EDUARDO ZAVALA SALAZAR
2-“H”
BASES DE INGENIERIA
ELECTRONICA
produccion de los materiales
¿Qué es?
Es un sistema de acciones que se encuentran interrelacionadas de forma dinámica y que se orientan a la transformación de ciertos elementos. De esta manera los elementos de entrada (conocidos como factores) pasan a ser elementos de salida (productos), tras un proceso en el que se incrementa su valor.
Cabe destacar que los factores son los bienes que se utilizan con fines productivos (las materias primas). Los productos, en cambio, están destinados a la venta al consumidor o mayorista.
Las acciones productivas son las actividades que se desarrollan en el marco del proceso.
Pueden ser acciones inmediatas (que generan servicios que son consumidos por el producto final, cualquiera que sea su estado de transformación) o acciones medianas (que generan servicios que son consumidos por otras acciones o actividades del proceso).
Clasificación de los procesos de producción:
Según el tipo de transformación que intentan
- técnicos (modifican las propiedades intrínsecas de las cosas)
- de modo (modificaciones de selección, forma o modo de disposición de las cosas)
- de lugar (desplazamientote las cosas en el espacio)
- de tiempo: (conservación en el tiempo)
Modo de la producción:
- simple (cuando la producción tiene como resultado una mercancía o un servicio único
- múltiple (cuando los productos son técnicamente interdependientes)
Proceso de producción de los metales no ferrosos:
(Acero, cobre, aluminio, plomo, magnesio, plomo)
1. Extracción
2. Refinado o concentrado
3. Fusión
4. Afinado
Extracción. Los metales no ferrosos provienen de minerales que se pueden encontrar en la superficie de la tierra o bien en yacimientos bajo la superficie. En ambos casos se deben seguir técnicas de explotación eficientes y rentables.
Refinado o concentrado. También conocido como preparación. Los minerales de los que se obtienen los metales no ferrosos nunca se encuentran en estado puro y en cantidades comerciales, por lo que se deben separar y preparar. Entre los procesos de preparación más utilizados está el pulverizar al mineral y luego mezclarlo con agua y un aceite, para que al aplicar una acción violenta se forme espuma en la que los elementos metálicos quedan suspendidos. Posteriormente se retira la espuma y con ella los minerales necesarios para la producción de los metales no ferrosos.
Fusión. Los hornos más utilizados para la fusión de los minerales de metales no ferrosos son los altos hornos (de menor tamaño que los de arrabio) y los hornos de reverbero (aquellos en los que la flama ilumina a la carga). Aunque no todos los metales no ferrosos necesitan ser fundidos primero para ser procesados.
En los hornos para la producción de los metales no ferrosos siempre existen equipos para el control de las emisiones de polvo. Más que una medida de control de la contaminación ambiental es una necesidad, ya que los polvos son valiosos porque tienen el mineral que se está procesando o porque de esos polvos se pueden obtener otros materiales con un valor representativo o rentable.
Afinado. Para lograr las características de calidad y pureza necesarias en los metales no ferrosos se pueden utilizar diferentes procesos como las tinas electrolíticas con las que el mineral adquiere niveles de calidad muy altos.
Proceso de producción de los cerámicos:
(Elaboración de cerámica)
1- Extracción
2- Proceso de transformación
3- molienda
4- prensado
5- proceso de esmaltado
6- decoración o serigrafiado
7- embalaje
Extracción: el proceso comienza en una mina, se extrae la arcilla y se lleva a un laboratorio para conocer sus características y saber si se puede usar para la producción.
Proceso de transformación: Se carga la fórmula establecida por el proceso técnico realizado en el laboratorio de acuerdo a los porcentajes requeridos de cada una de las materias primas.
Una pasta cerámica básicamente contiene:
Arcilla.
Feldespato.
Carbonato de calcio (caliza).
Chamota (residuo obtenido en el horno).
Chamota de ladrillo.
