JIS

(Japón), BS (British Standards), NF (Francia), DIN (Alemania). Ellas normalizan la

caracterización de resinas de pegado y de matriz y también el ensayo de plásticos

reforzados con fibras (resistencia a tracción, contenido de resina en la matriz,

volumen de fibras, etc.). Para ensayar las propiedades, las normas establecen las

condiciones del ensayo (dimensiones-tipología de la probeta).

3.1.4 Cerámicos

Son productos inorgánicos, esencialmente no metálicos, policristalinos y frágiles, son

materiales ampliamente usados en la industria como ladrillo, alfarería, losetas y

porcelana, incluye el concreto, pues sus componentes son cerámicas. También

materiales como Carburo de Tungsteno y Nitruro de Boro.

Su importancia se basa en la abundancia en la naturaleza y sus propiedades físicas

y mecánicas, diferentes a las de los metales.

La cerámica es el arte de fabricar recipientes, vasijas y otros objetos de arcilla, u otro

material cerámico y por acción del calor transformarlos en recipientes de terracota,

loza o porcelana.

La invención de la cerámica se produjo durante el neolítico, cuando se hicieron

necesarios recipientes para almacenar el excedente de las cosechas producido por

la práctica de la agricultura. En un principio esta cerámica se modelaba a mano, y tan

solo se dejaba secar al sol en los países cálidos y cerca de los fuegos tribales en los

de zonas frías.v

Según las teorías difusionistas, los primeros pueblos que iniciaron la elaboración de

utensilios de cerámica con técnicas más sofisticadas y cociendo las piezas en hornos

fueron los chinos.


El invento del torno de alfarero, vino a mejorar su elaboración y acabado, como

también su cocción al horno que la hizo más resistente y amplió la gama de colores

y texturas. En principio, el torno era solamente una rueda colocada en un eje vertical

de madera introducido en el terreno, y se la hacía girar hasta alcanzar la velocidad

necesaria para elaborar la pieza. Poco a poco fue evolucionando, se introdujo una

segunda rueda superior y se hacía girar el torno mediante un movimiento del pie;

posteriormente se añadió un motor, que daba a la rueda diferente velocidad según

las necesidades.

USOS

Su uso inicial fue, fundamentalmente, la elaboración de recipientes empleados para

contener alimentos o bebidas. Más adelante se utilizó para modelar figurillas de

posible carácter simbólico, mágico, religioso o funerario. También se empleó como

material de construcción en forma de ladrillo, teja, baldosa o azulejo, conformando

muros o revistiendo paramentos. La técnica del vidriado le proporcionó gran atractivo,

se utilizó también en escultura. Actualmente también se emplea como aislante

eléctrico y térmico en hornos, motores y en blindaje.

UTENSILIOS

El torno y el horno son los elementos fundamentales e importantes para la fabricación

de la cerámica. Las principales herramientas o utensilios son:

• Palillos de madera para modelar • Vaciadores

• Herramientas de metal para esculpir • Medias lunas de metal o cuchillas de metal

• Cortador de barro


• Tornetas

• Tornos para ceramistas • Extrusoras

• Buriles variados • Jeringa con varias puntas

• Marcadores • Cortadores con formas

• Pinceles punta de goma • Compás de escultor

• Bancos de decoración de cerámica avanzada

FABRICACIÓN

La fabricación de componentes cerámicos tiene lugar de la siguiente manera:

1. La materia prima es la arcilla. Se emplea agua, sílice, plomo, estaño y óxidos

metálicos.

2. Se procede a molerlos hasta conseguir un polvo finísimo o se mezcla en la

proporción más adecuada.

3. Se introduce el polvo en el molde que conformará la pieza.

4. Se somete a la prensa estática a presiones muy altas, hasta 3.000 kilos por

centímetro cuadrado.

5. Se cuece al horno a una temperatura de entre 1.600 y 2.000 grados centígrados.

El proceso de prensado y cocción se denomina sinterización.

6. Sin embargo las piezas no salen absolutamente perfectas de la prensa y a algunas

se las impone un posterior ajuste de calibración. La enorme dureza del material se

convierte ahora en un inconveniente, ya que solo se puede utilizar el diamante en su

tallado. Incluso con este tipo de herramientas la remecanización resulta lenta y

trabajosa y desgaste rápidamente el utillaje, lo que encarece notablemente los

costes. Como alternativa se está investigando nuevos métodos de tratamiento de las

superficies cerámicas basado en ultrasonidos.

