Materiales estructurales y funcionales

Materiales estructurales y funcionales

Ingeniería Civil y Transporte
 05-nov-2021 | Structuralia

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Los materiales estructurales y los funcionales son las dos grandes categorías de los materiales según la ingeniería de los materiales.

Existe un gran campo científico multidisciplinario que se encarga de estudiar las distintas propiedades que tienen los materiales, como por ejemplo, la ingeniería de los materiales. Que ha llegado a la conclusión de que se pueden categorizar en dos macro grupos: los materiales estructurales y los funcionales.

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La ciencia de los materiales se encarga de estudiar las propiedades, la composición, la morfología y las distintas características que pueden categorizar a los materiales en un grupo u otro. Y en base a esto, determinar cómo podemos emplearlos en distintos campos para sacar su máximo provecho, como por ejemplo, materiales específicamente usados para la construcción sostenible.

 

Estructura en perfiles de acero

Estructura en perfiles de acero. Coyunturapolitica.wordpress.com

Materiales estructurales

La principal característica de esta categoría, reside en que la utilidad de este tipo de materiales está estrechamente relacionada con sus propiedades mecánicas, por lo general, suelen ser materiales cuyas materias primas son bastante accesibles y se encuentran en abundancia. Son materiales que se emplean comúnmente para la construcción ordinaria.

La ingeniería de los materiales, propone dividir las cualidades mecánicas de un material en dos principales grupos: Las propiedades estructurales esenciales y las propiedades generales.

1. Propiedades estructurales esenciales

  • Resistencia:  es la capacidad de un material de sobreponerse y mantener su integridad ante distintos tipos de fuerzas, y en distintas direcciones.
  • Resistencia a la deformación: se refiere al grado de rigidez, elasticidad o ductilidad de un material.
  • Dureza: es la resistencia ante las fuerzas de corte en superficie, y contra el desgaste.
  • Uniformidad de la estructura física: hablamos del grado de regularidad en la morfología superficial o interior de los materiales.

2. Propiedades generales

En esta categorización de los elementos estructurales de un edificio, lo que predomina es el tipo de tensión para la cual dicho

  • Forma: no es más que la forma genérica de un material.
  • Peso: la contribución que tiene el material sobre las cargas gravitacionales de una estructura.
  • Resistencia al fuego: combustibilidad, conductividad, punto de fusión, y en general, el comportamiento de dicho material bajo la incidencia de altas temperaturas.
  • Coeficiente de expansión térmica: los cambios dimensionales por los que atraviesa el material ante las subidas o bajadas de la temperatura.
  • Durabilidad: nivel de permeabilidad ante los efectos del clima, la descomposición, y/o cualquier agente externo.
  • Apariencia: se refiere a las características estéticas de dicho material.
  • Disponibilidad: la facilidad, o la dificultad con la que se accede a dicho material.

Materiales funcionales

Al contrario del caso anterior, las principales características de los materiales funcionales no provienen de sus propiedades mecánicas. Sin embargo, destacan por características particulares y específicas que los convierten en especialmente útiles para determinados propósitos, por ejemplo, propiedades químicas, magnéticas, conductoras, etc.

Éstos, se pueden categorizar según las siguientes características:

  • Materiales con propiedades eléctricas: Baterías, ferroeléctricos, piroeléctricos y superconductores.
  • Materiales con propiedades magnéticas: Níquel, hierro, cobalto y varios tipos de aleaciones.
  • Materiales con propiedades optoelectrónicas: se refiere principalmente a materiales como el grafeno.
  • Materiales catalíticos: Aceleran las reacciones químicas y son capaces de dirigir átomos y moléculas.
  • Biomateriales: Son materiales farmacológicamente inertes, utilizados para ser incorporados dentro de un sistema vivo.
  • Materiales verdes: Son materiales que asemejan las propiedades mecánicas y físicas de otros materiales, pero son diseñados para que su producción y utilización sea amigable con el medio ambiente.
  • Materiales nanoestructurados: sus propiedades vienen dadas gracias a su estructuración a escala Nanométrica.

Nanoestructura de carbono

Nanoestructura de carbono. Europapress

El llegar a conocer a profundidad las características y las bondades de todos los tipos de materiales, incluyendo a los materiales estructurales y a los funcionales, ha sido fundamental para la construcción de edificios más eficientes, la fabricación de mejores productos y el desarrollo de nuevas tecnologías. Aún así, se sigue haciendo un proceso de clasificación, identificación, y descubrimientos de nuevos tipos de materiales, que en un futuro ampliarán la gama de nuevas tecnologías, productos y construcciones.

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