Rotura cruda.
En la fábrica se trabaja con dos tipos de pasta:
Una pasta para monoporosas utilizadas para revestimientos o pared, compuesta por dos arcillas.
Una pasta para pisos, más refractarias y con mayores resistencias mecánicas. También contiene dos arcillas.
En este proceso de transformación la arcilla es pesada de acuerdo a los porcentajes; y por medio de una banda es llevada a las tolba-báscula de cada uno de los molinos.
Molienda: Cuando se habla de molturación de sólidos, se entiende toda una serie de operaciones tendentes a la reducción de las dimensiones del material que van desde la premolturación hasta una pulverización.
Pero la molturación no tiene por objeto la simple obtención de pequeñas partículas de tamaño menos grueso que de partida, sino producir un material con un determinado diámetro medio de partícula y una distribución granulométrica adecuada para la cerámica.
En general, los objetivos finales del proceso de reducción de las dimensiones de los sólidos son variados, pero se puede afirmar que el aumento de la superficie específica del material permite la obtención de elevada homogeneidad de las masas, y además la obtención de reacciones químicas más completas en tiempos breves.
Prensado: En este proceso se realiza la elaboración de la baldosa. Aquí la pasta adquiere forma por medio de unas prensas hidráulicas, aplicando presión entre 200 a 250 bares, produciendo una presión especifica de 210 kg/cm2 (20 x 25, 30 x 30, 31.5 x 31.5).
La pasta almacenada en silos es llevada a una banda por medio de un elevador, dicha banda la deposita en unas pequeñas tolvas mientras al mismo tiempo un carrito va llevando el molde para ser prensada la pasta y darle forma mediante un proceso repetitivo.
Después de moldeada la baldosa pasa por unos limpiadores de borde y posteriormente es secada.
El secado funciona con aire caliente. En este proceso la baldosa que viene con una resistencia mecánica suficiente para que no se rompa durante el transporte, es aumentada durante el secado.
El secado funciona verticalmente, a medida que las baldosas van subiendo, la temperatura va subiendo y así cuando llega a la altura máxima sé obtiene la mayor temperatura, empezando luego un proceso inverso.
Después del secado se controla la temperatura, dependiendo de la línea donde debe estar entre 60°, 70° y 80°C para ser aplicado el esmalte.
Proceso de esmaltado: El esmaltado se realiza colocando primero una capa de engobe, la cual se controla por medio del gramaje (cantidad de gramos por el área aplicada), con unas condiciones de viscosidad peso por litro. El engobe ayuda a cubrir las irregularidades que quedaron en el prensado, fisuras y además da permeabilidad a la baldosa; evitando que el agua presente llegue hasta el esmalte y lo manche.
El engobe es un refractario aplicada mediante discos que giran a 2600 revoluciones por minuto.
Otra forma de aplicar el esmaltado es por medio de campanas, este proceso es más difícil de controlar pero sus productos son de mejor calidad.
El esmalte es el vidriado, es el que le da brillo y a veces color a la cerámica. Esta compuesto principalmente por fritas; dependiendo del esmalte que deseemos, se aplica de 28 a 32 gramos.
Decoración: Este proceso se realiza aplicando unos aditivos que ayuda a formar una película semiplástica, la cual impide que el esmalte polvoriento se pegue a las pantallas.
Es el proceso de decorado se utilizan serigrafías, el 90% de fritas y unos porcentajes de caolinita, y de acuerdo con el diseño deseado se hace la pantalla y un escrito, el tipo de serigrafía, la alimentación del esmalte y la cantidad de colores son controlado automáticamente.
Cuando hay un producto con mayor demanda se aplican granillos que ayuda a dar el gráfico, esto para los productos de piso que necesiten una mayor resistencia a la fricción y al desgaste.
