CAPITULO 3: CONOCIMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS MATERIALES : ENSAYO Y SELECCIÓN DE LOS MATERIALES

CONOCIMIENTO  EXPERIMENTAL DE LOS MATERIALES :ENSAYO Y SELECCIÓN DE LOS MATERIALES

CONCEPTO  DE ESCALA 

La representación de objetos a su tamaño natural no es posible cuando éstos son muy grandes o cuando son muy pequeños. En el primer caso, porque requerirían formatos de dimensiones poco manejables y en el segundo, porque faltaría claridad en la definición de los mismos.Esta problemática la resuelve la ESCALA, aplicando la ampliación o reducción necesarias en cada caso para que los objetos queden claramente re presentados en el plano del dibujo.Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real.

ESCALA GRÁFICA

Basado en el Teorema de Thales se utiliza un sencillo método gráfico para aplicar una escala.Véase, por ejemplo, el caso para 
E 3:5
1º) Con origen en un punto O arbitrario se trazan dos rectas r y s formando un ángulo cualquiera .
2º) Sobre la recta r se sitúa el denominador de la escala (5 en este caso) y sobre la recta s el numerador (3 en este caso). Los extremos de dichos segmentos son A y B.

El objetivo básico es :

   Determinar las características deseables de un material:

 ♠ Sus especificaciones sobre funcionamiento, puesta en servicio o de

     utilización.

♠ Especificación de nomenclatura, dimensiones forma o aspecto

La observación directa de los materiales:

Es el instrumento de recolección de información muy importante y consiste en el registro sistemático, valido y confiable de comportamientos o conducta manifiesta.

Observaciones experimentales:

La observación experimental, también llamada estudio de intervención o estudio experimental, es un análisis prospectivo, el cual se caracteriza por la manipulación indirecta, superficial de un factor de estudio por el investigador. Esta observación es estudiada y dividida por los casos o sujetos en dos grupos llamados control y experimental. La característica de la aleatorización no es imprescindible en el estudio experimental, llamándose entonces estudio cuasi experimental.

Las técnicas del estudio de intervención hacen referencia a la población a la que van a aplicarse los resultados a través de los siguientes, pasos:

– Selección de la población experimental por muestreo aleatorio.

– Identificación de la población participante.

– Distribución aleatoria de los sujetos en los grupos a comparar bien sea en el grupo de experimentación o el grupo de control.

– Puesta en marcha del estudio. Administración del elemento o factor de estudio en el grupo experimental y del grupo control.

– Observación y medida de las variables dependientes según los criterios elegidos en el diseño del estudio.
– Según la cooperación o no de los sujetos en ambos grupos, se crean cuatro sub grupos, al subdividir el grupo experimental y el grupo control.

 Ensayo y selección:

Ensayo de materiales:

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.
Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos,ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.


Ensayos no destructivos:

          Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes:

1. Ensayo de dureza (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a fatiga)
2. Inspección visual, microscopia y análisis de acabado superficial
3. Ensayos por líquidos penetrantes
4. Inspección por partículas magnéticas
5. Ensayos radiologos
6. Ensayo por ultrasonidos
7. Ensayos por corrientes inducidas

Ensayos destructivos:

                                              Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo

Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material.






SELECCION DE LOS MATERIALES



La selección de materiales trata de una actividad que involucra una gama de conocimientos técnicos, cuya amplitud es difícilmente cobijada por un solo tipo de profesional; por ser el punto focal de una serie de especialidades tecnológicas que van desde el diseño hasta el análisis de desempeño en campo. En otras palabras, interdisciplinaridad e interactividad son particularmente exigidas en la selección de materiales, de la cual la selección del proceso y el diseño del producto también hacen parte, integrando así ingenieros de producción de materiales y mecánicos entre otros.

CAPITULO 2: NORMALIZACION

ANTECEDENTES HISTÓRICOS:

Se considera que tiene sus inicios en mayo de 1924 con un documento que el doctor Walter A. Shewhart de la Western Electric Corporation, E.U.A., envió a su jefe.

La Organización Internacional para la Normalización tiene sus orígenes en la Federación Internacional de Asociaciones Nacionales de Normalización (1926-1939).

ISO creó en 1987 la serie de estandarización ISO 9000 adoptando la mayor parte de los elementos de la norma británica BS 5750 .

DEFINICIÓN Y CONCEPTO DE NORMALIZACIÓN

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 ingles) 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.

• 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.

OBJETIVOS Y VENTAJAS DE LA NORMALIZACION


                                                           La normalización permite:

-Divulgar conocimiento.
-Transferir tecnología.
-Dar mayor calidad a los productos, procesos y servicios.
-Eliminar obstáculos técnicos al comercio.

Las normas técnicas también tienen el objetivo de definir y describir métodos de muestreo, ensayo, inspección y auditoría, que permitan evaluar la conformidad de los requisitos de calidad, de uso o desempeño de productos, procesos o servicios.


