Capitulo III

CONOCIMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS MATERIALES, ENSAYO Y SELECCIÓN DE MATERIALES

Concepto de escala y su influencia en el estudio de los materiales

La representación de objetos a su tamaño natural no es posible cuando éstos son muy grandes o cuando son muy pequeños. En el primer caso, porque requerirían formatos de dimensiones poco manejables y en el segundo, porque faltaría claridad en la definición de los mismos. Esta problemática la resuelve la ESCALA, aplicando la ampliación o reducción necesarias en cada caso para que los objetos queden claramente representados en el plano del dibujo. Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real, esto es:

E = dibujo / realidad

Si el numerador de esta fracción es mayor que el denominador, se trata de una escala de ampliación, y será de reducción en caso contrario. La escala 1:1 corresponde a un objeto dibujado a su tamaño real (escala natural).

Aunque, en teoría, sea posible aplicar cualquier valor de escala, en la práctica se recomienda el uso de ciertos valores normalizados con objeto de facilitar la lectura de dimensiones mediante el uso de reglas o escalímetros. Estos valores son: Ampliación: 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1 ...Reducción: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50 ...No obstante, en casos especiales (particularmente en construcción) se emplean ciertas escalas intermedias tales como:1:25, 1:30, 1:40, etc.

Ejemplos Prácticos:

Ejemplo 1: Se desea representar en un formato A3 la planta de un edificio de 60 x 30 metros. La escala más conveniente para este caso sería 1:200 que proporcionaría unas dimensiones de 30 x 15 cm, muy adecuadas al tamaño del formato.

Ejemplo 2: Se desea representar en un formato A4 una pieza de reloj de dimensiones 2 x 1 mm. La 

escala adecuada sería 10:1

Ejemplo 3: Sobre una carta marina a E 1:50000 se mide una distancia de 7,5 cm entre dos islotes, ¿qué distancia real hay entre ambos? Se resuelve con una sencilla regla de tres: si 1 cm del dibujo son 50000 cm reales 7,5 cm del dibujo serán X cm reales

X = 7,5 x 50000 / 1 ... y esto da como resultado 375.000 cm, que equivalen a 3,75 km.

Uso Del Escalímetro

La forma más habitual del escalímetro es la de una regla de 30 cm de longitud, con sección estrellada de 6 facetas o caras. Cada una de estas facetas va graduada con escalas diferentes, que habitualmente son: 1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400, 1:500. Estas escalas son válidas igualmente para valores que resulten de multiplicarlas o dividirlas por 10, así por ejemplo, la escala 1:300 es utilizable en planos a escala 1:30 ó 1:3000, etc.

Ejemplos de utilización:

1
. Para un plano a E 1:250, se aplicará directamente la escala 1:250 del escalímetro y las indicaciones numéricas que en él se leen son los metros reales que representa el dibujo.

2. En el caso de un plano a E 1:5000; se aplicará la escala 1:500 y habrá que multiplicar por 10 la lectura del escalímetro. Por ejemplo, si una dimensión del plano posee 27 unidades en el escalímetro, en realidad estamos midiendo 270 m. Por supuesto, la escala 1:100 es también la escala 1:1, que se emplea normalmente como regla graduada en cm.

Observaciones experimentales:

La observación experimental, también llamada estudio de intervención o estudio experimental, es un análisis prospectivo, el cual se caracteriza por la manipulación indirecta, superficial de un factor de estudio por el investigador. Esta observación es estudiada y dividida por los casos o sujetos en dos grupos llamados control y experimental. La característica de la aleatorización no es imprescindible en el estudio experimental, llamándose entonces estudio causa experimental.

Las técnicas del estudio de intervención hacen referencia a la población a la que van a aplicarse los resultados a través de los siguientes, pasos:


Selección de la población experimental por muestreo aleatorio.
Identificación de la población participante.
Distribución aleatoria de los sujetos en los grupos a comparar bien sea en el grupo de experimentación o el grupo de control.
Puesta en marcha del estudio. Administración del elemento o factor de estudio en el grupo experimental y del grupo control.
Observación y medida de las variables dependientes según los criterios elegidos en el diseño del estudio.
Según la cooperación o no de los sujetos en ambos grupos, se crean cuatro subgrupos, al subdividir el grupo experimental y el grupo control.
Lectura del resultado del estudio y comparación de los resultados de los grupos. Los cuatro subgrupos se transforman en ocho al subdividirlos según conozcan el resultado o no.

ENSAYO Y SELECCIÓN:

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.

Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes:

Ensayo de durezas (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo, especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a fatiga)
Inspección visual, microscopia y análisis de acabado superficial
Ensayos por líquidos penetrantes
Inspección por partículas magnéticas
Ensayos radiológicos
Ensayo por ultrasonidos
Ensayos por corrientes inducidas
Ensayos de fugas: detección acústica, detectores específicos de gases, cromatografos, detección de flujo, espectrometría de masas, manómetros, ensayos de burbujas, etc.


Ensayos destructivos: Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material.

Para la selección de materiales se debe tener en cuenta los siguientes criterios:

Esfuerzos mecánicos estáticos y dinámicos.
Esfuerzo a fatiga - desgaste y tiempo de vida del producto.
Temperatura de utilización.
Toxicidad (Productos alimentarios o en contacto con la piel).
Resistencia química.
Resistencia a UV / Intemperie.
Aspecto / Peso.
Experiencia con el material y proceso.
Disponibilidad.
Reciclabilidad.
Normativa legal.
Coste material.