Resistencia de los materiales



Resistencia de los materiales
Concepto y propiedades


Fundamentos científicos de los materiales
Diseño de moda
Casandra Benítez
29 Abril 2016

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Índice. 

· Concepto

· Propiedades

1. Propiedades sensoriales
1.1. Color
1.2. Brillo
1.3. Textura

2. Propiedades físico-química
2.1. Transparencia
2.2. Oxidación
2.3. Conductividad térmica
2.4. Conductividad eléctrica
2.5. Masa volumínica
2.6. Dilatación térmica

3. Propiedades mecánicas
3.1. Dureza
3.2. Tenacidad/Fragilidad
3.3. Elasticidad/Plasticidad
3.4. Resistencia mecánica

4. Propiedades tecnológicas
4.1. Fusibilidad
4.2. Ductibilidad
4.3. Maleabilidad

5. Ecológicas
5.1. Toxicidad
5.2. Reciclabilidad
5.3. Biodegradabilidad

6. Propiedades en los tejidos

7. Conclusión

 · Bibliografía

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Concepto.

  La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería estructural y la ingeniería industrial que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. 

  Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular. 

  Para el diseño mecánico de elementos con geometrías complicadas la resistencia de materiales suele ser insuficiente y es necesario usar técnicas basadas en la teoría de la elasticidad o la mecánica de sólidos deformables más generales. Esos problemas planteados en términos de tensiones y deformaciones pueden entonces ser resueltos de forma muy aproximada con métodos numéricos como el análisis por elementos finitos. 


Propiedades. 
  
  En cuanto a las propiedades de los materiales hay que tener en cuenta que cada material tiene unas propiedades que lo diferencian de los demás y además determinan lo que puede hacerse con él. Dentro de las propiedades existen subcategorías: sensoriales, físico-químicas, mecánicas, tecnológicas y ecológicas.


1. Propiedades sensoriales: son las que están relacionadas con la impresión que produce el material en nuestros sentidos. 

1.1. Color

1.2. Brillo

1.3. Textura 



2. Propiedades físico-químicas: son las que están relacionadas con el comportamiento del material frente a acciones externas. 

2.1. Transparencia: según el comportamiento de los materiales frente a la luz se clasifican en: transparentes, translúcidos y opacos. 

2.2. Oxidación: hace referencia al comportamiento de un material cuando es sometido a la acción de agentes atmosféricos o químicos. 

2.3. Conductividad térmica: un material tiene alta conductividad térmica cuando deja pasar el calor por él. 

2.4. Conductividad eléctrica: un material tiene alta conductividad eléctrica cuando deja pasar la corriente eléctrica por él. Entonces decimos que es conductor. En caso contrario, será aislante. 

2.5. Masa volúmica: masa de unidad de volumen. Esta propiedad puede ser muy importante ya que dependiendo del uso que le vayamos a dar a algo, elegiremos materiales más o menos ligeros o más o menos pesados. 

2.6. Dilatación térmica: aumento de volumen que sufre un cuerpo siempre que se incrementa su temperatura. La dilatación o contracción de los materiales metálicos asume una especial importancia en el campo de las herramientas de medición que deben mantener una elevada precisión. 


3. Propiedades mecánicas: son las que están relacionadas con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos. 

3.1. Dureza: resistencia que opone un material a la penetración de un cuerpo exterior. Un material es duro o blando dependiendo de la capacidad que tenga a ser rayado por otro material. 

3.2. Tenacidad/Fragilidad: un material es tenaz si aguanta los golpes sin romperse.,Un material frágil cuando al golpearse se rompe con facilidad. 

3.3. Elasticidad/Plasticidad: un material es elástico cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al retirarla vuelve a la posición inicial. Un material es plástico cuando al retirarle la fuerza continúa deformado. 

3.4. Resistencia mecánica: capacidad de un material de soportar los esfuerzos que tienen a deformarlo o a romperlo. Tracción, compresión, corte, flexión o torsión. 


4. Propiedades tecnológicas: son las que están relacionadas con el comportamiento de los materiales durante la fabricación. 

4.1. Fusibilidad: capacidad de los materiales de pasar del estado sólido a líquido cuando son sometidos a unas temperaturas determinadas. 