Beneficios de la Normalización

-Promueve la creación de un lenguaje técnico común a todas las organizaciones, por lo que contribuye a facilitar las transacciones comerciales en los ámbitos nacional e internacional.
-Optimiza las relaciones entre clientes y fabricantes, pues las normas técnicas son un referente para la valorización de los productos y servicios.
-Fomenta la transferencia tecnológica y la competitividad empresarial, ya que se cumple con requisitos aceptados en el mercado global.
-Facilita la apertura de los mercados y marca sus tendencias.
-Impulsa el crecimiento económico, abre el camino a la innovación y a la mejora de bienes y servicios.
-Permite el desarrollo de los mercados en armonización con las reglas y prácticas tendientes a la reducción de las barreras técnicas al comercio.

-Es una herramienta para el desarrollo de la economía dado que permite:

TIPOS DE NORMAS TÉCNICAS 

Una norma técnica es un documento aprobado por un organismo reconocido que establece especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo tecnológico, que hay que cumplir en determinados productos, procesos o servicios.

Las normas resultan fundamentales para programar los procesos de producción.

Se crean con el consenso de todas las partes interesadas e involucradas en una actividad (fabricantes, administración, consumidores, laboratorios, centros de investigación).

Deben aprobarse por un Organismo de Normalización reconocido.

Se identifican por siglas según el Organismo que lo apruebe:

ISO: International Organization for Standarization

EN: Norma europea aprobada por algún Organismo de Normalización europeo: CEN, CENELEC, ETSI

UNE: Una norma española de AENOR

NORMALIZACION EN EL PERÚ 

El Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (Indecopi) señaló que el Perú es uno de los países de la región con el menor número de empresas certificadas en gestión de calidad, y solo Bolivia está debajo de nosotros.

“Tenemos más o menos alrededor de 1.000 empresas certificadas en sistemas de gestión, el número exacto no lo tengo, pero hasta hace un año éramos 900 u 800 empresas. Chile tiene 4.000”, afirmó Rosario Uría, secretaria técnica de la Comisión de Normalización y de Fiscalización de Barreras Comerciales no Arancelarias del Indecopi.

ISO

define a la normalización como: El proceso de formular y aplicar reglas con el propósito de realizar en orden una actividad específica para el beneficio y con la obtención de una economía de conjunto óptimo teniendo en cuenta las características funcionales y los requisitos de seguridad. Se basa en los resultados consolidados de la ciencia, la técnica y la experiencia. Determina no solamente la base para el presente, sino también para el desarrollo futuro y debe mantener su paso acorde con el progreso.

TIPOS DE NORMAS ISO :

•ISO 14001:2004. .                               G.  AMBIENTAL       

•ISO 5001.

•ISO 22000.                                       SALUD Y SEGURIDAD

•ISO 9001:2000

•ISO / TS 16949                                  TRANSPORTE

•ISO 18001:  ser compatible con los estándares ISO 9001

Sistemas de Gestión de la Calidad ISO 9000

La Norma ISO 9000 describe los fundamentos de los sistemas de gestión de la calidad y especifica la terminología para los sistemas de gestión de la calidad.

La ISO 9000:2000 define la Gestión de la Calidad como las actividades coordinadas para dirigir y controlar una organización en lo relativo a localidad. Con el objetivo de orientar las actividades de la empresa para obtener y mantener el nivel de calidad del producto o el servicio, de acuerdo con las necesidades del cliente.

En general se puede definir la Gestión de la Calidad como el aspecto de la gestión general de la empresa que determina y aplica la política de calidad. El Sistema de Gestión de la Calidad debe estar integrado en los procesos, procedimientos, instrucciones de trabajo, mediciones y controles, etc., de las propias operaciones de la empresa. 

Es un sistema de gestión para dirigir y controlar una organización con respecto a la calidad (ISO9000:2000), por lo tanto, está integrado en las operaciones de la empresa u organización y sirve para asegurar su buen funcionamiento y control en todo momento.

El Sistema de Gestión de la Calidad está enfocado a cumplir los requisitos de productos  y servicios, de tal forma que puede aplicar a empresas:

• Del Sector Público
• Del Sector Privado
• De Manufactura
• De Servicios
• Pequeñas, Medianas o Grandes
• Guiadas por leyes o Reglamentos o por eespecificaciones
• Que fabrican Producto propio o maquilado

capitulo 1 :PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

GENERALIDAD:

• Las propiedades de un material se pueden definir como aquella serie de características que determinan el comportamiento de ese material ante las acciones físicas, químicas, mecánicas, etc., siendo dichas propiedades lo que diferencian un material de otro y lo que determina que un objeto esté fabricado de un material determinado.

• Por ejemplo, un martillo deberá realizarse de un material duro, el faro de un coche tendrá que estar realizado de un material transparente, un tobogán deberá estar fabricado de un material liso. etc

PROPIEDADES GENERALES :

 PROPIEDADES  FÍSICAS

• En el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad, o discontinuidad traducible a fenómeno perceptible que se propaga a través del espacio-tiempo a una velocidad igual o inferior a la de la luz y a la que se pueda asociar energía.

