Materiales y ensayos · Tecnología e Ingeniería (con soluciones)

1. 1. 2026 · Extraordinaria 2026 · Ejercicio 2B · Opción B

   Para elegir el material a emplear en el mecanismo de un engranaje se realizan diferentes ensayos para determinar sus características. Contestar las siguientes cuestiones: Fórmula: $HB=\frac{F}{S}=\frac{2F}{\pi D\left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}$

   • a)Si se emplea una barra de dicho material de 20 cm de longitud y 15 mm de diámetro, esta se alarga 1 mm al someterla a tracción con una carga de 20 kN. Calcular su módulo de elasticidad E.
   • b)En un ensayo de dureza se observa que una bola de acero de 10 mm de diámetro sometida a una carga de 2000 kg deja una huella de 5 mm. Calcular el valor de dureza Brinell (HB).

   Apartado a

   1. 1. Sección y tensión

      $S=\frac{\pi d^2}{4}=\frac{\pi \cdot 15^2}{4}=176,7$ mm${}^2$; $\sigma =\frac{F}{S}=\frac{20000}{176,7}$

      $\sigma =113,2$ MPa

   2. 2. Deformación unitaria

      $\epsilon =\frac{\Delta L}{L_0}=\frac{1\text{mm}}{200\text{mm}}$

      $\epsilon =0,005$

   3. 3. Módulo de elasticidad

      $E=\frac{\sigma }{\epsilon }=\frac{113,2}{0,005}$

      $E=22640$ MPa $\approx 22,6$ GPa

   Apartado b

   1. 1. Dureza Brinell

      $HB=\frac{2F}{\pi D(D-\sqrt{D^2-d^2})}=\frac{2\cdot 2000}{\pi \cdot 10(10-\sqrt{100-25})}$

      Denominador: $\pi \cdot 10\cdot (10-8,660)=42,09$

   2. 2. Resultado

      $HB=\frac{4000}{42,09}$

      $HB=95,0$

   Respuesta final: $E=22,6$ GPa; $HB\approx 95$.

2. 2. 2026 · Ordinaria 2026 · Ejercicio 1

   En un laboratorio de ensayos se estudia qué material es más adecuado para utilizarlo como contenedor de fluidos. Se ha realizado un ensayo de tracción en dos probetas de los materiales A y B. Se obtiene la siguiente gráfica tensión-deformación para ambos materiales. [Figura: ejes σ (MPa) en vertical (marcas 100 y 200) y ε en horizontal (marcas 0,005 y 0,01). Material A: recta elástica desde el origen hasta el punto (ε=0,005; σ≈150 MPa), después curva con endurecimiento hasta ≈200 MPa. Material B: recta elástica desde el origen hasta el punto (ε=0,01; σ=100 MPa), después curva con máximo ≈120 MPa.]

   • a)Sabiendo que para una tensión de 100 MPa ambos materiales se comportan de forma elástica y lineal, indicar qué material es más rígido. Razonar las respuestas.
   • b)Calcular el módulo de elasticidad (módulo de Young) de ambos materiales.
   • c)Si el material A en el ensayo se ha realizado con una probeta cilíndrica de diámetro 25 mm y longitud 100 mm calcular el alargamiento que sufre al aplicar una fuerza de 10000 N.
   • d)Para la planificación de la producción en serie de estos contenedores se opta por dividir el proyecto en pequeñas tareas que se revisan cada semana. ¿Qué beneficios aporta este tipo de planificación? Indicar si existe alguna y justificar como mínimo una metodología de proyectos que use este tipo de procedimientos.

   Apartado a

   1. 1. Qué mide la rigidez

      Rigidez = resistencia a deformarse elásticamente = pendiente de la zona lineal $\sigma$–$\epsilon$

      Más rígido = mayor pendiente

   2. 2. Comparación a 100 MPa

      A: la recta elástica llega a $\sigma =150$ MPa con $\epsilon =0,005$, luego a 100 MPa ${\epsilon }_A=100/30000\approx 0,0033$. B: llega a 100 MPa con ${\epsilon }_B=0,01$

      ${\epsilon }_A<{\epsilon }_B$: el material A es más rígido

   Apartado b

   1. 1. Ley de Hooke en la zona elástica

      $E=\frac{\sigma }{\epsilon }$

      —

   2. 2. Material A

      $E_A=\frac{150\text{MPa}}{0,005}$

      $E_A=30000$ MPa $=30$ GPa

   3. 3. Material B

      $E_B=\frac{100\text{MPa}}{0,01}$

      $E_B=10000$ MPa $=10$ GPa

   Apartado c

   1. 1. Sección de la probeta

      $S=\frac{\pi d^2}{4}=\frac{\pi \cdot 25^2}{4}$

      $S\approx 490,9$ mm${}^2$

   2. 2. Tensión aplicada

      $\sigma =\frac{F}{S}=\frac{10000\text{N}}{490,9{\text{mm}}^2}$

      $\sigma \approx 20,4$ MPa

   3. 3. Alargamiento

      $\Delta L=\epsilon L_0=\frac{\sigma }{E_A}{L}_0=\frac{20,37}{30000}\cdot 100$

      $\Delta L\approx 0,068$ mm

   Apartado d

   1. 1. Qué planificación es

      Dividir el proyecto en tareas cortas (iteraciones o sprints de una semana) con revisión periódica del resultado: planificación iterativa e incremental (enfoque ágil)

      —

   2. 2. Beneficios

      Entregas parciales y frecuentes; detección temprana de errores y menor coste de corregirlos; adaptación a cambios de requisitos; reducción del riesgo; visibilidad del avance y mejora continua en cada revisión

      —

   3. 3. Metodología

      Scrum (sprints de 1–4 semanas con planificación, reunión diaria, revisión y retrospectiva). Otras: Kanban, Extreme Programming (iteraciones de 1–2 semanas)

      Scrum

   Respuesta final: A es más rígido; $E_A=30$ GPa, $E_B=10$ GPa; $\Delta L\approx 0,068$ mm; planificación ágil por iteraciones cortas (p. ej. Scrum).

3. 3. 2025 · Extraordinaria 2025 · Ejercicio 4A · Opción A

   En una fábrica de maquinaria pesada se tiene que evaluar la dureza de una pieza de acero y para ello se va a realizar el ensayo de dureza Brinell, utilizando una bola de 10 mm de diámetro y una carga de 3000 kp. El valor obtenido al realizar el ensayo es de dureza 150 HB. Fórmulas: $HB=\frac{F}{S}=\frac{2F}{\pi D\left(D-\sqrt{D^2-d^2}\right)}$

   • a)Si el resultado del ensayo se expresa como 150 HB 10/3000 15s, ¿cuánto tiempo ha durado el ensayo?
   • b)Cita otros dos ensayos de dureza que se podrían haber utilizado comentando las diferencias con el ensayo de dureza de Brinell.
   • c)Calcula el diámetro de la huella dejada por la bola en la superficie del acero.