4.2. Ductilidad: capacidad de los materiales de transformarse en hilos cuando se estiran, como el platino, el cobre, el oro o el aluminio. 

4.3. Maleabilidad: capacidad de los materiales de transformarse en láminas cuando se les comprime. 


5. Propiedades ecológicas: son las que están relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el medio ambiente. 

5.1. Toxicidad: carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos. 

5.2. Reciclabilidad: capacidad de los materiales para volver a ser utilizados en fabricación. 

5.3. Biodegradabilidad: capacidad de los materiales de, con el paso del tiempo, descomponerse de forma natural en sustancias más simples. 


6. Propiedades en los tejidos. Elegir cinco propiedades y seleccionar tejidos con estas características. 

Puesto que la especialidad de mis estudios es diseño de moda, estudiaré las propiedades de los materiales en algunos textiles. Sabemos que cada material puede tener una serie de propiedades a la vez, así que, partiendo de esto, elegiré cinco propiedades y explicaré en qué tejidos se pueden apreciar. 

6.1. Transparencia: comportamiento de los materiales frente a la luz. Las telas transparentes son muy usuales en el mundo de la moda gracias a esos efectos que surgen por las transparencias o la superposición de capas de tela transparente o semi-transparente, o telas transparentes con otras opacas. En este caso, he elegido una semi y otra transparente completa. Muy usuales en vestidos de novia. 


1.1. Bambula: tejido ligero y semi-transparente, generalmente de seda, algodón o fibras sintéticas. Su proceso de fabricación hace que tenga un fino plisado irregular. 


1.2. Gasa o muselida de seda: tela de seda muy ligera y delicada. Es transparente y vaporosa. 


6.2. Elasticidad: un material es elástico cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al retirarla vuelve a la posición inicial. Las telas elásticas son tricotadas a menudo durante su confección, lo que permite que se muevan cuando se estiran. 


2.1.  Lana: tela tejida de Lana o hilos de lana que pueden ser tricotados a mano o a máquina. Muy usual en suéters y cárdigans. 


2.2.  Lycra o Elastán: se trata de una fibra sintética moderna de gran elasticidad y recuperación. Puede usarse en telas tricotadas o en telas tejidas. Está presente en ropa de deporta, ropa de baile, lencería y ropa interior, así como en prendas de sastre como chaquetas, pantalones y faldas rectas. 



6.3. Resistentes al calor: las telas ignífugas son muy especiales ya que cuentan con características muy específicas, pero dentro de este tipo de textil, decimos que hay una clasificación. Telas ignífugas para tapicería y recubrimientos, y telas ignífugas para prendas, en este párrafo ahondaremos en las segundas. Las telas ignífugas utilizadas para la confección de prendas lo que tratan de brindar es una protección extra, es por ello que la mayoría de los trajes de trabajo (en especial los de labores peligrosas) cuentan con este textil. La tela ignífuga está hecha a base de fibras resistentes a las altas temperaturas, pero no solo deben proteger al trabajador, sino también brindarle la comodidad necesaria para que pueda desempeñar sus labores. 


  Las telas ignífugas están combinadas con hilos naturales a los que se les aplica un retardador de fuego; en ocasiones, los hilos están hechos de una fibra celulósica difícilmente inflamable. ¿Cómo se logra esa fibra?, gracias a incorporar, en los hilos, una masa de agente exento de halógeno. De esta manera las fibras no generan gotas de fusión cuando se encuentran con las llamas. Las telas ignífugas, no solo nos protegen del calor y las llamas, sino también son anti-manchas, y es por ello que no se las puede alterar, lo que hace que su lavado sea simple. Todo textil con estas características debe cumplir con las normas de seguridad requeridas y establecidas, es por ello que cada prenda viene con un certificado de aprobación. 


