Unidad #1 Introducción: Contenido

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
TEMA 1 Materiales e Ingeniería - Tipos de Materiales

MSc. Ing. Fernando Arturo Ledezma Perizza
UNIDAD Nº 1 INTRODUCCIÓN
CONTENIDO:
1. Definición…………………….............................................................................................Pág. 1
2. Antecedentes……………………………………………………………………………Pág. 2
3. Propiedades……………………………………………………………………………..Pág. 3
4. Clasificación…………………………………………………………………………….Pág. 4
5. Elección de los materiales……………………………………………………………..Pág. 5
6. Glosario
7. Bibliografía 7
1
1. DEFINICIÓN.-
Fig. 1. Distintos tipos de materiales.
Los materiales naturales sin procesar (arcilla, arena, mármol) se suelen denominar materias primas,
mientras que los productos elaborados a partir de ellas (ladrillo, vidrio, acero) se denominan materiales
de construcción. No obstante, en los procesos constructivos, muchas materias primas se siguen
utilizando con poco o ningún tratamiento previo. En estos casos, estas materias primas se consideran
también materiales de construcción propiamente dichos. Por este motivo, es posible encontrar un mismo
material englobado en distintas categorías: por ejemplo, la arena puede encontrarse como material de
construcción (lechos o camas de arena bajo algunos tipos de pavimento), o como parte integrante de otros
materiales de construcción (como los morteros), o como materia prima para la elaboración de un material
de construcción distinto (el vidrio, o la fibra de vidrio).
Los materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es, o puede ser, usado con algún fin
especifico. El conjunto de cemento, acero, grava, arena, etc. se denomina como materiales de
construcción.
Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias
primas abundantes y baratas. Por ello, la mayoría de los materiales de construcción se elaboran a partir de
materiales de gran disponibilidad como arena, arcilla o piedra. Además, es conveniente que los procesos
de manufactura requeridos consuman poca energía y no sean excesivamente elaborados. Esta es la razón
por la que el vidrio es considerablemente más caro que el ladrillo, proviniendo ambos de materias primas
tan comunes como la arena y la arcilla, respectivamente.
Los materiales de construcción tienen como característica común el ser duraderos. Dependiendo de su
uso, además deberán satisfacer otros requisitos tales como la dureza, la resistencia mecánica, la
resistencia al fuego, o la facilidad de limpieza. Por norma general, ningún material de construcción
cumple simultáneamente todas las necesidades requeridas.
Puesto que los productos deben pasar unos controles de calidad antes poder ser utilizados, la totalidad de
los materiales empleados hoy día en la construcción están suministrados por empresas. Para los
materiales más comunes existen multitud de fábricas y marcas comerciales, por lo que el nombre
genérico del material se respeta (cemento, ladrillo, etc.). Sin embargo, cuando el fabricante posee una
parte importante del mercado, es común que el nombre genérico sea sustituido por el de la marca
dominante. Este es el caso del fibrocemento (Uralita), del cartón yeso (Pladur), o de los suelos laminados
(Pergo). Tampoco es inusual que determinados productos, bien sea por ser más específicos, minoritarios,
o recientes, sólo sean suministrados por un fabricante. En estos casos, no siempre existe un nombre
genérico para el material, que recibe entonces el nombre o marca con el que comercializa. Esta situación
se produce frecuentemente en materiales compuestos (como en algunos paneles sandwich) o en
composites muy especializados.
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2. ANTECEDENTES.-
Fig. 2. Un equipo de obreros haciendo adobes. Dos llevan agua desde el estanque en grandes jarras, otro está de pie
sobre una mezcla de barro y paja, mientras que otro llena con ella un molde de madera, que lo añade a la hilera de
adobes secándose. Piedra caliza policromada de la tumba de Rekhmire. Sheikh Abd el-Qurna. Tebas Occidental.
XVIII. Extraída de Strouhal: La vida en el Antiguo Egipto, 1994, p. 68.
Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el
hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base de materiales , estos se
encuentran en cualquier parte alrededor nuestro .Los más comúnmente encontrados son madera,
hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel . Existen muchos más tipos de
materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello. Debido al progreso de los
programas de investigación y desarrollo , se están creando continuamente nuevos materiales.
La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados,

constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los ingenieros diseñan la mayoría de los
productos facturados y los procesos necesarios para su fabricación. Puesto que la producción necesita
materiales , los ingenieros deben conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales , de modo
que sean capaces de seleccionar el más adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar
los mejores métodos de procesado.
3. PROPIEDADES.-
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
SENSORIALES FISICO-QUÍMICAS MECÁNICAS TECNOLÓGICAS ECOLÓGICAS
Color Transparencia Dureza Fusibilidad Toxicidad
Textura Oxidación Tenacidad Ductilidad Reciclabilidad