   Apartado a

   1. 1. Designación del ensayo

      En «150 HB 10/3000 15s»: 150 = dureza Brinell, 10 = diámetro de la bola (mm), 3000 = carga (kp), 15 = tiempo de aplicación de la carga (s)

      El ensayo dura 15 s (tiempo de aplicación de la carga)

   Apartado b

   1. 1. Ensayo Vickers

      Penetrador: pirámide de diamante de base cuadrada y 136° entre caras; se miden las diagonales de la huella, $HV\approx 1,854F/d^2$

      Diferencia: sirve para cualquier dureza (también materiales muy duros) y huellas pequeñas (chapas finas, recubrimientos); más lento y con mejor acabado superficial

   2. 2. Ensayo Rockwell

      Penetrador de cono de diamante (HRC) o bola de acero (HRB); se mide la profundidad de penetración tras una precarga y una carga

      Diferencia: lectura directa en la máquina (rápido, sin medir huella al microscopio) y huella muy pequeña

   Apartado c

   1. 1. Despejar la huella

      $150=\frac{2\cdot 3000}{\pi \cdot 10(10-\sqrt{100-d^2})}\Rightarrow 10-\sqrt{100-d^2}=\frac{6000}{150\pi \cdot 10}=1,2732$

      $\sqrt{100-d^2}=8,7268$

   2. 2. Diámetro

      $100-d^2=8,7268^2=76,157\Rightarrow d^2=23,84$

      $d=4,88$ mm

   Respuesta final: Dura 15 s; otros ensayos: Vickers y Rockwell; $d=4,88$ mm.

4. 4. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 4B · Opción B

   En una máquina se requiere el uso de una pieza cilíndrica de 400 mm de longitud, cuyo diámetro y material están por definir. La pieza va a estar sometida a una fuerza de tracción de 40 kN y no debe sufrir deformación plástica bajo dicha carga. Considerando los posibles materiales a utilizar, cuyos datos se muestran en la siguiente tabla, se pide determinar justificada y numéricamente: Tabla de materiales: Acero (límite elástico 500 MPa; densidad 7850 kg/m${}^3$; módulo de elasticidad 210 GPa; precio 1.2 €/kg); Aluminio (300 MPa; 2700 kg/m${}^3$; 70 GPa; 2.5 €/kg); Titanio (880 MPa; 4500 kg/m${}^3$; 110 GPa; 16 €/kg).

   • a)El material más adecuado a utilizar, y el área de la sección que debería tener la pieza cilíndrica, si el criterio fuera el de que la pieza tuviera el menor peso posible.
   • b)El material más adecuado a utilizar, y el área de la sección que debería tener la pieza cilíndrica si, además del criterio de tener el menor peso posible, la pieza, por motivos funcionales, no debe estirarse más de 1.5 mm bajo la carga aplicada de 40 kN.
   • c)El material más adecuado a utilizar y el coste de la pieza (considerando únicamente el coste de la materia prima) si el criterio principal fuera el del coste, teniendo en cuenta que debe mantenerse la condición de deformación máxima del apartado 2).
   • d)Además de los criterios de resistencia, deformación y peso, indica qué otros factores podrían tenerse en cuenta a la hora de seleccionar el material si se quiere incluir la dimensión del impacto medioambiental.

   Apartado a

   1. 1. Sección mínima por resistencia

      Sin deformación plástica: $\sigma =\frac{F}{A}\le {\sigma }_e\Rightarrow A_{min}=\frac{F}{{\sigma }_e}=\frac{40000}{{\sigma }_e}$: acero $80{\text{mm}}^2$; aluminio $133,3{\text{mm}}^2$; titanio $45,5{\text{mm}}^2$

      —

   2. 2. Masa de cada solución

      $m=\rho AL$ con $L=0,4$ m: acero $7850\cdot 80\cdot 10^{-6}\cdot 0,4=0,251$ kg; aluminio $0,144$ kg; titanio $0,0818$ kg

      Titanio, $A=45,5{\text{mm}}^2$ (0,082 kg)

   Apartado b

   1. 1. Condición de rigidez

      $\Delta L=\frac{F{L}_0}{EA}\le 1,5$ mm $\Rightarrow A\ge \frac{F{L}_0}{E\Delta L}=\frac{40000\cdot 400}{E\cdot 1,5}$: acero $50,8{\text{mm}}^2$; aluminio $152,4{\text{mm}}^2$; titanio $97,0{\text{mm}}^2$

      —

   2. 2. Sección que cumple las dos condiciones

      $A=\max (A_{resistencia},A_{rigidez})$: acero $80$ (manda la resistencia); aluminio $152,4$ (manda la rigidez); titanio $97,0$ (manda la rigidez). Masas: acero $0,251$ kg; aluminio $0,165$ kg; titanio $0,175$ kg

      Aluminio, $A=152,4{\text{mm}}^2$ (0,165 kg)

   Apartado c

   1. 1. Coste de la pieza

      Con las secciones del apartado anterior: acero $0,251\cdot 1,2=0,301$ €; aluminio $0,165\cdot 2,5=0,411$ €; titanio $0,175\cdot 16=2,79$ €

      Acero, $A=80{\text{mm}}^2$, coste $\approx 0,30$ €

   Apartado d

   1. 1. Otros factores medioambientales

      Energía y emisiones de CO${}_2$ de la producción (el titanio y el aluminio primario son los más intensivos), contenido de material reciclado y reciclabilidad al final de la vida, durabilidad y resistencia a la corrosión (menos mantenimiento), peso (ahorro de combustible en el uso), disponibilidad y origen de la materia prima (minería, transporte) y toxicidad de los procesos

      Análisis del ciclo de vida del material

   Respuesta final:

   1. Titanio, $45,5$ mm${}^2$; 2) aluminio, $152,4$ mm${}^2$; 3) acero, $80$ mm${}^2$, $0,30$ €; 4) energía y CO${}_2$ de producción, reciclabilidad, durabilidad y origen del material.

5. 5. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio 1

   En la siguiente figura se puede observar la curva tensión-deformación obtenida al someter a una barra de acero a tracción. A partir de 350 MPa, las deformaciones que aparecen son plásticas. [Figura: gráfica $\sigma$ (MPa, 0 a 600) frente a $\epsilon$ (%, 0 a 0,8). Tramo recto desde el origen hasta el punto A ($\epsilon \approx 0,12\%$, $\sigma \approx 270$ MPa); después la curva se curva y sigue subiendo ($\approx 350$ MPa en 0,2 %, $\approx 400$ MPa en 0,3 %), pasa por el punto B ($\epsilon \approx 0,41\%$, $\sigma \approx 470$ MPa), alcanza el máximo de 500 MPa en 0,5 % y desciende hasta terminar en $\approx 400$ MPa en 0,8 %.]