7. La última fase del proceso de fabricación es el control de calidad.


MATERIALES

Los materiales son buenos aislantes y que además tienen la propiedad de tener una

temperatura de fusión y resistencia en compresión elevadas. Asimismo, su módulo

de Young, es muy elevado (lo que llamamos fragilidad).

Las propiedades de un material cerámico dependen de la naturaleza de la arcilla

empleada, de la temperatura y de las técnicas de cocción a las que ha sido sometido.

Así tenemos:

Materiales porosos. No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo

con la arena. Al romperse la pieza es terrosa, siendo totalmente permeables a los

gases, líquidos y grasas.

Los más importantes:

Arcillas cocidas: De color rojizo debido al óxido de hierro. La temperatura de cocción

es de entre 700 a 1.000 °C. Si una vez cocida se recubre con óxido de estaño (similar

a esmalte blanco), se denomina loza estannífera. Se fabrican: baldosas, ladrillos,

tejas, jarrones, cazuelas, etc.

• Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con

arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción

varía entre 1.050 a 1.070 °C.

• Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante

lavado el óxido de hierro y se le añade sílex (25-35 %), yeso, feldespato

(bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de

la pasta

• Refractarios. Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas

proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción

se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. El enfriamiento se debe realizar lenta

y progresivamente para no producir agrietamientos ni tensiones internas. Se

obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las

aplicaciones más usuales son:

Ladrillos refractarios, que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos.

• Electro cerámicas. Con las que en la actualidad se están llevando a cabo

investigaciones en motores de automóviles, aviones, generadores eléctricos,

etc., con vistas a sustituir elementos metálicos por refractarios, con los que se

pueden obtener mayores temperaturas y mejor rendimiento.


• Materiales impermeables y semipermeables. Se los ha sometido a

temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de

cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros.

Los más destacados:

• Gres cerámico común: Se obtiene a partir de arcillas ordinarias, sometidas a

temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos.

• Gres cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo

óxidos metálicos) a las que se le añade un fundente (feldespato) con objeto de

rebajar el punto de fusión. Más tarde se introducen en un horno a unos 1.300

°C. Cuando esta a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de

sal marina. La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de

silicoalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado

característico.

• Porcelana. Se obtiene a partir de una arcilla muy pura, denominada caolín, a

la que se le añade fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex).

Para que el producto se considere porcelana es necesario que sufra dos

cocciones: una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y otra a más alta

temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C.

Según la temperatura se distinguen dos tipos:

• Porcelanas blandas. Cocidas a unos 1.000 °C, se sacan, se les aplica esmalte

y se vuelven a introducir en el horno a una temperatura de 1.250 °C o más.

• Porcelanas duras. Se cuecen a 1.000 °C, a continuación se sacan, se

esmaltan, y se reintroducen en el horno a unos 1.400 °C o más. Si se decoran

se realiza esta operación y luego se vuelven a introducir en el horno a unos

800 °C.

PROPIEDADES.

Propiedades Mecánicas.

Los materiales cerámicos deberían ser más resistentes que los materiales metálicos

pero su fina estructura de sus enlaces evitan que hayan deslizamientos, mecanismo

base para una deformación clásica.


Los materiales cerámicos al igual que los metales, tienen las mismas imperfecciones

cristalinas (vacantes, átomos desacomodados, pequeñas fisuras y grietas), todo eso

tiende a concentrar esfuerzos y el material metálico falla por fractura.

Propiedades Físicas

Pesan menos que los metales, pero más que los polímeros.

Baja conductividad eléctrica.

Baja conductividad térmica.

Baja expansión y fallas térmicas.

RECICLAJE

¿QUE PASA CON LOS CERÁMICOS AL FINAL DE SU VIDA ÚTIL?

Debido a que los materiales cerámicos no se corroen, frecuentemente sus periodos

de vida útil son mucho más grandes que los de otros materiales. Sin embrago, las

mismas propiedades físicas que hacen tan durables a los cerámicos, también los

hacen extremadamente difíciles de reciclar, con la excepción del vidrio.

