¿Eres ingeniero en el sector industrial o comercial? Si forma parte de un equipo de diseño, debe saber que elegir los mejores materiales de ingeniería es una parte importante de sus operaciones. La elección incorrecta de materiales ha llevado a numerosos desastres, incluido el desastre de la melaza de Boston, el accidente aéreo del cometa de Havilland y el accidente de tren de Echede en 1998.
En ingeniería mecánica, la selección de materiales puede ser una tarea difícil teniendo en cuenta los muchos factores que los ingenieros deben considerar antes de seleccionar materiales. La clave de este proceso es que el material no solo respalda la integridad del diseño, sino que también garantiza la integridad estructural en aplicaciones de campo del mundo real. A la hora de elegir el mejor material para tu diseño, debes prestar atención a varias opciones:
Tabla de contenido
¿Qué opciones tienen los ingenieros?
Hay cuatro materiales comunes de ingeniería mecánica. En primer lugar, están los metales no ferrosos como el acero inoxidable, el acero al carbono, el acero aleado, el hierro fundido y el acero para herramientas. La segunda categoría son los plásticos, que consisten en termoestables y termoplásticos. La categoría de metales no ferrosos abarca titanio, magnesio, cobre, aluminio y tungsteno. Por último, hay adhesivos con una larga lista de siliconas, epoxis, anaeróbicos, termofusibles, etc.
Históricamente, y a través de la investigación, algunos de estos materiales se han convertido en malos libros de ingenieros por una razón u otra. Aquí hay un desglose de 10 materiales de ingeniería que nunca debe usar:
1. Plomo
El plomo es uno de los materiales de ingeniería no ferrosos más interesantes. Tiene buena maleabilidad y un bajo punto de fusión, lo que lo hace ideal para la fundición. El metal se puede reciclar fácilmente, tal vez por eso es abundante. Dado que el plomo también tiene un precio bajo, es de esperar que sea el metal elegido para aplicaciones de diseño de ingeniería.
Como ingeniero de diseño mecánico, una de sus principales preocupaciones es la resistencia del producto/componentes. El plomo no encaja en este aspecto. El metal es muy débil y se ve agravado por sus propiedades de fatiga y fluencia. Incluso los diseños que requieren una resistencia mínima pueden no ajustarse al plomo. Nunca lo use a menos que agregue una aleación al metal. El plomo también es una sustancia muy tóxica y es muy perjudicial para el cuerpo humano si se inhala o se ingiere.
2. Cadmio
El cadmio también está incluido en la lista de 10 materiales de ingeniería que nunca deben usarse. Este metal tóxico es de color blanco grisáceo o blanco azulado en forma de elementos. Este material puede estar presente en pinturas industriales.
Los metales presentan efectos negativos tanto a corto como a largo plazo. Los efectos a corto plazo de la exposición aguda incluyen dolor muscular, dolor de cabeza, debilidad y sudoración. En 24 horas, la víctima puede haber desarrollado edema pulmonar agudo.
A largo plazo, puede contraer cáncer de próstata o pulmón. Generalmente, la víctima sufre primero el daño renal. Los expertos también creen que este metal puede causar osteoporosis, enfisema, anostenia y anemia.
La exposición puede ocurrir por el esmerilado, el corte, la soldadura fuerte y otras actividades relacionadas con el desmantelamiento/reacondicionamiento de estructuras. Es importante evaluar la exposición al cadmio en dichas actividades de mantenimiento o construcción.
3. Amianto
El amianto era un material de ingeniería popular debido a su resistencia al calor y su resistencia. La mayoría de sus aplicaciones fueron en 19ésimo Siglo. Las empresas conocían los peligros de este material desde la década de 1930, pero no fue hasta que la verdad salió a la luz en 1970 que se prohibió.
El amianto se encontraba principalmente en la industria de la construcción y se utilizaba en la construcción de tejas, productos de cemento y baldosas.
¿Cuáles son los peligros de utilizar este material de ingeniería? Es posible que haya oído hablar de casos de mesotelioma asociados con la exposición al asbesto. El mesotelioma es un tipo de cáncer que afecta los pulmones, el corazón o el abdomen. La exposición al material también puede provocar estas otras enfermedades:
- Cáncer de ovario
- asbesto
- cáncer de pulmón
4. Sílice cristalina
Muchos minerales, incluidos el granito y la arena, contienen sílice cristalina. La forma más común de este material es el cuarzo. La exposición a esta sustancia es desenfrenada entre los trabajadores de alto riesgo en sectores como la perforación de rocas, la construcción de túneles y las operaciones de fundición.
La exposición a este material se produce principalmente en la industria de la construcción. El hormigón mixto es una de las actividades que exponen a los trabajadores a este material peligroso.