   • a)Determina el valor del módulo de elasticidad de Young.
   • b)A la vista de la curva, indica el valor de la tensión máxima y del límite elástico.
   • c)Si la sección de la barra de acero que se ha sometido a tracción era de 150 mm${}^2$, ¿cuál será la carga a la que finalmente se rompe?
   • d)¿Qué deformación presentará la barra en el punto A y en el punto B (elástica, plástica o ambas)?
   • e)¿Crees que la barra de acero sufrirá estricción? Razona tu respuesta.

   Apartado a

   1. 1. Zona elástica y pendiente

      En el tramo recto inicial se cumple la ley de Hooke, $E=\frac{\sigma }{\epsilon }$. Se lee el punto A, que está sobre la recta: ${\epsilon }_A\approx 0,12\%=1,2\cdot 10^{-3}$ y ${\sigma }_A\approx 270$ MPa

      —

   2. 2. Módulo de Young

      $E=\frac{270\text{MPa}}{1,2\cdot 10^{-3}}$

      $E\approx 225000$ MPa $=225$ GPa

   Apartado b

   1. 1. Tensión máxima

      Es el máximo de la curva, en $\epsilon \approx 0,5\%$

      ${\sigma }_{max}=500$ MPa

   2. 2. Límite elástico

      El enunciado dice que a partir de 350 MPa las deformaciones son plásticas

      ${\sigma }_e=350$ MPa

   Apartado c

   1. 1. Carga de rotura

      La barra se rompe en el último punto de la curva, $\sigma \approx 400$ MPa ($\epsilon =0,8\%$): $F=\sigma S_0=400\cdot 10^6\cdot 150\cdot 10^{-6}$

      $F_{rotura}=60000$ N $=60$ kN

   Apartado d

   1. 1. Punto A

      ${\sigma }_A\approx 270\text{MPa}<350\text{MPa}$ y está en el tramo recto

      Deformación elástica

   2. 2. Punto B

      ${\sigma }_B\approx 470\text{MPa}>350\text{MPa}$

      Deformación plástica (y elástica: ambas)

   Apartado e

   1. 1. Estricción

      Después del máximo ($\epsilon =0,5\%$, 500 MPa) la tensión nominal $F/S_0$ disminuye hasta romper

      Sí, sufrirá estricción

   Respuesta final: $E\approx 225$ GPa; ${\sigma }_{max}=500$ MPa, ${\sigma }_e=350$ MPa; $F_{rotura}=60$ kN; A elástica, B plástica (con parte elástica); sí hay estricción.

6. 6. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio C3

   Materiales: tratamientos térmicos del acero

   • a)¿En qué consiste un tratamiento térmico para un acero?
   • b)Nombra tres tratamientos térmicos que conozcas y descríbelos brevemente.

   Apartado a

   1. 1. Concepto de tratamiento térmico

      Conjunto de operaciones de calentamiento, mantenimiento a una temperatura y enfriamiento controlado, sin fundir, que modifican la microestructura del acero y con ella su dureza, resistencia, tenacidad o ductilidad, sin cambiar su composición

      Cambia propiedades por la microestructura

   Apartado b

   1. 1. Temple

      Calentamiento por encima de la temperatura crítica (austenización) y enfriamiento rápido (agua, aceite)

      Aumenta mucho la dureza y la resistencia, pero vuelve el acero frágil

   2. 2. Revenido

      Calentamiento posterior al temple a una temperatura inferior a la crítica y enfriamiento

      Reduce la fragilidad y las tensiones internas, a costa de algo de dureza

   3. 3. Recocido (otros: normalizado, cementación)

      Calentamiento y enfriamiento muy lento, normalmente dentro del horno

      Ablanda el acero, elimina tensiones y mejora la maquinabilidad y la ductilidad

   Respuesta final: Un tratamiento térmico modifica las propiedades del acero mediante ciclos de calentamiento y enfriamiento; ejemplos: temple (dureza), revenido (tenacidad), recocido (ablandamiento).

7. 7. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio C4

   Materiales: estricción

   • a)Explique el fenómeno de la estricción en el contexto de la deformación plástica de los materiales y describa cómo se produce la estricción durante el ensayo de tracción.
   • b)Proporcione ejemplos de situaciones en las que la estricción sea un factor importante a considerar en la fabricación o el diseño de componentes.

   Apartado a

   1. 1. Fenómeno de estricción

      En un ensayo de tracción de un material dúctil, al alcanzar la resistencia máxima la deformación deja de ser uniforme y se localiza en una zona de la probeta, donde la sección disminuye de forma apreciable (cuello). Se produce en la parte plástica de la curva, después del punto de tensión máxima

      Reducción localizada de la sección

   2. 2. Cómo se aprecia en el ensayo

      Hasta la tensión máxima el alargamiento es uniforme a lo largo de la probeta; después se forma el cuello, la carga necesaria disminuye y la probeta rompe en la sección más reducida con la típica fractura de copa y cono

      Aparece tras la tensión máxima y precede a la rotura

   Apartado b

   1. 1. Ejemplos de interés

      Diseño de estructuras y recipientes: la estricción avisa antes de la rotura (fallo dúctil) y se prefieren aceros dúctiles; conformado por estirado, trefilado o embutición de chapa, donde un exceso de estricción provoca grietas o roturas de la pieza; cables y tornillos

      Importante en conformado y en seguridad estructural

   Respuesta final: La estricción es la reducción localizada de sección tras la tensión máxima en materiales dúctiles; importa en conformado (trefilado, embutición) y en seguridad estructural.

8. 8. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio 1

   Disponemos en el laboratorio de una varilla de 10 mm${}^2$ de sección y 100 mm de longitud. Dicha varilla está fabricada de un material del que se conoce el valor de su límite elástico, $250\cdot 10^6$ N/m${}^2$ y su módulo de elasticidad $E$, $120\cdot 10^9$ N/m${}^2$. Si se somete la varilla a una fuerza a tracción de 1500 N:

   • a)¿Recuperará la varilla su longitud original al retirar la carga?
   • b)Indica qué tipo de deformación habrá experimentado la varilla, mientras estaba aplicada la carga.
   • c)¿Qué alargamiento unitario y alargamiento total presentará la varilla al estar sometida a la fuerza indicada?
   • d)¿Qué diámetro debería tener, como mínimo, la varilla para que, al aplicarle una fuerza de 80000 N a tracción, no experimentase deformación plástica?