También los cerámicos blancos por lo común son enterrados después de que se

completó su uso, pero un par de compañías en Nueva Zelanda, Electrolux y Fisher &

Pykel Appliances, han iniciado programas de administración de vida para

proporcionar reciclaje de fin de vida.

RECICLAJE DE MATERIALES CERAMICOS

Algunas compañías pulverizan concretos basados de los proyectos de demolición de

construcciones y los usan como agregados para proyectos futuros.

La industria de los cerámicos cuenta con una gran ventaja en cuanto al campo de

venta o demanda ya que en el caso de fracasar con un producto específico cerámico,

esta materia prima se puede redirigir a otro ámbito ocupacional.


3.1.5 Nuevos materiales

La elección de un material adecuado y su transformación posterior en un producto

utilizable, con una forma y unas propiedades prefijadas, es un proceso complejo. Los

artículos manufacturados casi todos atraviesan la secuencia proyecto - selección de

materiales - evaluación- rediseño. Son muchas las decisiones técnicas.

Por el siguiente la lista que se mencionara es la selección de los materiales

considerados como nuevos.

La nanotecnología: trabaja a nivel atómico y molecular, lo que podría generar una

revolución a nivel molecular en un futuro cercano.

Nanotubos:

Una de las estrellas de la nanotecnología son los nanotubos, láminas de carbón que

se cierran sobre sí mismos. Los nanotubos son los materiales conocidos más

resistentes, superando hasta en 100 veces al acero. Además, son excelentes

conductores eléctricos, cientos de veces más eficientes que el cobre.

Propiedades de los nanotubos:

• Son las estructuras de mayor resistencia, aunque su densidad es seis veces

menor que la del acero.

• Pueden transportar enormes cantidades de electricidad sin fundirse.

• Gran elasticidad. Recuperan su forma luego de ser doblados en grandes

ángulos.

Humo helado:

El aerogel es uno de los nuevos materiales más prometedores, incluso por su

aspecto nebuloso. Entre sus propiedades se destacan el hecho de ser casi tan liviano

como el aire y al mismo tiempo muy resistente, así como su sorprendente capacidad

como aislante térmico, lo cual lo vuelve sumamente atractivo para diversas

aplicaciones. Su composición es de silicio, de carbono y de diferentes metales,

aunque la mayor proporción del compuesto (hasta el 98%) siempre es aire.


Algunos tipos de aerogel se trituran en un polvo tan fino que pueden bloquear las

tráqueas, por donde respiran los insectos. Su estructura cavernosa es un excelente

filtro y es un buen catalizador. La nasa los utiliza para recolectar partículas del cometa

wild-2.

Metamateriales:

Se trata de materiales que al ser tratados y reordenados a nivel manométrico,

adquieren propiedades que no existen en la naturaleza. Su desarrollo está en las

etapas iniciales y las primeras aplicaciones se asocian al campo de la óptica. Este

material se está desarrollando, pero parece ser que evita la luz.

3.2 Normatividad y lineamiento ISO 14000

Descripción

La norma ISO 14000 es una norma internacionalmente aceptada que expresa cómo

establecer un Sistema de Gestión Ambiental (SGA) efectivo. La norma está diseñada

para conseguir un equilibrio entre el mantenimiento de la rentabilidad y la reducción


de los impactos en el ambiente y, con el apoyo de las organizaciones, es posible

alcanzar ambos objetivos.

La norma ISO 14000 va enfocada a cualquier organización, de cualquier tamaño o

sector, que esté buscando reducir los impactos en el ambiente y cumplir con la

legislación en materia ambiental.

Historia

El surgimiento de la serie de normas ISO 14000 es consecuencia directa de la ronda

de negociaciones del GATT en Uruguay y la cumbre de Río de Janeiro de la Naciones

Unidas sobre el medio ambiente, que se realizaron en 1992.1

Debido a la rápida aceptación de la Serie de Normas ISO 9000 y al surgimiento de

una gran cantidad de normas ambientales alrededor del mundo, ISO reconoce la

necesidad de crear estándares administrativos en el área ambiental. En 1991, se

había creado el Grupo Estratégico de Consultas en el Ambiente (SAGE) y en 1992

debido a las recomendaciones de este grupo se crea el comité ISO/TC 207 quien

agruparía representantes de la industria, organismos de normas, el gobierno y

organismos ambientales.