Después de la decoración las baldosas son llevadas a un prealmacenamiento donde pierde humedad y quedan listas para ser llevadas al horno; la humedad en ese momento debe ser de 1% máxima, evitando así los problemas de fisuras o grietas.
Una vez en el horno las piezas inician un proceso de acción que dura aproximadamente 45 min. y esta dividido en tres etapas:
Precalentamiento, a una temperatura de 500° a 700° C.
Quema u una temperatura de 720° a 1130° C.
Enfriamiento a una temperatura descendiente de 1150° a 650° C, presentados posteriormente un enfriamiento natural al salir del horno obteniendo una temperatura de 50° a 60° C, después de la cual se realiza la selección del material dependiendo de la calidad.
Empaque: Aquí termina el proceso de producción y comienza la etapa de clasificación del material según su calidad y según el porcentaje requerido por el cliente, para ser empacado y despachado.
En este caso la empresa seleccione el producto en tres calidades:
Las cajas blancas son de primera calidad.
Las cajas krap son de segunda calidad.
Las que no tiene ningún logotipo o marca son de tercera calidad.
Proceso de producción de los polimeros:
Proceso para la producción de polímeros de olefina en un reactor de bucle, en el que, como mínimo, un monómero de olefina se polimeriza en una fase en suspensión en un diluyente de hidrocarburo diluyente o monómero líquido, comprendiendo dicho proceso -- polimerización, como mínimo, de una olefina en un reactor de bucle en una fase en suspensión, -- extracción, de forma continua, de la suspensión de polímero del reactor de bucle, -- aumento de la concentración de la suspensión de polímero, -- reciclaje de la corriente de cabeza al reactor de bucle, -- reciclaje de una primera parte de la suspensión concentrada en regreso al reactor de bucle, -- conducción de una segunda parte de la suspensión concentrada a una unidad de evaporación flash, -- recuperación del polímero de la unidad de evaporación flash, -- compresión de una primera parte de la corriente de gas de cabeza en un compresor flash, -- paso de la corriente de gas comprimido del evaporador flash por una columna de pesados para separar los oligómeros y otros componentes pesados de la corriente de gas, -- paso de una segunda parte de la corriente de cabeza de la columna de pesados a un recipiente de evaporación flash, a efectos de formar una fase líquida y una fase vapor, y -- conducción, como mínimo, de una parte de la fase líquida a una columna de ligeros, a efectos de separar los componentes de bajo punto de ebullición de la fase líquida.
Proceso de producción de los materiales compuestos:
1- Conformado por molde de compresión
El proceso de conformado por molde a presión emplea moldes macho y hembra de una determinada geometría relacionada con la pieza o parte estructural a conformar. Una cantidad adecuada de material compuesto (fibra mas resina) es colocada dentro del molde al cual se le aplica una presión hidráulica relativamente alta y a su vez con el agregado de calor se logra la fluidez de la matriz logrando así la forma requerida de la pieza.
El rol de la temperatura en este proceso es el de suministrarle fluidez a la resina y permitir las optimas condiciones de curado, en cambio el rol de la presión es la de proveer el conformado de la pieza.
Luego del curado se retira la presión hidráulica aplicada y la pieza es removida del molde.
Las operaciones posteriores al conformado son la de suministrarle la terminación final a la pieza tales como recortado, pintado, etc.
Las piezas obtenidas por este método son de simple fabricación. Minimiza los costos de preparado de las piezas, es escaso el material desperdiciado, reduce terminaciones secundarias y requiere mínimo trabajo de elaboración.
2- Método de moldeo por transferencia de resina (RTM)
Este método utiliza un molde que posee entradas mediante las cuales se inyecta la resina y salidas para la evacuación del aire al exterior. El tejido de fibras secas es colocado en el molde y este es cerrado. Posteriormente se procede a la inyección mediante bomba de la resina que es absorbida por las fibras y rellena las cavidades del molde. Cuando se llena el molde se sellan tanto la entrada de la resina como la salida de aire y se aplica calor para el curado de la resina. Luego de este curado el molde es abierto y se retira la pieza.