¿Qué tan peligrosa es la sílice cristalina? El material es un grave carcinógeno pulmonar humano. A veces también puede conducir a condiciones fatales de silicosis. Esta sustancia también puede causar tejido cicatricial en los pulmones. La silicosis incurable puede incluso conducir a la tuberculosis, ya que altera la función pulmonar.
Solución: Evite la sílice cristalina a toda costa.
5. Retardantes de llama halogenados
Estos productos químicos se han utilizado junto con materiales de construcción durante la fase de fabricación. Forman una película protectora para inhibir las reacciones químicas o detener la propagación del fuego. El problema es que cuando estos retardantes se calientan, se convierten en sustancias tóxicas. Si los gases gaseosos formados se mezclan con polvo, pueden ser inhalados o ingeridos. Los efectos de estas toxinas incluyen cáncer, problemas fetales e inmunotoxicidad.
6. Cromo hexavalente
El cromo hexavalente es 6ésimo Oxidación. Esto generalmente se produce durante la soldadura de acero inoxidable, donde el cromo presente inicialmente no es hexavalente, pero este es el caso debido a la alta temperatura producida durante el proceso de soldadura. Otras aplicaciones típicas del cromo VI incluyen aditivos anticorrosivos en pinturas, galvanoplastia y pigmentos de pintura. El cromo VI es un carcinógeno y la exposición a él aumenta el riesgo de cáncer. También causa daños en los ojos, la cavidad nasal y el sistema respiratorio.
7. Uranio empobrecido
El uranio empobrecido (uranio empobrecido) se produce como subproducto de la producción de uranio enriquecido. Cabe señalar que el uranio empobrecido tiende a ser radiactivo solo al 60% del uranio natural.
Se utiliza con mayor frecuencia como proyectil blindado y perforante para aplicaciones militares. Su alta densidad es una de las razones por las que es eficaz como arma porque tiene más penetración (es más denso que el plomo). El uranio empobrecido es radiactivo y, como tal, se considera una opción controvertida para las armas. Cuando las balas de uranio empobrecido alcanzan un objetivo, tienden a contaminar el área alrededor del objetivo, lo que aumenta la probabilidad de inhalación por parte de los civiles. Esto puede aumentar su riesgo de cáncer.
8. Mercurio
El mercurio es un metal atractivo. Se derrite a -38.9oHierve solo a 356.6 in CoC. Por lo tanto, fue ampliamente utilizado en termómetros, barómetros e interruptores de nivel en el pasado. Hoy en día, el mercurio se encuentra en la iluminación y en algunos dispositivos electrónicos. Pero hay una razón por la que siempre se almacena en tubos de vidrio sellados. Esto se debe a que es un material peligroso y altamente tóxico. El mercurio puede ser mortal si se ingiere, causa trastornos del sistema nervioso central, del sistema inmunológico y del sistema digestivo,El mercurio se encuentra actualmente en proceso de eliminación gradual y pronto estará fuera de uso en cualquier capacidad, excepto para aplicaciones extrañas de nicho.
9. Cloruro de polivinilo (PVC)
El PVC es un termoplástico. Los termoplásticos son plásticos que pueden fundirse y modificarse sin pérdida significativa de propiedades mecánicas. El PVC se utiliza en casi todas partes y se suministra como plástico duro y blando. Se utiliza como sustituto del caucho, como la plomería y el envasado de alimentos. Aunque los estudios en animales no han demostrado efectos graves para la salud, no ha habido pruebas concluyentes en humanos, por lo que existe mucha confusión sobre si el PVC es un peligro para la salud durante el uso normal. El final del ciclo de vida de los productos de PVC es otra cuestión, ya que no se pueden incinerar, ya que se emiten humos peligrosos durante la combustión. Además, si se deja en un vertedero, los productos químicos nocivos utilizados durante la producción de PVC comenzarán a filtrarse en el suelo. Esto, a su vez, contamina el agua potable.
10. Bifenilos policlorados (PCB)
10. Bifenilos policlorados (PCB)PCB se refiere a un grupo de productos químicos artificiales que se usaron ampliamente en la industria. Las aplicaciones más típicas incluyen, pero no se limitan a: Plastificantes, transferencia de calor, adhesivos, plásticos. Dado que se ha demostrado que los PCB causan cáncer en animales, la EPA ha prohibido muchos usos. Pero esto no significa que estos productos químicos estén completamente fuera de escena. Precaución Se sospecha que los PCB son cancerígenos, por lo que deben tratarse con respeto cuando se utilizan PCB.
conclusión
Los ingenieros asumen una gran responsabilidad, y un error durante el proceso de diseño puede provocar un accidente mortal o una sustancia tóxica.Puede causar exposición. Hay muchas mercancías peligrosas en el mercado, y el mal uso o malentendido puede causar graves daños al público. Si no hay otra opción, se deben tomar todas las medidas para garantizar que el riesgo se reduzca a un nivel aceptable. Asegúrese de comprender siempre las limitaciones y los peligros de los materiales que utiliza.