Cabe resaltar dos vertientes de la ISO 14000:

1. La certificación del Sistema de Gestión Ambiental, mediante el cual las

empresas recibirán el certificado.

2. El Sello Ambiental, mediante el cual serán certificados los productos ("sello

verde").

La ISO 14000 se basa en la norma británica BS7750, que fue publicada oficialmente

por la British Standards Institution (BSI) previa a la Reunión Mundial de la ONU sobre

el Medio Ambiente (ECO 92).

En este sentido, cualquier actividad empresarial que desee ser sostenible en todas sus

esferas de acción, tiene que ser consciente que debe asumir de cara al futuro una

actitud preventiva, que le permita reconocer la necesidad de integrar la variable

ambiental en sus mecanismos de decisión empresarial.

La norma se compone de 8 elementos, los cuales se relacionan a continuación con

su respectivo número de identificación:

• Sistemas de Gestión Ambiental (14001 Especificaciones y directivas para su uso

– 14004 Directivas generales sobre principios, sistemas y técnica de apoyo.)


• Auditorías Ambientales (14010 Principios generales- 14011 Procedimientos de

auditorías, Auditorías de Sistemas de Gestión Ambiental- 14012 Criterios para

certificación de auditores)

• Evaluación del desempeño ambiental (14031 Lineamientos- 14032 Ejemplos de

Evaluación de Desempeño Ambiental)

• Análisis del ciclo de vida (14040 Principios y marco general- 14041 Definición del

objetivo y ámbito y análisis del inventario- 1404

NORMAS

Justificación

La Globalización Económica hace que los procesos productivos en el ámbito mundial

estén estandarizados, cualquier Compañía que quiera incursionar en un mercado

extranjero para ser aceptado debe cumplir con los Estándares Internacionales y estar

certificada con el cumplimiento de una norma ISO.

La preocupación por la protección de la salud de los humanos y la responsabilidad

ambiental, han sido preocupaciones prioritarias para las naciones industrializadas en

el mundo en los último treinta años.

Esto llevo la preocupación al plano internacional de la ONU dictándose en

consecuencia conferencias en torno al tema ambiental, de esta manera se fueron

estructurando una serie de normas, no solamente para la estandarización de la

calidad, sino ya tocando un tema más delicado como lo es actualmente el medio

ambiente.

Es por esta razón que nosotros los Administradores de Empresas, como futuros

empresarios y directores, debemos conocerlas, estudiarlas y enseñarlas, es decir,

servir de "multiplicadores" de las normas que nos van a ayudar, sino a salvar nuestro

medio ambiente, por lo menos si a minimizar el impacto negativo que miles de

industrias están teniendo sobre él.

Serie de Normas

El objetivo de estas normas es facilitar a las empresas metodologías adecuadas para

la implantación de un sistema de gestión ambiental, similares a las propuestas por la

serie ISO 9000 para la gestión de la calidad.

La serie de normas ISO 14000 sobre gestión ambiental incluye las siguientes normas:

De gestión ambiental (S G A): especificaciones y directrices para su utilización.


ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental. Requisitos con orientación para su

uso.

ISO 14004:2004 Sistemas de gestión ambiental. Directrices generales sobre

principios, sistemas y técnicas de apoyo.

ISO 14006:2011 Sistemas de gestión ambiental. Directrices para la incorporación del

ecodiseño.

ISO 14011:2002: Guía para las auditorías de sistemas de gestión de calidad o

ambiental.

ISO 14020 Etiquetado y declaraciones ambientales - Principios Generales

ISO 14021 Etiquetado y declaraciones ambientales - Autodeclaraciones

ISO 14024 Etiquetado y declaraciones ambientales - ISO/TR

14025 Etiquetado y declaraciones ambientales -

ISO 14031:1999 Gestión ambiental. Evaluación del rendimiento ambiental.

Directrices.

ISO/TR 14032:1999 Gestión ambiental - Ejemplos de evaluación del rendimiento

ambiental (ERA)

ISO 14040:2006 Gestión ambiental - Evaluación del ciclo de vida - Principios y marco

de referencia.

ISO 14044:2006 Gestión ambiental - Análisis del ciclo de vida - Requisitos y

directrices.

ISO/TR 14047 Gestión ambiental - Evaluación del impacto del ciclo de vida.

Ejemplos de aplicación de ISO 14042.


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