Materiales

INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES

1. Se desea separar físicamente diversos materiales en una planta de reciclado de residuos. Describa algunos métodos que se puedan usar para separar materiales como polímeros, aleaciones de aluminio y aceros entre sí. (Problema 1-16, página 27, Donald Askeland & Phulé, 4ª Ed.).

• Separación Magnética: El método más común de recuperar chatarra ferrosa de desechos sólidos fragmentados, esta implica el uso de sistemas magnéticos de recuperación. Los metales ferrosos, generalmente, son recuperados después de la fragmentación y antes de la clasificación con aire.

Para la separación magnética de materiales ferrosos, durante muchos años, se han usado varios tipos de equipo. Los tipos más comunes son: el magneto suspendido, la polea magnética, y el tambor magnético suspendido. Tres magnetos son empleados en un sistema típico de correa múltiple diseñado para operar al extremo de un transportador, el primer magneto se usa para atraer el metal, el magneto de transferencia se usa para transportar el material atraído alrededor de una curva y para agitarlo. Cuando el material atraído llega al área donde no hay magnetismo, cae libremente, y también cae cualquier material no ferroso atrapado por el metal contra la correa. Entonces el magneto final devuelve el metal a la correa y es descargado a otro transportador o en recipientes de almacenamiento. Se ha desarrollado una correa de acero inoxidable especialmente diseñada, para superar los problemas originales de desgaste de la correa.

• Método de Flotación: Existen instalaciones que utilizan como medio de separación, sistemas de flotación, a través del agua y utilizando la diferente densidad de los elementos, se procede a la separación de los materiales metálicos no férricos del material estéril Este sistema de separación y recuperación presenta diversos inconvenientes. Al utilizar el agua como medio de separación, se hace necesaria una instalación costosa que requiere unos elementos de filtrado complicados. Además, es necesario preparar el agua para utilizarla como elemento de separación, aportando la misma una serie de sustancias como siliconas para posteriormente batir el agua, determinando todo ello un cierto tiempo de presión de la instalación, por lo que esta no puede entrar en funcionamiento en el momento que se desee. Se hace también necesaria una decantación de lodos para eliminar el barrillo. Además dado el volumen que ocupa este tipo de instalaciones, su aplicación está limitada por problemas de espacio. Por otro lado, existen otros productos incorporados a la chatarra como piedras, que poseen una densidad similar a la de algunos de los metales no férricos, en concreto el aluminio, por lo que este no puede ser separado de aquellas. Otro sistema de recuperación de metales no férricos a partir de chatarra consiste en someter a dichos materiales, de los que previamente se ha separado el material metálico férrico siguiendo un proceso conocido a un proceso de cribado en el que se separa el material estéril de unas dimensiones determinadas. Por unas cintas transportadoras se traslada el material a recuperar, a una tolva con movimiento vibratorio de donde se dirige por dos cintas a diferente velocidad y de forma alineada, a una cinta principal que incorpora lateralmente detectores de materiales no férricos, los cuales son desviados a unos empujadores , a unas bocas enfrentadas a ellos.

• Medios Densos: La tecnología de “Medios Densos” está basada en la aplicación, dentro de un tambor cilíndrico, de la diferencia de densidad de los materiales que componen la corriente de alimentación del proceso y el líquido presente en cada fase. Esta diferencia de densidades provoca una separación de los materiales en dos corrientes de salida, los flotados y los hundidos. Para realizar la separación de los materiales, se utiliza una suspensión, ajustada a una densidad adecuada, para realizar la correcta separación.

• Corrientes Inducidas: Este proceso se basa en el aprovechamiento de las características magnéticas y no magnéticas de los diversos materiales que componen la alimentación del proceso. Mediante la inducción magnética, los materiales metálicos al llegar al final de una cinta transportadora, son desplazados a un punto más alejado del de descarga de los materiales inertes. Este proceso puede ser complementario para algunas de las fracciones procedentes de etapas anteriores, según las condiciones de riqueza y limpieza de los materiales en cada caso.

2. Explique porque en aplicaciones estructurales (puentes, aviones, barcos, carros, edificios, etc.) se utilizan aleaciones y no metales puros.

R/ Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad y otras pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales.

3. Seleccionar tres ejemplos de materiales con aplicaciones y usos convencionales en el mundo actual. Encontrar ventajas de su utilización comparándolo con los otros tipos de materiales.

EJEMPLO 1: El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. En comparación con el hierro puro el Acero una aleación de hierro junto con otros materiales, es un material mucho más dúctil, tenaz y mucho más resistente.

EJEMPLO 2: El cobre utilizado en muchas aleaciones para mejorar la calidad de un producto final es uno de los materiales con una vasta historia, a partir del cobre se hacen monedas, campanas y cañones en su época, en comparación con la plata y el oro el cobre es un metal mucho menos conductor de energía, a pesar de su poca conductividad el cobre es mucho más utilizado en instalaciones de redes eléctricas y telefónicas que el oro y la plata, ya que es un material mucho más económico, además el cobre

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