   Apartado a

   1. 1. Tensión aplicada

      $\sigma =\frac{F}{S_0}=\frac{1500\text{N}}{10\cdot 10^{-6}{\text{m}}^2}$

      $\sigma =150\cdot 10^6$ Pa $=150$ MPa

   2. 2. Comparación con el límite elástico

      $\sigma =150\text{MPa}<{\sigma }_e=250\text{MPa}$

      Sí recupera su longitud original

   Apartado b

   1. 1. Tipo de deformación

      Como $\sigma <{\sigma }_e$ el material trabaja en la zona elástica (lineal, ley de Hooke) mientras actúa la fuerza

      Deformación elástica

   Apartado c

   1. 1. Alargamiento unitario

      $\epsilon =\frac{\sigma }{E}=\frac{150\cdot 10^6}{120\cdot 10^9}$

      $\epsilon =1,25\cdot 10^{-3}$ (adimensional)

   2. 2. Alargamiento total

      $\Delta L=\epsilon L_0=1,25\cdot 10^{-3}\cdot 100\text{mm}$

      $\Delta L=0,125$ mm

   Apartado d

   1. 1. Condición de no plastificar

      $\sigma =\frac{F}{S}\le {\sigma }_e\Rightarrow S\ge \frac{F}{{\sigma }_e}=\frac{80000}{250\cdot 10^6}$

      $S_{min}=3,2\cdot 10^{-4}{\text{m}}^2=320{\text{mm}}^2$

   2. 2. Diámetro mínimo

      $d=\sqrt{\frac{4S}{\pi }}=\sqrt{\frac{4\cdot 320}{\pi }}$

      $d_{min}\approx 20,2$ mm

   Respuesta final: Sí recupera la longitud; deformación elástica; $\epsilon =1,25\cdot 10^{-3}$ y $\Delta L=0,125$ mm; $d_{min}=20,2$ mm.

9. 9. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio C7

   Ensayo de Charpy

   • a)¿Para qué se utiliza el péndulo de Charpy en el laboratorio?
   • b)Indica qué propiedad se mide al utilizarlo.
   • c)Haz un esquema del ensayo.
   • d)Indica el procedimiento para obtener el resultado del ensayo.

   Apartado a

   1. 1. Uso del péndulo de Charpy

      Se utiliza para realizar el ensayo de flexión por choque (ensayo de resiliencia): romper de un golpe una probeta entallada y medir la energía que absorbe

      Ensayo de impacto

   Apartado b

   1. 1. Propiedad medida

      Resiliencia (tenacidad al impacto): energía absorbida por el material hasta romper en el choque

      Resiliencia, en julios (J) o J/cm${}^2$

   Apartado c

   1. 1. Esquema del ensayo

      Péndulo con un martillo de masa $m$ que se suelta desde una altura inicial $h_0$, golpea la probeta entallada apoyada en sus extremos en el punto más bajo y sube después hasta una altura final $h_1<h_0$

      Ver figura

   Apartado d

   1. 1. Procedimiento y resultado

      Se sitúa el martillo en $h_0$, se suelta, rompe la probeta y se mide la altura final $h_1$ (o el ángulo de subida). La energía absorbida es la diferencia de energía potencial

      $E=mg(h_0-h_1)$

   Respuesta final: Charpy: ensayo de impacto que mide la resiliencia; $E=mg(h_0-h_1)$.

10. 10. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio C8

    La siguiente figura muestra un diagrama tensión-deformación de un acero sometido a tracción hasta su rotura. Contesta a las siguientes preguntas: [Figura: curva $\sigma$–$\epsilon$ con el ángulo $\alpha$ de la recta elástica en el origen. Puntos numerados: 1 en la recta elástica; 2 al final del tramo elástico (tensión ${\sigma }_y$); 3 máximo local tras la fluencia; 4 mínimo local; 5 máximo absoluto (tensión ${\sigma }_u$); 6 punto final de rotura, tras un tramo descendente discontinuo.]

    • a)¿En qué unidades del Sistema Internacional se indicarán las tensiones?
    • b)Sabiendo que a partir del punto 2 de la gráfica las deformaciones que aparecerán serán plásticas indica: 1. ¿Qué nombre recibe la tensión ${\sigma }_y$? (0.25) 2. ¿Qué nombre recibe la tensión ${\sigma }_u$? (0.25) 3. ¿Qué tipo de deformación presentará el material en el punto 4 (elástica, plástica o ambas)? (0.25) 4. Indica el valor del módulo de Young, en función del ángulo $\alpha$ (0.25)

    Apartado a

    1. 1. Unidades de la tensión

       La tensión es fuerza por unidad de superficie: $\sigma =F/S_0$

       Pascal (Pa $=$ N/m${}^2$)

    Apartado b

    1. 1. Tensión ${\sigma }_y$

       Es la tensión que marca el fin de la zona elástica (punto 2): a partir de ella aparecen deformaciones plásticas

       Límite elástico (límite de fluencia)

    2. 2. Tensión ${\sigma }_u$

       Es el valor máximo de la tensión en la curva (punto 5), tras el cual aparece la estricción

       Resistencia a la tracción (tensión máxima o de rotura por tracción)

    3. 3. Deformación en el punto 4

       El punto 4 está en la zona plástica; si se descargara, la deformación elástica correspondiente se recuperaría y la plástica quedaría

       Ambas: elástica y plástica

    4. 4. Módulo de Young

       En la zona elástica la curva es una recta de pendiente $E=\sigma /\epsilon$

       $E=\tan \alpha$

    Respuesta final: Pa; ${\sigma }_y$ límite elástico; ${\sigma }_u$ resistencia a la tracción; punto 4: elástica y plástica; $E=\tan \alpha$.

11. 11. 2016 · Extraordinaria 2016 · Ejercicio 2A · Opción A

    Se debe elegir el material de la estructura del robot.

    • a)Describir al menos tres posibles materiales a utilizar para la construcción de la estructura, comparando ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos, en función de características tales como peso, rigidez, fragilidad, tenacidad, elasticidad, coste, resistencia a la corrosión y/o cualquier otro que consideres oportuno.

    Apartado a

    1. 1. Aleaciones de aluminio

       Densidad $\approx 2,7$ g/cm${}^3$; $E\approx 70$ GPa

       Aluminio

    2. 2. Aleaciones de titanio

       Densidad $\approx 4,5$ g/cm${}^3$; $E\approx 110$ GPa

       Titanio

    3. 3. Materiales compuestos de fibra de carbono

       Densidad $\approx 1,6$ g/cm${}^3$ y rigidez muy alta en la dirección de las fibras

       Fibra de carbono

    4. 4. Acero (aleado o inoxidable)

       Densidad $\approx 7,85$ g/cm${}^3$; $E\approx 210$ GPa

       Acero

    5. 5. Elección

       En una misión espacial el peso es crítico y los materiales se eligen por su resistencia y rigidez específicas

       Aluminio y titanio

    Respuesta final: Aluminio (ligero y barato), titanio (muy resistente, caro) y fibra de carbono (ligera y rígida, frágil) frente al acero (barato pero pesado); se prefieren aluminio y titanio.

12. 12. 2016 · Extraordinaria 2016 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2. Un cable de acero de 10 m de longitud y 60 $m{m}^2$ de sección, al someterlo a una carga axial de 100 kN, llega a medir 10,065 m.

    • a)Calcular la deformación unitaria ($\epsilon$) y el esfuerzo unitario ($\sigma$) en kiloPascales (kPa).