Fragilidad
Brillo Conductividad Elasticidad Maleabilidad Biodegradabilidad

eléctrica Plasticidad
Conductividad Resistencia
térmica mecánica
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3.1. Sensoriales.-
Fig. 3.
Estas se aprecian mediante los sentidos, es decir que nos dan una primera identificación de un
material determinado definiendo la apariencia del mismo.
3.1.1. Tacto:
 Textura: Rugosidad de la superficie, tamaño, forma, peso.
3.1.2. Vista:
 Color: Es producida por rayos luminosos y depende de su longitud de onda y de las

características del órgano receptor.
 Brillo: Describe la manera en que la luz interactúa con la superficie de una roca, cristal o
mineral.
3.1.3. Olfato: Informan sobre la composición que puede poseer un material.
3.1.4. Oído: Da una idea de la rigidez y estructura del objeto.
3.2. Físico-químicas.-
Fig. 4.
Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como

conductividad eléctrica, térmica, magnetismo, etc., generalmente no se alteran por fuerza que actúan
sobre el material.
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3.2.1. Propiedades eléctricas: Relacionadas con el comportamiento de los materiales con respecto a
la electricidad. Describen el comportamiento eléctrico del material, el cual en muchas
ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico. Existe también el comportamiento
dieléctrico, propio de los materiales que impiden el flujo de corriente eléctrica, que va más allá
de simplemente proporcionar aislamiento.
Los electrones son los portadores de carga en los materiales conductores, semiconductores y
muchos de los aislantes; en los compuestos iónicos son los iones quienes transportan la mayor
parte de la carga. La movilidad de los portadores depende de los enlaces atómicos, de las
imperfecciones de la red, de la microestructura y, en los compuestos iónicos, de las
velocidades de difusión.
La aplicación de un campo magnético genera la formación y el movimiento de dipolos

contenidos en el material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que tienen carga
desequilibrada. Dentro de un campo eléctrico aplicado los dipolos se alinean causando
polarización. Existen mecanismos de polarización:
 Polarización electrónica: Consiste en la concentración de los electrones en el lado del

núcleo más cercano al extremo positivo del campo. Esto implica una distorsión del arreglo
electrónico, en la que el átomo actúa como un dipolo temporal inducido. Este efecto, que
ocurre en todos los materiales es pequeño y temporal.
 Polarización iónica: Los enlaces iónicos tienden a deformarse elásticamente cuando se

colocan en un campo eléctrico. En consecuencia la carga se redistribuye minúsculamente
dentro del material. Los cationes y aniones se acercan o se alejan dependiendo de la
dirección de campo. Estos dipolos temporalmente inducidos causan polarización y
también pueden modificar las dimensiones generales del material.
 Polarización molecular: Algunos materiales contienen dipolos naturales, que, al

aplicárseles un campo giran, hasta alinearse con él. En algunos materiales, como el
titanato de bario, los dipolos se mantienen alineados a pesar de haberse eliminado la
influencia del campo externo.
Anteriormente, al hablar de polarización iónica, mencionamos la posibilidad de que hubiera

modificación de las dimensiones del material. Este efecto se conoce como electrostricción,
además de darse por cambios en la longitud de los enlaces entre iones, puede ser resultado de
la actuación de los átomos como partículas en forma oval en vez de esférica o por distorsión
debida a la orientación de los dipolos permanentes del material.
Sin embargo, existen materiales que muestran una propiedad adicional: cuando se les impone
un cambio dimensional, ocurre polarización, lo que crea un voltaje o un campo. Los materiales
que presentan este comportamiento son piezoeléctricos.
Cuando se encuentran entre capas de material conductor, los materiales dieléctricos que se
polarizan son capaces de almacenar cargas, esta propiedad se describe mediante:
 Constante dieléctrica: Es la relación de la permisividad del material con la permisividad

en el vacío.
 Resistencia dieléctrica: Es el campo dieléctrico máximo que puede mantener un material

entre conductores.
La presencia de polarización en un material después de que se retira el campo eléctrico se