• Son aquellas que determinan la formación en el espacio de un material dependiendo de su resistencia, rugosidad, aspecto, utilidad, etc.

• Formas y Dimensiones ¿Tienen los Materiales Forma?, En su principio los que llamaremos materiales tecnológicos no tienen formador si mismo. Es la Ingeniería la que proporciona la forma de diseño que se le confiere.

• Peso Especifico El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Como aclararemos en otro apartado, esta definición es considerada hoy día como obsoleta y reprobable, siendo su denominación correcta la de densidad de peso.

• Porosidad La porosidad es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases.

• Permeabilidad la permeabilidades la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, es  impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.

• Capilaridad La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza ínter-molecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

• Higroscopia La capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medio ambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta el estudio de la humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica).

Propiedades Eléctricas de los Materiales:

•  Una propiedad eléctrica es la llamada conductividad, que es la propiedad que tienen los materiales para transmitir la corriente eléctrica. En función de ella los materiales pueden ser:

• Conductores: Lo son si permiten el paso de la corriente fácilmente por ellos

•   Aislantes: Lo son si no permiten fácilmente el paso de la corriente por ellos.

•   Semiconductores: se dicen que son semiconductores si solo permiten el paso de la corriente por ellos en determinadas condiciones. (Por ejemplo si son conductores a partir de una temperatura determinada y por debajo de esa temperatura son aislantes).

Propiedades Mecánicas

•  Estas quizás son las más importantes, ya que nos describen el comportamiento de los materiales cuando son sometidos a las acciones de fuerzas exteriores, Algunas más Concretas son:
•  Resistencia a la torsión. Es la fuerza torsora que provoca la rotura de un material.

• Elasticidad: propiedad de los materiales de recuperar su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformara. Un material muy elástico, después de hacer una fuerza sobre él y deformarlo, al soltar la fuerza vuelve a su forma original. Lo contrario a esta propiedad sería la plasticidad.

•   Plasticidad: propiedad d los cuerpos para adquirir deformaciones permanentes.

•   Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas.

•   Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos.

•  Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. El más duro es el diamante. Los diamantes solo se   pueden rayar con otro diamante. Para medir la dureza de un material se utiliza la escala de Mohs, escala de 1 a 10,  correspondiendo la dureza 10 al material más duro.

• Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado.

• Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Es la propiedad que tienen los cuerpos de romperse fácilmente cuando son golpeados. El metal es tenaz y el vidrio es frágil y duro.

Propiedades Térmicas
       Determinan el comportamiento de los materiales frente al calor.
       Dilatación térmica.
       señala la variedad de la dimensiones del material al variar su temperatura,la dilatación térmica          se expresa de 3 formas las cuales son:
       - coeficiente de dilatación lineal
       - Coeficiente de dilatación superficial
       - Coeficiente de dilatación cúbica

•  Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo

•  Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse (pasar de líquido a solido o viceversa).

•  Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material.             
• Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.

   Propiedades Ópticas

•    Se ponen de manifiesto cuando la luz incida sobre el material.

•    Materiales opacos: no se pueden ver los objetos a través de ellos.

•    Materiales transparentes: los objetos se pueden ver a través de ellos, pues dejan pasar los   rayos de    luz.

•    Materiales translúcidos: estos materiales permiten el paso de la luz, pero no dejan ver con nitidez     a  través de ellos. Por ejemplo el papel de cebolla.

Propiedades Acústicas de los Materiales

•    Determinan la respuesta de los materiales ante el sonido.

•    Conductividad acústica: es la propiedad de los materiales de transmitir el sonido

•    Decibelímetro: mide el sonido en decibelios

   Propiedades Magnéticas de  los Materiales

•    Ponen de manifiesto el comportamiento frente a determinados metales.

•    Magnetismo: es la capacidad de atraer a otros materiales metálicos

   Propiedades Químicas de los Materiales

•  Se manifiestan cuando los materiales sufren una transformación debida a su interacción con otras sustancias

• La oxidación: es la facilidad con la que un material se oxida, es decir, reacciona en contacto con el oxígeno del aire o del agua,    La sustancia roja que se forma cuando se oxida el hierro se llama orín y es muy tóxica. No llevarse las manos a la boca después de tocarla. 

Propiedades Ecológicas de los Materiales

   Según el impacto que producen los materiales en el medio ambiente , se clasifican en:

•    Reciclables: son los materiales que se pueden reciclar, es decir su material puede ser usado para       fabricar    otro diferente

•    Reutilizable: Se puede volver a utilizar pero para el mismo uso.

•    Tóxicos: estos materiales son nocivos para el medio ambiente, ya que pueden resultar venenosos para los seres vivos y contaminan el agua, el suelo o la atmósfera.

•    Biodegradables:    son los materiales que la naturaleza tarda poco tiempo en des-componerlos de     forma natural en otras sustancias.