    Apartado a

    1. 1. Deformación unitaria

       $\epsilon =\frac{\Delta L}{L_0}=\frac{10,065-10}{10}$

       $\epsilon =6,5\cdot 10^{-3}$ (0,65 %)

    2. 2. Esfuerzo unitario

       $\sigma =\frac{F}{S}=\frac{100000\text{N}}{60\cdot 10^{-6}{\text{m}}^2}\approx 1,667\cdot 10^9\text{Pa}$

       $\sigma \approx 1,67\cdot 10^6$ kPa $=1667$ MPa

    3. 3. Comprobación

       Módulo de elasticidad del material: $E=\sigma /\epsilon \approx 1667/0,0065\approx 256000$ MPa

       —

    Respuesta final: $\epsilon =6,5\cdot 10^{-3}$ y $\sigma \approx 1,67\cdot 10^6$ kPa (1667 MPa).

13. 13. 2016 · Extraordinaria 2016 · Ejercicio 4B · Opción B

    Cuestión 2.

    • a)Indicar qué material emplearía para fabricar la carcasa externa que protege al robot. Enumerar un mínimo de tres propiedades, o ventajas frente a otros posibles materiales, que justifiquen la elección anterior.

    Apartado a

    1. 1. Material

       ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), o policarbonato, moldeado por inyección

       ABS

    2. 2. Propiedades

       Baja densidad ($\approx 1,05$ g/cm${}^3$): menos peso y más autonomía. Buena resistencia al impacto: soporta golpes con muebles. Aislante eléctrico: protege de contactos con la electrónica. Fácil de moldear en formas complejas, con buen acabado y bajo coste, y reciclable

       Ligero, tenaz, aislante y barato

    Respuesta final: ABS: ligero, resistente al impacto, aislante, fácil de moldear y barato.

14. 14. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 3A · Opción A

    Cuestión 1.

    • a)Describir tres tipos de ensayo de dureza por penetración estática, señalando algún inconveniente de cada uno de ellos.

    Apartado a

    1. 1. Brinell (HB)

       Se presiona una bola de acero o metal duro de diámetro $D$ con carga $F$ y se mide el diámetro $d$ de la huella: $HB=\frac{2F}{\pi D(D-\sqrt{D^2-d^2})}$

       Brinell

    2. 2. Vickers (HV)

       Penetrador piramidal de diamante de base cuadrada y $136^{\circ }$ entre caras; se miden las diagonales $d$ de la huella: $HV\approx 1,854F/d^2$

       Vickers

    3. 3. Rockwell (HRB, HRC)

       Penetrador cónico de diamante de $120^{\circ }$ (HRC) o bola de acero (HRB) con una precarga y una carga principal; se lee la profundidad residual directamente en el durómetro

       Rockwell

    Respuesta final: Brinell (bola), Vickers (pirámide de diamante) y Rockwell (cono de diamante o bola), cada uno con sus limitaciones.

15. 15. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1.

    • a)Describir la diferencia entre el temple y el revenido de un acero.

    Apartado a

    1. 1. Temple

       Se calienta el acero por encima de la temperatura crítica (austenización, entre 800 y 900 °C según el carbono), se mantiene y se enfría rápido en agua o aceite: se forma martensita

       Dureza y fragilidad

    2. 2. Revenido

       Después del temple se calienta de nuevo a una temperatura inferior a la crítica (150-650 °C) y se enfría lentamente

       Tenacidad

    3. 3. Diferencia

       El temple endurece y fragiliza; el revenido se aplica siempre después para equilibrar. Temple y revenido a alta temperatura se llama bonificado

       —

    Respuesta final: El temple da dureza (y fragilidad) por enfriamiento rápido; el revenido, posterior y a menor temperatura, devuelve tenacidad a costa de algo de dureza.

16. 16. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 4B · Opción B

    Cuestión 2.

    • a)Identificar tres tipos de enfermedades profesionales ligadas a la manipulación de materiales e indicar un ejemplo de cada una.

    Apartado a

    1. 1. Enfermedades respiratorias por polvo

       La inhalación de polvo mineral produce neumoconiosis

       Silicosis o asbestosis

    2. 2. Enfermedades de la piel

       Dermatitis por contacto con sustancias irritantes o alergénicas

       Dermatitis por cemento

    3. 3. Intoxicaciones por metales o productos químicos

       Absorción de metales pesados o vapores por inhalación o piel

       Saturnismo (plomo)

    4. 4. Trastornos musculoesqueléticos

       Lesiones por levantamiento y manipulación manual de cargas

       Lumbalgia

    Respuesta final: Neumoconiosis (silicosis, asbestosis), dermatitis de contacto (cemento), intoxicación por metales (saturnismo) y lesiones musculoesqueléticas (lumbalgia).

17. 17. 2015 · Extraordinaria 2015 · Ejercicio 2B · Opción B

    Se deben construir los elementos A (bastidor), B (recinto cerrado) y C (mesa) de la máquina.

    • a)Indicar los materiales más adecuados para construir los elementos A, B y C y propiedades asociadas justificando la respuesta e indicando las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos.

    Apartado a

    1. 1. A: bastidor

       Perfiles de aleación de aluminio extruido (o acero estructural)

       Aluminio (o acero)

    2. 2. B: recinto cerrado

       Chapa de acero inoxidable o de acero pintado, o plástico (metacrilato o policarbonato) en la puerta

       Acero inoxidable

    3. 3. C: mesa de trabajo

       Placa mecanizada de aluminio (por ejemplo 6061) o acero con ranuras en T para el amarre

       Aluminio mecanizable

    Respuesta final: A: perfiles de aluminio o acero. B: chapa de acero inoxidable (puerta de plástico transparente). C: placa de aluminio o acero ranurada.

18. 18. 2015 · Extraordinaria 2015 · Ejercicio 3A · Opción A

    Cuestión 1.

    • a)Indicar dos tipos de materiales que puedan emplearse para fabricar la cubeta de la hormigonera e indicar tres propiedades de cada uno que justifiquen su elección.

    Apartado a

    1. 1. Acero (chapa de acero al carbono)

       Chapa embutida o soldada, pintada o galvanizada

       Acero

    2. 2. Polietileno de alta densidad (HDPE)

       Plástico termoplástico moldeado por rotomoldeo

       HDPE

    Respuesta final: Acero (resistente, duro y soldable) y HDPE (ligero, anticorrosivo y tenaz).

19. 19. 2015 · Extraordinaria 2015 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1.

    • a)Para los materiales anteriormente seleccionados indicar el procedimiento de reciclaje.