puede explicar en función de una alineación residual de dipolos permanentes. Esto sucede de
la siguiente forma: se toma un cristal cuyos dipolos se encuentran orientados de forma
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aleatoria, de forma que no hay polarización neta; al aplicar un campo, los dipolos comienzan a
alinearse con dicho campo; finalmente, el campo alinea todos los dipolos y se obtiene la
polarización máxima o de saturación; cuando posteriormente se retira el campo, queda una
polarización remanente, debida al acoplamiento de dipolos y el material ha quedado
permanentemente polarizado. Los materiales que retienen una polarización neta, una vez
retirado el campo se conocen como ferroeléctricos.
Para que el material dieléctrico almacene energía, se debe impedir que los portadores de carga
como iones y electrones se muevan de un conductor a otro a través de él, en consecuencia, los
materiales dieléctricos tienen siempre una alta resistividad eléctrica.
Materiales utilizados para aislar el campo eléctrico deben poseer alta resistividad eléctrica, alta
resistencia dieléctrica y un bajo factor de pérdida. Sin embargo, una constante dieléctrica alta
no es necesaria e incluso puede llegar a ser indeseable. Una constante dieléctrica pequeña
impide la polarización, por lo que no se almacena carga localmente en el aislante.
3.2.2. Propiedades magnéticas: Representan los cambios físicos que se producen en el cuerpo al
estar sometido a un campo magnético exterior. El comportamiento magnético esta
determinado por las interacciones entre dipolos magnéticos, estos dipolos a su vez están dados
por la estructura electrónica del material. Por lo tanto, al modificar la microestructura, la
composición o el procesamiento se pueden alterar las propiedades magnéticas.
Así, cuando se acerca un campo magnético a un conjunto de átomos es posible observar

diversas reacciones:
 Diamagnetismo: El campo magnético influye en los momentos magnéticos de los

electrones dentro del átomo y produce un dipolo para todos los átomos. Estos dipolos se
oponen al campo magnético, haciendo que la magnetización sea menor a cero.
 Paramagnetismo: Debido a la existencia de electrones no apareados, a cada átomo se le

asocia un momento magnético neto, causado por el giro de los electrones. Cuando se aplica
un campo magnético, los dipolos se alinean con él, resultando una magnetización positiva.
Pero, dado que los dipolos no interactúan, para alinearlos se requieren campos magnéticos
extremadamente grandes. Además, en cuanto se elimina el campo, el efecto se pierde.
 Ferromagnetismo: Es causado por los niveles de energía parcialmente ocupados del nivel
3d del hierro, el níquel y el cobalto. Consiste en la fácil alineación de los dipolos
permanente no apareados con el campo magnético aplicado, debido a la interacción de
intercambio o al refuerzo mutuo de los dipolos. Esto significa que aún con campos
magnéticos pequeños se obtienen magnetizaciones importantes, con permeabilidad relativa
de hasta 106.
 Antiferromagnetismo: Los momentos magnéticos producidos en dipolos vecinos se

alinean en el campo magnético oponiéndose unos a otros, aún cuando la intensidad de
cada dipolo sea muy alta. Esto produce una magnetización nula.
 Ferrimagnetismo: Se da principalmente en materiales cerámicos, donde diferentes iones

crean momentos magnéticos distintos, causando que, en un campo magnético los dipolos
de ion A pueden alinearse con el campo, en tanto que los dipolos del ion B pueden
oponérsele. Como las intensidades de los dipolos son distintas, el resultado será una
magnetización neta. Así, los materiales con este tipo de comportamiento pueden dar una
buena intensificación del campo aplicado.
3.2.3. Propiedades térmicas: Relativas al comportamiento de los materiales con respecto a la

temperatura.
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 Calor específico: O más formalmente la capacidad calorífica específica de una sustancia

es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía
interna en forma de calor.
 Conductividad térmica: Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad
de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la
capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus
propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto.
 Temperatura de fusión: Es la temperatura a la cual el estado sólido y el estado líquido de

una sustancia, coexisten en equilibrio térmico, a una presión de 1 atmósfera.
Por lo tanto, el punto de fusión no es el pasaje sino el punto de equilibrio entre los estados
sólido y líquido de una sustancia dada. Al pasaje se lo conoce como derretimiento.
3.2.4. Propiedades Ópticas: Están directamente relacionados con la forma en que reaccionan a la
luz y con la interrelación entre un material y las radiaciones electromagnéticas en forma de
ondas o partículas de energía, conocidas como fotones. Estas radiaciones pueden tener
características que entren en nuestro espectro de luz visible, o ser invisibles para el ojo
humano. Esta interacción produce una diversidad de efectos, como absorción, transmisión,
reflexión, refracción y un comportamiento electrónico.
 Transparencia: Un material presenta transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz.