  La mezcla de la tela ignífuga con tejidos como la lana otorga un excelente resultado, tanto en la ropa como en la tapicería. Incorporar un agente ignífugo a la masa de la fibra nos garantiza una prenda permanente, sin importar cuantos lavados se le brinde. Se ha comprobado, que las telas ignífugas emiten humo blanco frente a la acción directa del fuego, pero estos humos son de baja densidad y no tóxicos, no poseen halógenos ni monóxido de carbono. Esta tela, tampoco presenta restos inflamados o fundidos, lo que hace que cumpla con las normas internacionales de seguridad. Con estos textiles hoy en día se fabrican: pantalones, delantales, buzos, overoles, camisas, camperas y hasta abrigos.



6.4. Resistentes al agua: existen varias pruebas que se hacen a los tejidos para determinar su resistencia al agua. Esto es muy útil y además necesario cuando por ejemplo se trata de ropa laboral o equipos de protección individual. La normativa europea 343:2003 está especialmente dedicada a la ropa para la lluvia. Para que se cumpla se debe demostrar que un tejido es impermeable al agua y que además tiene permeabilidad al vapor de agua, que es por ejemplo que pueda transpirar el sudor. 


4.1. Nylon: el nylon fue un importante descubrimiento que hizo revolucionar, en el año 1938, el mercado de las medias. Su resistencia y finura lo hicieron destacar de entre muchos materiales, aunque a causa de la Guerra Mundial se paró su producción para dedicar el material a construir básicamente paracaídas. Hoy en día, al tratarse de un material sintético, barato y de calidad, es muy común encontrarlo como componente en la ropa impermeable, tales como ponchos o impermeables para la lluvia. 



4.2. Vinilo: finalmente también tenemos este material que tiene una base plástica y que a causa de sus propiedades impermeables también va muy bien para la fabricación de paraguas o chaquetas. Son totalmente repelentes al agua y su principal característica es que es muy moldeable y de muy fácil coloración, cosa que permite crear diseños atractivos. Hoy en día es uno de los materiales más presentes en nuestro día a día. 


6.5. Resistencia: las telas deben poseer un mínimo de resistencia para que no se estropeen rápidamente y tengan una mínima vida funcional. En este aspecto quiero destacar la tela vaquera puesto que se conoce de su uso por lo menos desde el siglo XVII, aunque se cree que se remonta al menos a la edad media europea. Es una gama de tejidos de hilos de algodón muy resistente, usada para velas de barcos y otros usos en los que se necesitaba cierta resistencia y durabilidad. Aunque se ha usado por varios siglos para confeccionar vestimenta para “trabajo duro”, tomó mayor auge a partir de la confección de los “pantalones vaqueros”, que se comenzaron a fabricar por un emigrante Bávaro de origen judío, para los trabajadores de las minas, extendiéndose su uso. En la actualidad esta tela es usada para confeccionar ropa tanto de trabajo, como de moda, ya que posee muy buena resistencia y durabilidad.


7. Conclusión. 
  Las propiedades de los materiales los diferencian entre sí, tanto usos como características propias de los mismos. También vemos que cada material puede ser poseedor de varias propiedades a la vez. No vas a utilizar el mismo material resistente al fuego para algo que quieras fabricar resistente al agua, por ejemplo, o si deseas que sea resistente a ambas cosas. A medida que vamos adquiriendo conocimiento de los diferentes materiales vamos obteniendo más opciones y métodos para la elaboración de lo que deseemos en el campo que queramos, además de la opción de crear nuestros propios tejidos con ciertas características. Es un campo muy interesante puesto que es una de las bases de la evolución. 


Bibliografía

https://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_de_materiales 

http://www.arqhys.com/construccion/materiales-resistencia.html 

http://www.edu.xunta.es/centros/iessantomefreixeiro/system/files/Ud4_propiedades_materiales_completo .pdf 

http://blocs.xtec.cat/xluque/files/2010/09/propiedades-de-los-materiales3.pdf 

https://comodesees.wordpress.com/alguien-me-echa-una-mano/telas-transparentes-y-vaporosas-3/ 

http://www.tiendastextiles.com/telas/tipos/ 

http://conlasmanosenlaaguja.blogspot.com.es/2012/03/telas-con-propiedades-especiales.html 

http://naisa.es/blog/telas-resistentes-al-agua-goretex-nylon-y-vinilo/ http://10tipos.com/tipos-de-
telas/ 


http://www.todotelas.cl/definicion-telas.htm 




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