    Apartado a

    1. 1. Aluminio

       Recogida de chatarra, clasificación por aleaciones, trituración, fusión en horno y colada en lingotes

       Fusión del aluminio

    2. 2. Acero y acero inoxidable

       Separación magnética de la chatarra (el inoxidable austenítico no es magnético, se clasifica con análisis), fusión en horno de arco eléctrico y colada

       Fusión del acero

    3. 3. Plásticos

       Los termoplásticos (metacrilato, policarbonato) se clasifican por tipo, trituran, lavan y funden en granza

       Reciclado mecánico

    4. 4. Líquido refrigerante

       Se entrega a un gestor autorizado: se separa el aceite y se depura (filtración, centrifugación), y el residuo se trata como residuo peligroso

       Gestor autorizado

    Respuesta final: Los metales se separan y funden (horno eléctrico para el acero, horno de fusión para el aluminio); los plásticos se trituran y granzan; el refrigerante va a un gestor autorizado.

20. 20. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1. Para el sistema de alimentación se emplea una batería.

    • a)Describir cómo es su proceso de reciclado.

    Apartado a

    1. 1. Recogida

       No se tira a la basura: se entrega en un punto limpio o en un punto de recogida de pilas y baterías, a un gestor autorizado

       Recogida selectiva

    2. 2. Preparación

       Clasificación por tipo (Li-ion o polímero de litio, NiMH, Pb), descarga y desmontaje, y trituración controlada

       Clasificación y trituración

    3. 3. Recuperación de materiales

       Pirometalurgia (fusión para recuperar cobalto, níquel y cobre) o hidrometalurgia (disolución en medio ácido y precipitación para recuperar litio, cobalto, níquel y manganeso)

       Metales recuperados

    4. 4. Destino

       Los metales recuperados vuelven a fabricar baterías u otros productos; los residuos no valorizables se eliminan en depósitos controlados

       —

    Respuesta final: Recogida selectiva, clasificación y trituración, recuperación de metales por vía pirometalúrgica o hidrometalúrgica y eliminación segura del resto.

21. 21. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2.

    • a)Dibujar un diagrama esfuerzo-deformación correspondiente a un ensayo de tracción e identificar las partes del diagrama.

    Apartado a

    1. 1. Zona elástica

       Tramo recto desde el origen hasta el límite elástico ${\sigma }_e$: $\sigma =E\cdot \epsilon$ (ley de Hooke); al descargar la probeta recupera su longitud

       Elástica lineal

    2. 2. Zona de fluencia

       Tras ${\sigma }_e$ la probeta se alarga con tensión casi constante: deformación plástica

       Fluencia

    3. 3. Zona plástica con endurecimiento

       La tensión vuelve a crecer hasta el máximo ${\sigma }_r$ (resistencia a tracción) con deformación uniforme y permanente

       Deformación plástica uniforme

    4. 4. Estricción y rotura

       A partir de ${\sigma }_r$ la deformación se concentra en un estrechamiento (estricción), la tensión nominal baja y la probeta rompe

       Rotura

    Respuesta final: Curva con tramo elástico recto (pendiente $E$), límite elástico, fluencia, endurecimiento hasta ${\sigma }_r$, estricción y rotura.

22. 22. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 5B · Opción B

    Cuestión 3.

    • a)Escoger el tipo de material más adecuado para la estructura y describir las principales propiedades que debería tener.

    Apartado a

    1. 1. Material elegido

       Plástico reforzado con fibra de carbono (en brazos y bastidor); alternativas más baratas: nailon o ABS reforzado, y aluminio

       Fibra de carbono

    2. 2. Propiedades

       Muy baja densidad ($\approx 1,6$ g/cm${}^3$) y alta rigidez y resistencia específicas; buena resistencia a la fatiga por vibraciones; tenacidad suficiente ante golpes en el aterrizaje; no se corroe; se moldea en formas ligeras

       Ligero, rígido y resistente

    Respuesta final: Fibra de carbono: ligera, rígida, resistente a la fatiga y a la corrosión.

23. 23. 2014 · Extraordinaria 2014 · Ejercicio 3A · Opción A

    Cuestión 1.

    • a)Indicar qué tipo de material sería más adecuado emplear para la construcción de los discos de trituración. Describir brevemente los tratamientos térmicos que se le podrían aplicar.

    Apartado a

    1. 1. Material

       Acero aleado para herramientas o acero de alto contenido en carbono (con Cr, Mo, V) que admite temple

       Acero aleado templado

    2. 2. Temple

       Calentar por encima de la temperatura de austenización (en torno a 800-900 °C), mantener y enfriar rápido (agua o aceite): se forma martensita

       Dureza máxima

    3. 3. Revenido

       Recalentar el acero templado a una temperatura inferior a la crítica (150-600 °C) y enfriar lento

       Tenacidad y menos tensiones

    4. 4. Otros

       Recocido (ablandar para mecanizar antes del temple) y tratamientos superficiales (cementación, nitruración) para tener un núcleo tenaz y una superficie dura

       —

    Respuesta final: Acero aleado de herramientas, templado y revenido (y, si se quiere, cementado o nitrurado).

24. 24. 2014 · Extraordinaria 2014 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2.

    • a)¿Qué tipos de tratamientos más comunes pueden recibir los residuos sólidos urbanos una vez recogidos? Explicar básicamente en qué consisten.

    Apartado a

    1. 1. Recogida selectiva y reciclaje

       Separación por fracciones (envases, papel y cartón, vidrio, orgánico), clasificación en planta y envío a recuperadores

       Reciclaje

    2. 2. Compostaje y biometanización

       La fracción orgánica se descompone con microorganismos: compostaje (con aire, da abono) o digestión anaerobia (sin aire, da biogás)

       Valorización de la materia orgánica

    3. 3. Incineración con recuperación de energía

       Combustión controlada a alta temperatura que genera electricidad y calor y reduce el volumen; requiere depurar los gases

       Valorización energética

    4. 4. Vertedero controlado

       Depósito en celdas impermeabilizadas con recogida de lixiviados y captación del biogás; es el último recurso para el rechazo

       Eliminación

    Respuesta final: Reciclaje tras recogida selectiva, compostaje o biometanización, incineración con recuperación de energía y vertedero controlado.

25. 25. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1.

    • a)¿Qué material se podría emplear para el soporte (eje y plataforma sobre la que se apoya el panel solar) del sistema fotovoltaico? ¿Qué propiedades debería tener el material empleado?

    Apartado a

    1. 1. Material recomendado

       Acero estructural (por ejemplo S275) galvanizado en caliente para el poste, el eje y la plataforma; alternativa: aleación de aluminio

       Acero galvanizado

    2. 2. Propiedades necesarias

       Resistencia mecánica y rigidez altas (acero: $E\approx 210$ GPa) para no deformarse con el viento; tenacidad (no rompe de forma frágil con golpes o fatiga por rachas); resistencia a la corrosión (galvanizado); soldabilidad y mecanizado; bajo coste

       Resistencia, rigidez, tenacidad, corrosión

    Respuesta final: Acero estructural galvanizado: resistente, rígido, tenaz, soldable, económico y protegido contra la corrosión.

26. 26. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2.

    • a)Enumerar y describir cinco propiedades mecánicas de los materiales.