La transparencia es una propiedad óptica de la materia, que tiene diversos grados y
propiedades.
 Reflexión: Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de

separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes
son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas de agua.
 Refracción: Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio

material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de
separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La
refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda. El índice de
refracción es precisamente la relación entre la velocidad de la onda en un medio de
referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio de que
se trate.
3.2.5. Corrosividad: Es la capacidad de dañar o destruir materiales o tejidos orgánicos por acción
química.
3.2.6. Oxidabilidad: Las reacciones de reducción-oxidación (también conocido como reacción

rédox) son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un
conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una
forma oxidada respectivamente).
Para que exista una reacción rédox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones
y otro que los acepte:
 El reductor es aquel elemento químico que tiende a ceder electrones de su estructura

química al medio, quedando con una carga positiva mayor a la que tenía.
 El oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con
carga positiva menor a la que tenía.
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Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento

oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama
un par rédox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del
medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par rédox con su
precursor reducido.
3.2.7. Aleabilidad: Por aleación se entiende la unión íntima y homogénea de dos o más elementos,
siendo al menos uno de ellos un metal.
Se trata de una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con
algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por
elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por ejemplo Fe, Al, Cu,
Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su
fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus
componentes fundan.
3.3. Mecánicas.-
Fig. 5.
Determinan cómo responde el material cuando está sometido a fuerzas y describen la forma en que
un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas
o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas.
3.3.1. Resistencia mecánica:
 Tracción: Es el esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas
opuestas que tienden a estirarlo.
 Compresión: Es el esfuerzo a que es sometido un cuerpo por la acción de dos fuerzas

aplicadas en la misma dirección pero en sentido contrario y que tiende a juntar sus
partículas.
 Flexión: Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una

dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una
dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están
diseñas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se
extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
 Torsión: Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje

longitudinal de un elemento constructivo, como pueden ser ejes o, en general, elementos
donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en
situaciones diversas.
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 Cizalladura: Es el corte que se produce cuando las fuerzas que soporta la pieza de un
material cuando estas tienden a cortarla.
3.3.2. Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni
romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.
3.3.3. Elasticidad: Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y

dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.
3.3.4. Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes,

bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.
3.3.5. Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración.
3.3.6. Fatiga: la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales
bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Un ejemplo
de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad. La fatiga
es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes
(puentes, aviones, etc.). Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el
límite elástico para una carga estática. Es muy importante ya que es la primera causa de rotura
de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%), aunque también ocurre en polímeros y
cerámicas.
La rotura por fatiga tiene aspecto frágil aun en metales dúctiles, puesto que no hay apenas
deformación plástica asociada a la rotura. El proceso consiste en un inicio, y posterior
propagación, de fisuras. La superficie de fractura es perpendicular a la dirección del esfuerzo.
3.3.7. Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque.
3.3.8. Resiliencia: Es la energía absorbida (energía del choque) antes de la ruptura cuando hablamos
de choque o impacto. Si la medimos en Kg/m y la dividiremos por la sección de rotura en
milímetros cuadrados es lo que llamamos resiliencia. Los materiales frágiles serán poco
tenaces al tener poca deformación.
Las anteriores propiedades mecánicas se valoran con exactitud mediante ensayos mecánicos:
 Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.
 Ensayos de dureza: Permiten conocer el grado de dureza del material.
 Ensayos al choque: Su práctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.
 Ensayos tecnológicos: Ponen de manifiesto las características de plasticidad que posee un

material para proceder a su forja, doblado, embutido, etc.
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3.4. Tecnológicas.-
Fig. 6.
Están relacionadas con los procedimientos de transformación de los materiales.
3.4.1. Fusibilidad: Es la capacidad de los materiales de pasar del estado sólido al líquido cuando
son sometidos a una temperatura determinada.
3.4.2. Ductilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en hilos cuando se estiran.
3.4.3. Maleabilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en láminas cuando se los

