Propiedades Clave de los Materiales: Eléctricas, Magnéticas, Ópticas y Más

Propiedades Eléctricas

Todas las sustancias, en mayor o menor grado, conducen la corriente eléctrica y ofrecen resistencia al paso de la misma. Estas propiedades condicionan el destino de un material. Por ejemplo:

• Los cables utilizados en la transmisión de energía eléctrica deben poseer una pequeña resistencia para evitar las posibles pérdidas de energía.
• Los materiales de elementos calefactores deben ofrecer una resistencia considerable para que se libere calor por efecto Joule.

La resistencia eléctrica de un material conductor depende, entre otros factores, de su naturaleza (presencia de electrones móviles en los átomos) y su grado de movilidad ante la acción de un campo eléctrico. Esta propiedad se denomina resistividad y se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento de ese material de 1 metro de longitud y 1 m² de sección. De acuerdo con su resistividad, los materiales se clasifican en conductores y aislantes. Además de los materiales conductores, existen otros denominados semiconductores.

Temperatura de Fusión

Cuando se calienta un sólido, el movimiento vibratorio de sus partículas se hace cada vez más amplio, produciéndose dilatación. Si la temperatura continúa aumentando, se llega a un punto en el que la magnitud de las vibraciones es tal que la estructura del material no se puede mantener y se produce su fusión. A esto se le denomina temperatura de fusión, que varía con la presión. La temperatura de fusión a presión normal se denomina punto de fusión.

Si no se modifica la presión, mientras dura la fusión de una sustancia, la temperatura permanece constante. Al calor que es preciso comunicar a la unidad de masa de una sustancia que se encuentra a la temperatura de fusión para que se produzca el paso del estado sólido al líquido se le denomina calor latente de fusión. Y, al contrario, el calor que la unidad de masa de una sustancia desprende al pasar del estado líquido al sólido se denomina calor latente de solidificación.

Propiedades Magnéticas

Teniendo en cuenta el comportamiento frente a un campo magnético exterior, los materiales se pueden clasificar en tres grupos:

• Materiales diamagnéticos: Se oponen al campo magnético aplicado, de tal forma que en su interior el campo magnético es más débil. Ejemplos: oro, plata, nitrógeno.
• Materiales paramagnéticos: El campo magnético en su interior es algo mayor que el aplicado. Ejemplos: aluminio, magnesio, paladio.
• Materiales ferromagnéticos: En su interior, el campo magnético es mucho mayor que en el exterior. Los más importantes son hierro (Fe), cobalto, níquel y sus aleaciones.

Propiedades Ópticas

Al incidir la luz sobre la superficie de un cuerpo, una parte de ella se refleja y otra se difunde. El color que presenta un cuerpo se debe a la luz reflejada si el cuerpo es opaco, o a la que pasa a través de él si es transparente o translúcido.

Cuando la luz incide sobre los cuerpos, estos pueden comportarse de tres maneras diferentes:

• Los cuerpos opacos absorben o reflejan totalmente la luz, impidiendo que pase a través de ellos.
• Los cuerpos transparentes transmiten la luz, permitiendo ver a través de ellos.
• Los cuerpos translúcidos dificultan la visión de los objetos a través de ellos.

Ensayos de Dureza

La propiedad de la dureza no está definida claramente, de manera que no se puede medir de forma absoluta. Entre los métodos para determinarla, se pueden citar:

Dureza Mineralógica Clásica

Es la resistencia que oponen los minerales a ser rayados. Se puede medir mediante la escala de Mohs, que tiene 10 grados de dureza, cada uno correspondiente a un mineral determinado:

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatito
6. Feldespato
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindón
10. Diamante

Los minerales de grado 1 y 2 pueden rayarse con la uña, mientras que los de grado 3, 4, 5 y 6 pueden serlo con un cuchillo. Todos los minerales rayan a los que poseen un grado de dureza menor que el suyo.

Métodos de Retroceso

Mediante estos métodos se mide la dureza dinámica o elástica. Para ello, se calcula la energía que se consume en el choque de una pieza que se deja caer desde una cierta altura contra el mineral cuya dureza se quiere determinar.

Dureza a la Penetración

La dureza se mide como la resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro. Esta es la base de los ensayos Brinell, Vickers y Rockwell, en los que se utilizan distintos tipos de penetradores. La dureza es una propiedad de gran importancia práctica, relacionada con el comportamiento del material frente a la abrasión o al desgaste.

Propiedades de Fabricación

Informan acerca de la posibilidad de someter un material a una determinada operación industrial. Entre estas propiedades, se pueden mencionar:

• Maleabilidad: Indica si un material se puede estirar en láminas sin romperse.
• Ductilidad: Señala si se puede estirar en forma de hilos.
• Forjabilidad: Da idea de la capacidad que posee un material para ser forjado.
• Maquinabilidad: Indica si se pueden aplicar procesos de arranque de viruta al material.