    Apartado a

    1. 1. Elasticidad

       Capacidad de recuperar la forma original al retirar la carga; se mide con el módulo de Young $E=\sigma /\epsilon$ en la zona elástica

       Elasticidad (módulo $E$)

    2. 2. Plasticidad y ductilidad

       Plasticidad: deformación permanente sin romper. Ductilidad: capacidad de estirarse en hilos; maleabilidad: de laminarse en láminas

       Plasticidad

    3. 3. Dureza

       Resistencia a ser rayado o penetrado; se mide con ensayos Brinell, Vickers, Rockwell o la escala de Mohs

       Dureza

    4. 4. Tenacidad y fragilidad

       Tenacidad: energía absorbida hasta la rotura (ensayo Charpy). Fragilidad: rotura sin deformación plástica apreciable, es lo contrario

       Tenacidad

    5. 5. Resistencia mecánica y fatiga

       Resistencia: tensión máxima que soporta (${\sigma }_e$ límite elástico, ${\sigma }_r$ rotura) en tracción, compresión, flexión o cortadura. Fatiga: rotura bajo cargas variables repetidas por debajo del límite elástico

       Resistencia / fatiga

    Respuesta final: Elasticidad, plasticidad, dureza, tenacidad y resistencia mecánica (también fragilidad, ductilidad, maleabilidad y fatiga), con su ensayo característico.

27. 27. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 5A · Opción A

    Cuestión 3.

    • a)Escoger dos tipos de materiales y describir para los mismos algún proceso de reciclaje.

    Apartado a

    1. 1. Acero (metal férrico)

       Recogida selectiva y chatarra clasificada (separación magnética de los férricos); trituración o compactado; fusión en horno eléctrico de arco con colada continua; el acero vuelve a laminarse

       Reciclado de acero en horno de arco eléctrico

    2. 2. Plástico PET (termoplástico)

       Recogida selectiva (contenedor amarillo), separación por tipo, trituración, lavado, secado y extrusión en granza (reciclado mecánico) para fabricar fibras, láminas o nuevos envases

       Reciclado mecánico del PET

    3. 3. Beneficios

       Menos residuos y vertido, ahorro de materia prima virgen y de energía, menor emisión de $C{O}_2$

       —

    Respuesta final: Acero: chatarra, separación magnética, fundición en horno de arco y colada. PET: separación, triturado, lavado y extrusión en granza.

28. 28. 2013 · Extraordinaria 2013 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1.

    • a)¿Qué material se podría emplear para fabricar la plataforma? ¿Qué propiedades debería tener el material empleado?

    Apartado a

    1. 1. Material

       Aleación de aluminio (chapa lagrimada o perfil extruido) o acero estructural S355 galvanizado

       Aluminio o acero

    2. 2. Propiedades

       Resistencia y rigidez a flexión (soporta cargas de cientos de kg), ligereza, resistencia a la corrosión y a la intemperie, superficie antideslizante, soldabilidad y tenacidad frente a golpes

       Propiedades necesarias

    Respuesta final: Aluminio (ligero, antideslizante, resistente a la corrosión) o acero galvanizado (más barato y resistente, pero pesado).

29. 29. 2013 · Extraordinaria 2013 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2. Para el sistema de carga de los pollos se emplea una aleación metálica conformada.

    • a)¿En qué consiste el conformado metálico? ¿Qué técnica sería la más adecuada para este caso?

    Apartado a

    1. 1. Definición

       Conjunto de procesos que dan forma al metal mediante deformación plástica o fusión y colada, sin eliminar material en forma de viruta

       Cambio de forma sin arranque de viruta

    2. 2. Técnica adecuada

       Los espetones son varillas o alambres de acero inoxidable con tramos doblados: trefilado (o laminado y estirado) de la varilla y doblado o curvado en frío, con soldadura de las puntas

       Trefilado + doblado en frío

    Respuesta final: El conformado da forma al metal por deformación sin arrancar viruta; para los espetones, trefilado y doblado en frío de varilla de acero inoxidable.

30. 30. 2013 · Ordinaria 2013 · Ejercicio 4A · Opción A

    Cuestión 2.

    • a)Identificar tres tipos de ensayos no destructivos de materiales e indicar para qué se emplean.

    Apartado a

    1. 1. Líquidos penetrantes

       Se aplica un líquido coloreado o fluorescente que penetra por capilaridad en las grietas, se limpia el exceso y un revelador lo saca

       Detecta grietas superficiales en cualquier material no poroso

    2. 2. Partículas magnetizables

       Se magnetiza la pieza y se esparce polvo de hierro: se acumula en las fugas de flujo magnético de las grietas

       Detecta grietas superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos

    3. 3. Ultrasonidos y radiografía

       Ultrasonidos: un palpador emite ondas que se reflejan en los defectos internos y se mide el eco. Radiografía: rayos X o gamma atraviesan la pieza y un detector registra la imagen

       Detectan defectos internos (poros, inclusiones, falta de fusión) y miden espesores

    Respuesta final: Líquidos penetrantes (grietas superficiales), partículas magnéticas (grietas en ferromagnéticos) y ultrasonidos o radiografía (defectos internos).

31. 31. 2012 · Extraordinaria 2012 · Ejercicio 4B · Opción B

    Cuestión 2.

    • a)Enumerar tres materiales utilizados en la construcción del frigorífico, en qué parte se emplean y qué propiedad se busca con ellos.

    Apartado a

    1. 1. Espuma de poliuretano

       Aislamiento de las paredes del armario y de la puerta

       Baja conductividad térmica ($\lambda \approx 0,02\text{-}0,03$ W/m·K)

    2. 2. Acero prelacado o esmaltado

       Carcasa exterior y puerta

       Resistencia mecánica, a la corrosión y buen acabado

    3. 3. Cobre o aluminio

       Tubos y placas del evaporador y el condensador

       Alta conductividad térmica ($\approx 400$ W/m·K el cobre y $\approx 235$ el aluminio)

    Respuesta final: Poliuretano (aislante, baja conductividad), acero prelacado (resistencia y acabado en la carcasa) y cobre o aluminio (alta conductividad en los intercambiadores).

32. 32. 2011 · Extraordinaria 2011 · Ejercicio 2B · Opción B

    [Continuación del ejercicio práctico sobre la cisterna.]

    • a)Analizar los materiales que podrían emplearse en la fabricación de cada uno de los elementos de la cisterna. Indicar las propiedades principales que deberían presentar, proponiendo diferentes alternativas y enumerando sus ventajas e inconvenientes.

