Propiedades Clave de los Materiales: Físicas, Térmicas, Eléctricas, Acústicas, Mecánicas y Químicas

Propiedades Físicas de los Materiales

Cohesión: Fuerza que mantiene unidas las partículas de los materiales.

Densidad: Masa por unidad de volumen.

• Densidad absoluta (sin huecos): Masa / (Volumen total - Volumen de huecos).
• Densidad relativa o real (incluye poros inaccesibles al agua): Masa / (Volumen total - Huecos accesibles).
• Densidad aparente (incluye todos los poros): Masa / Volumen total.

Porosidad:

• Porosidad total o absoluta: Volumen total de huecos / Volumen total de la muestra.
• Porosidad relativa: Volumen de huecos accesibles / Volumen total de la muestra.
• Oquedad (material granular): Volumen de huecos entre granos / Volumen total del conjunto.

Compacidad:

• Compacidad total o absoluta: Volumen de la parte sólida / Volumen total de la muestra.
• Compacidad relativa: Volumen de la parte impermeable (incluyendo poros inaccesibles) / Volumen total.
• Compacidad del conjunto (granular): Volumen del material / Volumen del conjunto.

Absorción: Porcentaje de agua absorbida respecto a la masa seca. A = ((Masa material mojado - Masa material seco) / Masa material seco) x 100.

Permeabilidad: Facilidad para ser atravesado por un fluido debido a una diferencia de presión.

Capilaridad: Ascenso de un líquido por los poros debido a la tensión superficial.

Heladicidad: Desintegración por acción de las heladas (agua en poros se congela y expande).

Solubilidad: Cantidad máxima de soluto que se disuelve a una temperatura dada.

Finura: Tamaño del grano.

Propiedades Térmicas

Conductividad térmica: Transferencia de calor a través de un material debido a una diferencia de temperatura. Q = K * (T1 - T2) * (S / e) * t (Q: calor transmitido, K: coeficiente de conductividad térmica, T1 y T2: temperaturas, S: superficie, e: espesor, t: tiempo). Los materiales con baja conductividad son aislantes térmicos.

Dilatación: Cambio de dimensiones por efecto de la temperatura. Lf = Li * (1 + αt) (Lf: longitud final, Li: longitud inicial, α: coeficiente de dilatación, t: cambio de temperatura).

Conductividad Eléctrica

Facilidad para conducir corriente eléctrica. Se usa más la resistividad (inversa de la conductividad). R = ρ * (l / s) (R: resistencia, ρ: resistividad, l: longitud, s: sección).

Propiedades Acústicas

Capacidad de aislamiento acústico, medida por las pérdidas de transmisión (TL) en decibelios. Los materiales compactos suelen ser buenos aislantes.

Propiedades Mecánicas

Resistencia a la tracción: Máxima tensión de tracción antes de la rotura.

Resistencia a la compresión: Máxima tensión de compresión antes de la rotura.

Resistencia a la cortadura: Máxima tensión cortante antes de la rotura.

Resistencia a la flexión: Comportamiento bajo fuerzas transversales (ejemplo: viga).

Dureza: Resistencia a la deformación superficial (rayado, penetración, elástica, corte).

Resistencia a la abrasión: Resistencia al desgaste por fricción o impactos.

Deformabilidad y Propiedades Afines

Deformabilidad: Capacidad de deformación antes de la rotura. Se expresa como alargamiento o acortamiento unitario (%). La relación tensión-deformación se representa en la curva tensión-deformación.

Elasticidad: Capacidad de recuperar la forma original tras retirar la carga. El módulo de Young (E) relaciona tensión y deformación: E = σ / ε. El coeficiente de Poisson relaciona deformaciones transversales y longitudinales.

Viscosidad: Resistencia a la deformación en fluidos debido a la fricción interna. F = η * S * (dV / dz) (F: fuerza, η: viscosidad, S: superficie, dV/dz: gradiente de velocidad). La inversa es la fluidez.

Plasticidad: Deformación permanente bajo esfuerzo. Requiere una tensión mínima para fluir.

Ductilidad: Deformación plástica bajo tracción.

Maleabilidad: Deformación plástica bajo compresión.

Fragilidad: Poca deformación antes de la rotura.

Tenacidad: Trabajo de deformación antes de la rotura. Materiales frágiles tienen baja tenacidad.

Resiliencia: Trabajo absorbido en un choque.

Fatiga: Rotura por esfuerzos repetidos. El límite de fatiga es la tensión máxima soportada indefinidamente.

Propiedades Químicas

Resistencia a la corrosión: Resistencia a la degradación superficial por causas químicas o electroquímicas.