3- Proceso de bobinados de filamentos
Este proceso se utiliza para producir cilindros huecos de alta resistencia. En este proceso, la fibra es proporcionada a través de un baño de resina y después se bobina sobre un cilindro apropiado. Cuando han sido aplicadas suficientes capas el cilindro (mandril) bobinado se cura indistintamente a temperatura ambiente o a elevada temperatura en un horno. La pieza moldeada es después separada del cilindro (mandril).
Control de calidad
¿Qué es?
El control de la calidad son todos los mecanismos, acciones, herramientas que realizamos para detectar la presencia de errores. La función del control de calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la colección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada.
Todo producto que no cumpla las características mínimas para decir que es correcto, será eliminado, sin poderse corregir los posibles defectos de fabricación que podrían evitar esos costos añadidos y desperdicios de material.
Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El único inconveniente de estas pruebas es el gasto que conlleva el control de cada producto fabricado, ya que se eliminan los defectuosos, sin posibilidad de reutilizarlo.
Herramientas básicas para el control de calidad
La Hoja de Control u hoja de recogida de datos, también llamada de Registro
Sirve para reunir y clasificar las informaciones según determinadas categorías, mediante la anotación y registro de sus frecuencias bajo la forma de datos. Una vez que se ha establecido el fenómeno que se requiere estudiar e identificadas las categorías que los caracterizan, se registran estas en una hoja, indicando la frecuencia de observación.Lo esencial de los datos es que el propósito este claro y que los datos reflejen la verdad. Estas hojas de recopilación tienen muchas funciones, pero la principal es hacer fácil la recopilación de datos y realizarla de forma que puedan ser usadas fácilmente y analizarlos automáticamente.De modo general las hojas de recogida de datos tienen las siguientes funciones:
• De distribución de variaciones de variables de los artículos producidos (peso, volumen, longitud, talla, clase, calidad, etc…)
• De clasificación de artículos defectuosos
• De localización de defectos en las piezas
• De causas de los defectos
• De verificación de chequeo o tareas de mantenimiento.
Una vez que se ha fijado las razones para recopilar los datos, es importante que se analice las siguientes cuestiones:
• La información es cualitativa o cuantitativa
• Como, se recogerán los datos y en que tipo de documento se hará
• Cómo se utiliza la información recopilada
• Cómo de analizará
• Quién se encargará de la recogida de datos
• Con qué frecuencia se va a analizar
• Dónde se va a efectuar
Esta es una herramienta manual, en la que clasifican datos a través de marcas sobre la lectura realizadas en lugar de escribirlas, para estos propósitos son utilizados algunos formatos impresos, los objetivos mas importantes de la hoja de control son:
• Investigar procesos de distribución
• Artículos defectuosos
• Localización de defectos
• Causas de efectos
Una secuencia de pasos útiles para aplicar esta hoja en un Taller es la siguiente:
1. Identificar el elemento de seguimiento
2. Definir el alcance de los datos a recoger
3. Fijar la periodicidad de los datos a recolectar
4. Diseñar el formato de la hoja de recogida de datos, de acuerdo con la cantidad de información a recoger, dejando un espacio para totalizar los datos, que permita conocer: las fechas de inicio y termino, las probables interrupciones, la persona que recoge la información, fuente, etc.…
Histogramas
Es básicamente la presentación de una serie de medidas clasificadas y ordenadas, es necesario colocar las medidas de manera que formen filas y columnas, en este caso colocamos las medidas en cinco filas y cinco columnas. Las manera más sencilla es determinar y señalar el número máximo y mínimo por cada columna y posteriormente agregar dos columnas en donde se colocan los números máximos y mínimos por fila de los ya señalados. Tomamos el valor máximo de la columna X+ (medidas máximas) y el valor mínimo de las columnas X- (medidas mínimas) y tendremos el valor máximo y el valor mínimo. Teniendo los valores máximos y mínimos, podemos determinar el rango de la serie de medidas, el rango no es más que la diferencia entre los valores máximos y mínimos.Rango = valor máximo – valor mínimoEJEMPLO:Rango = 3.67 –3.39 milímetrosRango= 0.28 N=numero de medidas que conforman la serie N=25Es necesario determinar el numero de clases para poder así tener el intervalo de cada clase. Ejemplo:28=4.6 numero de clase 6intervalo de cada clase4.6El intervalo de cada clase lo aproxima a 5 o sea que vamos a tener 6 clases y un intervalo de 5 por clase.La marca de clase es el valor comprendido de cada clase y se determina así:X=marca de clase=limite máximo + limite mínimo con la tabla ya preparada se identifican los datos de medida que se tiene y se introducen en la tabla en la clase que le corresponde a una clase determinada.