    Apartado a

    1. 1. Depósito

       Porcelana vitrificada o plásticos (polipropileno, ABS)

       Propiedades: impermeable, no se oxida, resistente al agua y a los cambios de temperatura. Porcelana: dura, higiénica y pesada, pero frágil. Plástico: ligero y barato, aunque menos rígido y con rayado

    2. 2. Boya y brazo

       Polipropileno o poliestireno expandido para la boya; latón o plástico para el brazo

       Propiedades: baja densidad (flota), estanca, resistente a la corrosión. El latón es duradero y más caro; el plástico, barato pero se deforma

    3. 3. Válvulas y juntas

       Latón o POM (poliacetal) en el cuerpo; caucho EPDM o silicona en las juntas

       Propiedades: resistencia al agua y a la cal, estanqueidad y elasticidad; el caucho se endurece con los años y debe reemplazarse

    4. 4. Pulsador y mecanismo

       ABS cromado, acero inoxidable o latón

       Propiedades: resistencia mecánica y a la corrosión; el inoxidable es más caro y duradero

    Respuesta final: Depósito en porcelana o plástico; boya en polipropileno; válvulas de latón o POM con juntas de goma EPDM; pulsador en ABS cromado o inoxidable.

33. 33. 2011 · Extraordinaria 2011 · Ejercicio 5A · Opción A

    Cuestión 3.

    • a)Enumerar procesos de tratamiento mecánico en frío y añadir en cada uno de ellos un ejemplo de aplicación.

    Apartado a

    1. 1. Laminado en frío

       Reducción de espesor entre rodillos por debajo de la temperatura de recristalización

       Chapa fina de acero para carrocerías y electrodomésticos

    2. 2. Trefilado y estirado

       Se pasa el material por una hilera o matriz que reduce la sección

       Alambres, cables y barras de precisión

    3. 3. Embutición y estampación

       Una chapa se conforma entre punzón y matriz

       Fregaderos, carrocerías, latas de bebida

    4. 4. Doblado, curvado y plegado

       Se curva la chapa o el perfil con prensa o rodillos

       Perfiles y tubos curvados, cubiertas

    5. 5. Extrusión y forja en frío

       El metal se empuja por una matriz o se comprime en un molde a temperatura ambiente

       Tornillos, remaches y tubos de aluminio

    Respuesta final: Laminado, trefilado, embutición, doblado y extrusión/forja en frío: chapa, alambre, carrocerías, perfiles y tornillos. Producen acritud (más dureza y resistencia, menos ductilidad).

34. 34. 2011 · Ordinaria 2011 · Ejercicio 3B · Opción B

    Cuestión 1.

    • a)Enumerar los distintos tipos de materiales que podrían emplearse en la cinta de recogida de equipajes. Indicar ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos.

    Apartado a

    1. 1. Acero inoxidable o acero galvanizado

       Placas o bastidor metálico

       Ventajas: resistencia, durabilidad, soporta mucho peso. Inconvenientes: pesado, ruidoso y puede dañar los equipajes

    2. 2. Aluminio

       Perfiles y placas de aleación ligera

       Ventajas: ligero, resiste la corrosión y se mecaniza bien. Inconvenientes: más caro y menos rígido que el acero

    3. 3. Caucho o PVC/poliuretano con tejido

       Banda flexible reforzada o recubrimientos de las placas

       Ventajas: silencioso, buen agarre y no daña los equipajes. Inconvenientes: se desgasta y se corta

    4. 4. Plásticos técnicos (polietileno, poliamida)

       Guías, rodillos y piezas de deslizamiento

       Ventajas: bajo rozamiento, baratos y ligeros. Inconvenientes: menor resistencia mecánica y al desgaste

    Respuesta final: Acero (resistente, pesado), aluminio (ligero, más caro), goma o poliuretano (silencioso, se desgasta) y plásticos técnicos (poco rozamiento, menor resistencia).

35. 35. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 2B · Opción B

    [Continuación del ejercicio práctico sobre los vehículos solares.]

    • a)Comentar los diferentes materiales con los que construirías la estructura y la carrocería del vehículo, indicando las propiedades que debería tener cada uno en función de los objetivos que se persiguen.

    Apartado a

    1. 1. Estructura: acero aleado

       Tubos de acero al cromo-molibdeno soldados

       Propiedades: alta resistencia, tenacidad y soldabilidad; inconveniente, la mayor densidad ($\approx 7850$ kg/m${}^3$)

    2. 2. Estructura: aluminio

       Perfiles de aleaciones 6061 o 7075

       Densidad $\approx 2700$ kg/m${}^3$, buena resistencia específica y resistencia a la corrosión; inconveniente, menor resistencia a fatiga y soldadura más cuidadosa

    3. 3. Estructura: fibra de carbono

       Monocasco de laminado sándwich con resina epoxi

       Mayor rigidez y resistencia específicas, muy ligero; inconveniente, coste alto y reparación difícil

    4. 4. Carrocería

       Fibra de carbono o de vidrio con núcleo de espuma o panal; policarbonato en la cúpula

       Propiedades: baja densidad, forma aerodinámica fácil de moldear, rigidez, acabado liso y resistencia al impacto

    Respuesta final: Estructura en acero aleado, aluminio o fibra de carbono según presupuesto y peso; carrocería en composite ligero, moldeable y aerodinámico.

36. 36. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 3A · Opción A

    Cuestión 1.

    • a)¿Qué tipo de material emplearías en la construcción del contenedor? ¿Qué propiedades serían necesarias?

    Apartado a

    1. 1. Material

       Acero estructural al carbono (S235 o S355) laminado y soldado, o acero resistente a la intemperie (tipo Corten)

       Chapa de acero

    2. 2. Propiedades

       Resistencia mecánica y límite elástico alto; tenacidad para golpes de la carga; resistencia al desgaste (abrasión); soldabilidad; resistencia a la corrosión (pintura o galvanizado); buena relación coste-peso

       Propiedades necesarias

    Respuesta final: Acero estructural soldado (S235-S355 o Corten): resistente, tenaz, soldable y barato; protegido contra la corrosión.

37. 37. 2010 · Ordinaria 2010 · Ejercicio 5A · Opción A

    Cuestión 3.

    • a)Describir procedimientos de reciclaje de la chatarra metálica.

    Apartado a

    1. 1. Recogida y clasificación

       Separación por tipo de metal: los férricos con electroimán y los no férricos (aluminio, cobre) por corrientes de Foucault, densidad o análisis óptico

       Chatarra clasificada

    2. 2. Preparación

       Trituración, cizallado o compactado en balas; eliminación de pinturas, plásticos y aceites

       Chatarra preparada

    3. 3. Fusión y afino

       Acero en horno de arco eléctrico; aluminio y cobre en hornos de reverbero o de crisol; se eliminan impurezas, se ajusta la composición y se cuela en lingotes o semiproductos

       Metal secundario

    4. 4. Ventajas

       Ahorro de materia prima y de energía (alrededor del 95 % en el aluminio y más del 60 % en el acero), menos emisiones y menos residuos

       Beneficio ambiental y económico

    Respuesta final: Clasificar (electroimán, Foucault), triturar o compactar, fundir en horno de arco o de crisol, afinar y colar; ahorra energía y materias primas.

selectia · resolución completa en https://tuselectividad.com/selectividad/comunitat-valenciana/tecnologia-e-ingenieria/tec-materiales