comprime.
3.5. Ecológicas.-
Fig. 7.
Estas propiedades eran ajenas hasta hace poco a los procesos industriales, cobran en la actualidad una
mayor importancia por los siguientes aspectos:
3.5.1. Toxicidad. Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos.
3.5.2. Reciclabilidad. Es la capacidad de los materiales de ser vueltos a fabricar.
3.5.3. Biodegradabilidad. Es la capacidad de los materiales de, con el paso del tiempo,
descomponerse de forma natural en sustancias más simples.
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MATERIA PRIMA
Se conocen como materias primas a la materia extraída de la naturaleza y que se transforma para elaborar
materiales que más tarde se convertirán en bienes de consumo.
Las materias primas que ya han sido manufacturadas pero todavía no constituyen definitivamente un bien de
consumo se denominan productos semielaborados, productos semiacabados o productos en proceso, o
simplemente materiales.
4. CLASIFICACIÓN
 De origen vegetal: lino, algodón, madera, fique, celulosa, cereales, frutas y verduras, semillas y trigo
 De origen animal: pieles, lana, cuero, seda, leche.
 De origen mineral: hierro, oro, cobre, silicio.
 De origen líquido o gaseoso: agua, hidrógeno, oxígeno, aire y nitrógeno.
 De origen fósil: gas natural, petróleo.
Las actividades relacionadas con la extracción de productos de origen animal, vegetal y mineral se les llama
materias primas en crudo. En el sector primario se agrupan la agricultura, la ganadería, la explotación forestal,
la pesca y la minería, así como todas las actividades dónde se aprovechan los recursos sin modificarlos, es
decir, tal como se extraen de la naturaleza.
Las materias primas sirven para fabricar o producir un producto, siendo necesario, por lo general que sean
refinadas para poder ser usadas en el proceso de elaboración de un producto. Por ejemplo, la magnetita, o la
pirita serían una materia prima en crudo, y el hierro refinado y el acero serían materias primas refinadas, o
elaboradas.
Materias primas renovables o superabundantes
Abundancia (fracción de átomos) de los elementos químicos en la corteza continental superior de la Tierra en
función del número atómico. Los elementos más raros en la corteza (mostrados en color amarillo) no son los
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más pesados, sino los elementos siderófilos (afines al hierro) según la clasificación de elementos de
Goldschmidt. Estos han disminuido al reubicarse en las profundidades en el núcleo de la Tierra. La
abundancia de materiales de meteoroides es más elevada en términos relativos. En forma adicional, el teluro y
el selenio han sido consumidos en la corteza a causa de la formación de hídridos volátiles.
De los cinco grupos de materias primas en crudo, tres se consideran renovables, el grupo vegetal, el animal y
el líquido y gaseoso, al "volver" al lugar de partida por si solos, cerrando el ciclo.
Las materias primas minerales consideradas superabundantes, las abundancia de los elementos químicos en la
superficie terrestre son: Oxígeno, Silicio (SiO2-60%), Aluminio, Hierro, Calcio, Magnesio (MgO-3,1%),
Sodio, Potasio, ; y agua, dióxido de carbono, (titanio, TiO2-0,7) y ((fósforo, P2O5-0,2%)) (de la capa
superficial, principalmente ya en las plantas, pues es limitante para su crecimiento, junto con el agua, el sol y
la temperatura).
 Materias primas vegetales (de tierra y de agua)

 Materias primas animales (bacterias, de tierra, de agua y de aire)
 Principales componentes de la corteza terrestre
 Componentes de la atmósfera
 Componentes de los océanos
 Fuentes de energía renovables
 Fuentes de energía superabundantes (que duran más de 1000 años con tasas de consumo elevadas)
Clasificación de materias primas estructurales
Distinguiendo entre "materia prima" para un proceso de fabricación (esta clasificación), y una materia prima
en crudo que necesita ser previamente procesado/elaborado/refinado para poder ser usado en un proceso de
fabricación. (Los fluidos, energía y vectores de esta quedan excluidos de esta clasificación), esta es
exclusivamente para las materias primas de aplicación directa a la producción (refinadas o no), y que
formarán parte del producto final (formarán parte, estarán incorporados al producto final, esto es, excluyendo
los consumibles).
Materias primas utilizadas en su estado natural
Materias primas estructurales listas para su uso o "materias primas estructurales industriales" (Sin
necesidad de ser refinadas, procesadas, válidas en crudo para ser trabajadas)
 Madera
 Piedra natural
 Arena
Materias primas compuestas
 Fibras
 Aglomerado de partículas
 Aglomerado por capas
Metales
 Acero
o Acero para construcción
o Acero cementado
o Acero nitrados
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o Acero templado
o Acero para muelles
o Acero mecanizable
o Aceros especiales
 Acero para exigencias térmicas y de corrosión