El histograma se usa para:
• Obtener una comunicación clara y efectiva de la variabilidad del sistema
• Mostrar el resultado de un cambio en el sistema
• Identificar anormalidades examinando la forma
• Comparar la variabilidad con los límites de especificación
Procedimientos de elaboración:
1. Reunir datos para localizar por lo menos 50 puntos de referencia
2. Calcular la variación de los puntos de referencia, restando el dato del mínimo valor del dato de máximo valor
3. Calcular el número de barras que se usaran en el histograma (un método consiste en extraer la raíz cuadrada del número de puntos de referencia)
4. Determinar el ancho de cada barra, dividiendo la variación entre el número de barras por dibujar
5. Calcule el intervalo o sea la localización sobre el eje X de las dos líneas verticales que sirven de fronteras para cada barrera
6. Construya una tabla de frecuencias que organice los puntos de referencia desde el más bajo hasta el más alto de acuerdo con las fronteras establecidas por cada barra.
7. Elabore el histograma respectivo.
Diagrama de Pareto
Es una herramienta que se utiliza para priorizar los problemas o las causas que los genera.El nombre de Pareto fue dado por el Dr. Juran en honor del economista italiano VILFREDO PARETO (1848-1923) quien realizó un estudio sobre la distribución de la riqueza, en el cual descubrió que la minoría de la población poseía la mayor parte de la riqueza y la mayoría de la población poseía la menor parte de la riqueza. El Dr. Juran aplicó este concepto a la calidad, obteniéndose lo que hoy se conoce como la regla 80/20.Según este concepto, si se tiene un problema con muchas causas, podemos decir que el 20% de las causas resuelven el 80 % del problema y el 80 % de las causas solo resuelven el 20 % del problema.Seta basada en el conocido principio de Pareto, esta es una herramienta que es posible identificar lo poco vital dentro de lo mucho que podría ser trivial, ejemplo: la siguiente figura muestra el numero de defectos en el producto manufacturado, clasificado de acuerdo a los tipos de defectos horizontales.
Procedimientos para elaborar el diagrama de Pareto:
1. Decidir el problema a analizar.
2. Diseñar una tabla para conteo o verificación de datos, en el que se registren los totales.
3. Recoger los datos y efectuar el cálculo de totales.
4. Elaborar una tabla de datos para el diagrama de Pareto con la lista de ítems, los totales individuales, los totales acumulados, la composición porcentual y los porcentajes acumulados.
5. Jerarquizar los ítems por orden de cantidad llenando la tabla respectiva.
6. Dibujar dos ejes verticales y un eje horizontal.
7. Construya un gráfico de barras en base a las cantidades y porcentajes de cada ítem.
8. Dibuje la curva acumulada. Para lo cual se marcan los valores acumulados en la parte superior, al lado derecho de los intervalos de cada ítem, y finalmente una los puntos con una línea continua.
