SELECCION DE MATERIALES ESTRUCTURALES

Este proceso empieza escogiendo una categoría de material estructural (metal, cerámica, polímetro o compuestos).
Una vez que la categoría de los metales fue escogida, fue necesario escoger la aleación óptica para la aplicación dada.
Con el amplio rango de materiales comerciales y propiedades (parámetros), tenemos ahora una idea mas clara de nuestro rango de selección.
En general, se busca un balance óptimo entre resistencia y ductilidad para una aplicación dada.
Cuando la ductilidad no es esencial las cerámicas frágiles tradicionales pueden ser remplazadas por sus otros atributos tales como su resistencia a temperatura alta o su durabilidad química. Muchos vidrios y polímeros son seleccionados por sus propiedades ópticas, tales como la transparencia y el color. Estas consideraciones tradicionales están siendo modificadas por el desarrollo de nuevos materiales, tales como cerámicas de alta tenacidad a la fractura.
Ninguna selección de materiales esta compuesta hasta que los factores de degradación del ambiente se han tomado en cuenta. Las reacciones químicas, la corrosión electroquímica, el daño por radiación y el desgaste pueden eliminar un metal que de otra forma seria atractivo.

a) SUSTITUCION DE UN METAL CON UN POLIMERO

La tendencia cada vez mayor del reemplazo de partes de metal por polímeros de ingeniería ha sido muy importante. Un ejemplo se muestra en el piñón motriz (de una motocicleta de carreras) hecho de nylon reforzado por dispersión. Su mejor desempeño esta relacionado con una combinación de alta tenacidad y resistencia al impacto.

Otras características atractivas incluyen una mayor resistencia a la corrosión y al ataque de la mayoría de los solventes y lubricantes así como resistencias al desgaste. Un piñón motriz de nylon de 0.34 Kg. remplaza a una de aleación de aluminio de 0.45 Kg. o a uno de acero de 0.90 kg. El costo del producto de nylon es comparable al de aluminio pero aproximadamente solo una tercera parte del de acero.


La selección de materiales puede ser más que una consideración objetiva de los parámetros de diseño. El subjetivo del atractivo para el consumidor puede ser igualmente importante. En 1939 se introdujeron las medias de nylon 66, habiéndose vendido 64 millones de pares solamente durante el primer año.

b) SUSTITUCION DE METALES CON COMPUESTOS

Un ejemplo importante del impulso para remplazar metales con compuestos de menor densidad lo encontramos en la industria aerodinámica comercial. A principios de los años 70, los fabricantes habían desarrollado partes de fibra de vidrio para mejorar la dinámica y redecir costos. A mediados de los 70, la “crisis del petróleo” dio lugar a un rápido aumento de los costos de los combustibles, del 18% de los costos de operación directos hasta uno 60% en el lapso de unos pocos años. (Un kilogramo de “peso muerto” en un avión a reacción comercial puede consumir 830 litros de combustible al año.) Una respuesta temprana a la necesidad de sustituir materiales para ahorrar combustible fue el uso de más de 1100 Kg. de compuestos reforzados con kevlar en el avión de largo alcance (Lockheed L-1011-500.) el resultado de ahorro neto de 366 Kg. de peso en la estructura secundaria exterior.