o Acero resistente a altas temperaturas
o Acero resistente al encendido
o Acero resistente al H2 a elevada presión
o Aceros resistentes a compuestos químicos
 Acero para herramientas

o Acero para trabajo en frío
o Acero para trabajo en caliente
o Aceros rápidos
 Hierro fundido
o Fundición gris
o Fundición de acero
o Fundición maleable
o Fundición blanca
o Fundición nodular
Metales no férreos
 Metales ligeros
o Aluminio y aleaciones
o Magnesio y aleaciones
o Titanio y aleaciones
 Metales pesados
o Cobre y aleaciones
o Níquel, Cobalto y aleaciones
o Molibdeno y aleaciones
o Zinc y cadmio y aleaciones
o Estaño y aleaciones
o Wolframio y aleaciones
o Metales nobles
Materiales inorgánicos
 Cerámicos
 Cristal
 Semiconductores
Polímeros
 Termoestables
 Termoplásticos
 Elastómeros
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Materias primas consumibles
Son aquellas necesarias para el proceso de elaboración de un producto sin llegar a formar parte del producto,
esto es, que luego quedan excluidas de la composición de este.
 Energía
o Agotables (muy escasas (petróleo, gas), escasas (antracita-carbón de calidad, uranio),
medias (lignito-carbón de muy baja calidad, poco transportable por ser mayor el coste
energético que lo contenido en el lignito), abundantes (uranio con sistemas de recuperación
de combustible-aceleradores rápidos y de plutonio, hasta 1000 años al ritmo actual), muy
abundantes (energía de fusión)).
o Renovables (hidráulica (sedimentación, cambio del hábitat de los ríos), eólica (posible leve
cambio patrones del clima), solar (competencia con las plantas, según el caso, mayor
absorción de energía solar-albedo), mareomotriz (tanto olas como mareas, posible leve
freno de mareas-giro terrestre), geotérmica (leve enfriamiento más rápido del núcleo, leve
peligro de terremotos, según el caso), biomasa (competencia con las tierras de cultivo, con
la generación de materia orgánica-regeneración de la tierra fértil)).
 Agua
 Aire
 Tierra
 Arena
Materias primas en la construcción
 Empleadas en el hormigón: agua, arena

 Empleadas en morteros: madera, cemento, cal, agua.
 Empleadas en materiales cerámicos: arcilla
 Empleadas en Vidrios: arena de sílice
 Empleadas en papel: madera
5. ELECCIÓN DE LOS MATERIALES.-
Al elegir un material para una determinada aplicación, habrá que tener en cuenta los siguientes factores:
 Sus propiedades: Dureza, flexibilidad, resistencia al calor, etc.
 Las posibilidades de extracción y fabricación: Las máquinas y herramientas de las que se dispone,
la facilidad con que se trabaja.
 Su disponibilidad: La abundancia del material, la proximidad al lugar donde se necesita.
 Costo y aplicación: Precio y sus especificaciones técnicas.
 Su impacto sobre el medio ambiente: Si contamina, o es tóxico, o biodegradable.
Como otro factor no menos importante en la elección de ciertos materiales para su aplicación en ciertas
estructuras, se puede mencionar también la confortabilidad y aspecto que otorga el material a una
estructura (Vivienda, puente, etc.), ya que este pudiendo ser construido en base a madera, hormigón y/o
acero puede otorgar al usuario un grado de confort y percepción sensorial agradable o no.
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Fig. 8. Interior de una vivienda de madera Fig. 9. Interior de un hangar
6. GLOSARIO.-
 Anión: Ion con carga negativa.
 Catión: Ion con carga positiva.
 Dieléctrico: Dicho de un material: Que es poco conductor y a través del cual se ejerce la inducción
eléctrica.
 Difusión: Acción y efecto de difundir.
 Electrón: Partícula elemental más ligera que forma parte de los átomos y que contiene la mínima
carga posible de electricidad negativa.
 Fibrocemento: Mezcla de cemento y fibra de amianto, que se emplea para la fabricación de