9. Escribir cualquier información necesaria sobre el diagrama.
Para determinar las causas de mayor incidencia en un problema se traza una línea horizontal a partir del eje vertical derecho, desde el punto donde se indica el 80% hasta su intersección con la curva acumulada. De ese punto trazar una línea vertical hacia el eje horizontal. Los ítems comprendidos entre esta línea vertical y el eje izquierdo constituye las causas cuya eliminación resuelve el 80 % del problema.
Diagrama de causa efecto
Sirve para solventar problemas de calidad y actualmente es ampliamente utilizado alrededor de todo el mundo. ¿Como debe ser construido un diagrama de causa efecto?. Por ejemplo, tenemos el cocinado de un arroz especial del cual consideraremos el sabor como si esto fuera una característica de la calidad para lograr su mejora. En la siguiente figura tenemos un ejemplo de un diagran de causa efecto elaborado cuando un problema de máquina es debido a las principales causas nombradas en este caso:
• Máquina
• Hombre
• Método
• Material
• y distribución de un lado de la columna.
La estratificación
Es lo que clasifica la información recopilada sobre una característica de calidad. Toda la información debe ser estratificada de acuerdo a operadores individuales en máquinas especificas y así sucesivamente, con el objeto de asegurarse de los factores asumidos;Usted observara que después de algún tiempo las piedras, arena, lodo y agua puede separase, en otras palabras, lo que ha sucedido es una estratitifacion de los materiales, este principio se utiliza en manufacturera. Los criterios efectivos para la estratificación son:
• Tipo de defecto
• Causa y efecto
• Localización del efecto
• Material, producto, fecha de producción, grupo de trabajo, operador, individual, proveedor, lote etc.
Diagrama de dispersiónEs el estudios de dos variables, tales como la velocidad del piñón y las dimensiones de una parte o la concentración y la gravedad especifica, a esto se le llama diagrama de dispersión. Estas dos variables se pueden embarcarse así:
• Una característica de calidad y un factor que la afecta,
• Dos características de calidad relacionadas, o dos factores relacionados con una sola característica de calidad.
Para comprender la relación entre estas, es importante, hacer un diagrama de dispersión y comprender la relación global.Cuadro de los datos de presión del aire de soplado y porcentaje de defectos de tanque plástico.
Gráficas de dispersión: Se utilizan para estudiar la variación de un proceso y determinar a que obedece esta variación.Un gráfico de control es una gráfica lineal en la que se han determinado estadísticamente un límite superior (límite de control superior) y un límite inferior (límite inferior de control) a ambos lados de la media o línea central. La línea central refleja el producto del proceso. Los límites de control proveen señales estadísticas para que la administración actúe, indicando la separación entre la variación común y la variación especial.Estos gráficos son muy útiles para estudiar las propiedades de los productos, los factores variables del proceso, los costos, los errores y otros datos administrativos.
Un gráfico de Control muestra:
1. Si un proceso está bajo control o no
2. Indica resultados que requieren una explicación
3. Define los límites de capacidad del sistema, los cuales previa comparación con los de especificación pueden determinar los próximos pasos en un proceso de mejora.
Este puede ser de línea quebrada o de circulo. La línea quebrada es a menudo usada para indicar cambios dinámicos. La línea quebrada es la gráfica de control que provee información del estado de un proceso y en ella se indica si el proceso se establece o no. Ejemplo de una gráfica de control, donde las medidas planteadas versus tiempo.En ella se aclara como las medidas están relacionadas a los límites de control superior e inferior del proceso, los puntos afuera de los límites de control muestran que el control esta fuera de control.Todos los controles de calidad requieren un cierto sentido de juicio y acciones propias basadas en información recopilada en el lugar de trabajo. La calidad no puede alcanzarse únicamente a través de calcular desarrollado en el escritorio, pero si a través de actividades realizadas en la planta y basadas desde luego en cálculos de escritorio. El control de calidad o garantía de calidad se inició con la idea de hacer hincapié en la inspección.
