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La ingeniería de materiales es una ciencia de innovación, de diseño y estructuración que busca crear nuevas tecnologías y por ende nuevos materiales a través de la manipulación de los que se encuentran en la naturaleza y que, por lo general, se les conoce como no renovables. En ese sentido, se encarga de estudiar las propiedades y estructuras de los materiales de la ingeniería, que examinaremos en este artículo.
Los materiales son sustancias que, al transformarse en un proceso industrial, se convierten en productos. Desde el inicio de la civilización, los materiales han jugado un rol clave en la evolución de la humanidad, ya que son utilizados para mejorar cada vez la calidad de vida. Hoy en día, encontramos un gran número de materiales en el entorno, esto gracias a los nuevos programas y desarrollo del sector de la ingeniería.
Son elementos de los que están formados los objetos o productos. Existen en la naturaleza o pueden ser derivados unos de otros. Por consiguiente, tenemos la materia prima en la que podrían incluirse los hidrocarburos como el petróleo, los minerales y las rocas, los materiales y el producto final.
En la ingeniería, los materiales se transforman para dar paso a nuevos productos y sistemas que se aplican en la construcción, en la producción textil, medicamentos y otros muchos campos.
Primeramente, explicamos qué es la ciencia de los materiales, ya que esta es la que se dedica a estudiar la estructura y propiedades de los mismos, por lo tanto, los clasifica en función de esas características como:
No obstante, esta ciencia solo reconoce como materiales a los metales, cerámicos y polímeros, por cuanto los compuestos son aleaciones de estos tres, mientras que los semiconductores entran en la clasificación de materiales cerámicos.
Se caracterizan por ser buenos conductores del calor y la electricidad. En temperaturas muy altas llegan a estar en estado líquido. En el mundo de la ingeniería, estos materiales se destinan a la fabricación de aleaciones como el acero y cobre, también considerados metales.
Además, estos elementos componen gran parte de la tabla periódica y se separan de los no metales.
Se emplean en la industria para la fabricación de estructuras pesadas como puentes, piezas de automóviles, transporte ferroviario, aeronáutico, para fabricar alambre, papel de aluminio, entre otras.
Este es otro de los materiales de la ingeniería, y lo conocemos como todo tipo de arcilla que se encuentran en los suelos. Por ejemplo, Ferrita, Esteatita, Nitruro de Silicio, entre otras. Cabe destacar, que de estos derivan los nuevos materiales, que según expertos, tienen funcionalidades en la salud y energía, ladrillo cerámicos impresos en 3D para construcciones y otros.
Estos materiales pueden utilizarse en alfarerías para la fabricación de ladrillos, como aislantes de la electricidad en equipos electrónicos.
Estos compuestos son aquellos que se conforman de macromoléculas de carbono, hidrógeno y oxígeno, existen los polímeros sintéticos y los polímeros que encontramos en la naturaleza.
Estos materiales de la ingeniería se caracterizan por presentar un gran desafío para la ingeniería, física y la química, ya que está conformada por la unión, fragmentación y síntesis de numerosos materiales. Los mismos deben ser obtenidos bajos diferentes precios físicos y químicos.
Al tratarse de fusión de materiales metálicos, amerita el sometimiento y la transformación de su estado sólido con el fin de obtener un metal mucho más resistente. Hay que resaltar que son los materiales de la ingeniería que más se utilizan en grandes obras.
Los materiales semiconductores son fundamentales en la ingeniería moderna debido a sus propiedades únicas que los hacen esenciales en la fabricación de dispositivos electrónicos, como transistores, diodos, circuitos integrados y más. Dos de los materiales semiconductores más comunes son el silicio (Si) y el germanio (Ge). Se recurre muy frecuentemente al silicio en la industria electrónica.
Los materiales compuestos son aquellos que están formados por dos o más componentes, esto con el fin de fusionar sus propiedades convirtiéndose en materiales mucho mejores que por separado.
Estos materiales son utilizados en la ingeniería y también son creados por ingenieros especializados. Gracias a ellos, se ha logrado evolucionar en diversos campos donde está involucrada la ingeniería.
Estos tipos de materiales se caracterizan por estar compuesto por:
La producción de nuevos materiales para la producción de productos acabados, constituyen una gran parte de la economía actual. Por lo tanto, los profesionales a cargo de realizar esta labor, son altamente demandados, pero ¿quiénes se encargan de planificar el procesado de los materiales de la ingeniería?
Esta labor la lleva a cabo un ingeniero industrial, que está a cargo de diseñar la mayoría de los productos facturados. Por ello, deben estar al tanto de todo el proceso de fabricación, pues conoce la estructura interna y propiedades de los materiales.
De este modo, son capaces de seleccionar las propiedades físicas adecuadas para cada aplicación, así como desarrollar nuevos métodos de procesado. Estos profesionales están especializados para crear nuevos materiales o modificar las fórmulas y estructuras ya existentes.
Hay que destacar, que el ingeniero especializado en investigación se encarga de crear nuevos materiales, mientras que la ingeniería civil se encarga de utilizar los materiales ya existentes. Normalmente, son los ingenieros en diseño los que requieren de nuevos materiales por parte de los científicos e ingenieros investigadores.
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