planchas, tuberías, depósitos, etc.
 Forja: Lugar donde se reduce a metal el mineral de hierro.
 Ion: Átomo, molécula, partícula con carga eléctrica.
 Lecho: Fondo de un mar, lago o río.
 Magnetización: Representa el incremento en la inducción magnética debida al material del núcleo.
 Momento magnético: Intensidad de campo magnético asociado con el electrón.
 Permeabilidad magnética: El material amplifica o debilita el efecto del campo magnético.
 Polarización: Modificación de rayos luminosos de tal manera que no se reflejen en ciertas

direcciones.
 Susceptibilidad magnética: Es la relación entre la magnetización y el campo aplicado, proporciona

la amplificación dada por el material.
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7. BIBLIOGRAFÍA.-
http://es.wikipedia.org/wiki/Categor%C3%ADa:Materiales_de_construcci%C3%B3n
http://www.arqhys.com/materiales-construccion.html
http://images.google.com.bo/images?um=1&hl=es&q=fotos+de+materiales
16

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MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

TEMA 1 Materiales e Ingeniería - Tipos de Materiales

Fig. 1. Distintos tipos de materiales.

La producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos acabados,

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

SENSORIALES FISICO-QUÍMICAS MECÁNICAS TECNOLÓGICAS ECOLÓGICAS

Color Transparencia Dureza Fusibilidad Toxicidad

Textura Oxidación Tenacidad Ductilidad Reciclabilidad

Brillo Conductividad Elasticidad Maleabilidad Biodegradabilidad

 Textura: Rugosidad de la superficie, tamaño, forma, peso.

 Color: Es producida por rayos luminosos y depende de su longitud de onda y de las

3.1.3. Olfato: Informan sobre la composición que puede poseer un material.

3.1.4. Oído: Da una idea de la rigidez y estructura del objeto.

Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como

La aplicación de un campo magnético genera la formación y el movimiento de dipolos

 Polarización electrónica: Consiste en la concentración de los electrones en el lado del

 Polarización iónica: Los enlaces iónicos tienden a deformarse elásticamente cuando se

 Polarización molecular: Algunos materiales contienen dipolos naturales, que, al

Anteriormente, al hablar de polarización iónica, mencionamos la posibilidad de que hubiera

 Constante dieléctrica: Es la relación de la permisividad del material con la permisividad

 Resistencia dieléctrica: Es el campo dieléctrico máximo que puede mantener un material

La presencia de polarización en un material después de que se retira el campo eléctrico se

Así, cuando se acerca un campo magnético a un conjunto de átomos es posible observar

 Diamagnetismo: El campo magnético influye en los momentos magnéticos de los

 Paramagnetismo: Debido a la existencia de electrones no apareados, a cada átomo se le

 Antiferromagnetismo: Los momentos magnéticos producidos en dipolos vecinos se

 Ferrimagnetismo: Se da principalmente en materiales cerámicos, donde diferentes iones

3.2.3. Propiedades térmicas: Relativas al comportamiento de los materiales con respecto a la

 Calor específico: O más formalmente la capacidad calorífica específica de una sustancia

 Temperatura de fusión: Es la temperatura a la cual el estado sólido y el estado líquido de

 Transparencia: Un material presenta transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz.

 Reflexión: Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de

 Refracción: Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio

3.2.6. Oxidabilidad: Las reacciones de reducción-oxidación (también conocido como reacción

 El reductor es aquel elemento químico que tiende a ceder electrones de su estructura

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento

3.3.1. Resistencia mecánica:

 Compresión: Es el esfuerzo a que es sometido un cuerpo por la acción de dos fuerzas

 Flexión: Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una

 Torsión: Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje

3.3.3. Elasticidad: Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y

3.3.4. Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes,

3.3.5. Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración.

 Ensayo de tracción: Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.

 Ensayos de dureza: Permiten conocer el grado de dureza del material.

 Ensayos al choque: Su práctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.

 Ensayos tecnológicos: Ponen de manifiesto las características de plasticidad que posee un

Están relacionadas con los procedimientos de transformación de los materiales.

3.4.2. Ductilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en hilos cuando se estiran.

3.4.3. Maleabilidad: Es la capacidad de los materiales de transformarse en láminas cuando se los

3.5.2. Reciclabilidad. Es la capacidad de los materiales de ser vueltos a fabricar.

Materias primas renovables o superabundantes

 Materias primas vegetales (de tierra y de agua)

Clasificación de materias primas estructurales

Materias primas utilizadas en su estado natural

Materias primas compuestas

 Acero para exigencias térmicas y de corrosión

 Acero para herramientas

Materias primas consumibles