Necesidad de la participación totalPara aplicar desde el comienzo la garantía de calidad en la etapa de desarrollo de un producto nuevo, será preciso que todas las divisiones de la empresa y todos sus empleados participen en el control de calidad.Cuando el control de calidad sólo hace hincapié en la inspección, únicamente interviene una división, bien sea la división de inspección o la división de control de calidad, y ésta se limita a verificar en la puerta de salida para impedir que salgan productos defectuosos. Sin embargo, el programa de control de calidad hace hincapié en el proceso de fabricación, la participación se hace extensiva a las líneas de ensamblaje, a los subcontratistas y a las divisiones de compras, ingeniería de productos y mercadeo. En una aplicación más avanzada del control de calidad, que viene a ser la tercera fase, todo lo anterior se toma insuficiente. La participación ya tiene que ser a escala de toda la empresa. Esto significa que quienes intervienen en planificación, diseño e investigación de nuevos productos, así como quienes están en la división de fabricación y en las divisiones de contabilidad, personal y relaciones laborales, tienen que participar sin excepción.
La garantía de calidad tiene que llegar a esta tercera fase de desarrollo, que es la aplicación de la garantía de calidad desde las primeras etapas de desarrollo de un producto. Al mismo tiempo, el control de calidad ha acogido el concepto de la participación total por parte de todas las divisiones y sus empleados. La convergencia de estas dos tendencias ha dado origen al control de calidad en toda la empresa, la característica más importante del Control de Calidad japonés hoy.
En la fabricación de productos de alta calidad con garantía plena de calidad, no hay que olvidar el papel de los trabajadores. Los trabajadores son los que producen, y si ellos y sus supervisores no lo hacen bien, el Control de Calidad no podrá progresar.
B. La satisfacción de un trabajo bien hecho con calidad. Esto incluye lo siguiente:
• El gozo de completar un proyecto o alcanzar una meta
• El gozo de escalar una montaña simplemente porque esta allí.
Se sugiere que se establezcan fabricantes especializados en sus propios campos, al menos en cada provincia. De lo contrario no podremos mejorar la calidad ni aumentar la productividad.
Pruebas de resistencia
En ingeniería se necesita saber cómo responden los materiales sólidos a fuerzas externas como la tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma originales cuando se elimina la fuerza externa), una deformación permanente o una fractura.
La tensión es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Bajo tensión, un material suele estirarse, y recupera su longitud original si la fuerza no supera el límite elástico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.
La Elasticidad propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como ley de Hooke, así llamada en honor del físico británico Robert Hooke, que fue el primero en expresarla. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.
La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio, si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa tanto las moléculas que no pueden volver a su posición de partida, y el material queda permanentemente deformado o se rompe.
Fuerza: es toda acción que tiende a producir o produce un cambio en el estado de reposo o movimiento de un cuerpo
Carga: Se le llama así alas fuerzas externas que actúan sobre un material (kgF).
Deformación: Es todo cambio de forma (mm).
Deformación elástica: es el cambio en la forma que sufre un cuerpo bajo carga, el cual se comprime esta última.
Deformación plástica: Es el cambio de forma que sufre un cuerpo bajo carga, el cual no se elimina al suprimir la carga que lo origina, obteniéndose una deformación permanente.
Esfuerzo: Es la relación interna de los materiales cuando son sometidos a cargas. Generalmente se expresa en intensidad de fuerza, es decir la fuerza por unidad de área.
Resistencia de proporcionalidad: Es el fenómeno que presentan los materiales, a ser sometidos a cargas en el que las deformaciones unitarias proporcionales a los esfuerzos que lo producen. (Ley de Hooke).
Zona elástica: Es el área comprendida en un diagrama esfuerzo – deformación unitaria, por el trazo de la curva desde cero hasta el límite de elasticidad y por el valor de la abscisa, o sea la deformación correspondiente al limite elástico.
