Materiales con aplicación deportiva.

Los nuevos materiales representan hoy en día la próxima revolución tecnológica, con nuevas propiedades que los hacen mejores que los materiales convencionales. Podemos encontrar materiales ultra elásticos, autorreparadores y más resistentes. Y un sector importante que los está explotando es sin duda el deportivo.
Materiales y deportes:
Todos los deportes han experimentado una destacada evolución no sólo a partir de la mejora en el conocimiento del cuerpo humano y su reflejo en las técnicas de entrenamiento sino también, y en gran medida, en virtud de los avances tecnológicos verificados en la implementación de nuevos materiales. Hoy, gran parte de los resultados alcanzados por un deportista está mediado por la calidad tecnológica de su equipamiento, los materiales de los que éste está hecho, etc.
Ciclismo:
Los avances tecnológicos en el área de la química y los materiales ha permitido a estos deportistas conseguir mayores velocidades y, a la vez, mejor rendimiento físico: la sustitución del acero y el aluminio en la composición de la bicicleta por nuevos materiales tales como la fibra para-aramida y la fibra de carbono, mejoraron la solidez, la ligereza así como el peso del cuadro. Por otra parte, la química también está presente en el asiento: los actuales están recubiertos de un gel hecho de un elastómero que los hace más confortable y disminuye el dolor gracias a un mejor reparto del peso sobre el mismo. Dicho gel, que se encuentra entre el estado sólido y el líquido, se mantiene elástico durante toda la vida útil de la bicicleta.


Esquí y Snowboard:
En estos deportes, en el que se logran velocidades entre los 100 y 250 km. por hora, aproximadamente, el uso de nuevos materiales se vincula no sólo a la posibilidad de alcanzar mayor celeridad y destreza, sino también más seguridad en el caso de posibles accidentes. En este sentido, si antes los esquís y palos clásicos estaban realizados con una combinación de madera y metal, en la actualidad se ha optado por materiales de base sintética como la espuma de poliuretano, la fibra de vidrio y los plásticos epoxi, que los hacen duraderos, ligeros y confiables.
Por otro lado, dado que algún tropezón a esa velocidad y sobre la nieve o el hielo pueden generar quemaduras, se fabrican ropas especiales, con tejidos extremadamente resistentes, surgidos de la mezcla de sustancias químicas como, por ejemplo, para-aramida, poliamida, elastano y politetrafluoroetileno. Gracias a los materiales sandwich ultraligeros se reduce el peso de los snowboards. Antes, estas tablas estaban compuestas de una combinación de varios materiales. Sin embargo, la madera utilizada a menudo en el núcleo siempre ha implicado un cierto peso.
Fútbol:
Otro caso ejemplar de los beneficios deportivos alcanzados con el desarrollo de nuevos materiales, se evidencia en aquellos que incluyen como elemento fundamental el balón o la pelota. En el caso del fútbol, se ha demostrado desde hace tiempo que las tradicionales pelotas de cuero no sólo carecen de una forma esférica perfecta y poca elasticidad sino también que son permeables al agua, por lo que en días de lluvia se incrementa su peso. Frente a estos inconvenientes, de la mano de la química de los materiales, hoy el cuero ha sido reemplazado por poliuretanos, como material exterior de la pelota, que tiene como cualidades la impermeabilidad y una extrema resistencia a la abrasión. Por otra parte, permite retener el aire hasta 10 veces más tiempo que otras sustancias naturales.
Automovilismo:
Los coches de fórmula 1 están construidos básicamente de materiales composites. Debido a que se necesitan materiales ligeros que puedan disminuir el peso del vehículo y aumentar la potencia y de esta manera ahorrar energía para la carrera. No es ridículo pensar en una total sustitución del acero en la industria de los automóviles.

Raquetas y palos de golf:

Fabricados con materiales tan ligeros, que llegaron a sustituir por completo los utilizados anteriormente realizados totalmente de madera.



Calzado y ropa deportiva:

El calzado y la ropa deportiva en el fútbol y otros deportes también han gozado de las innovaciones en materiales.
El plástico es una auténtica revolución en el mundo del deporte, en lo que se refiere a la elasticidad extrema del equipamiento deportivo, de la funcionalidad de la ropa y el calzado deportivo,
En función de las necesidades y el ámbito de uso, la variación de las propiedades de los plásticos se efectúa mediante mezclas de polímeros y modificaciones de polímeros estándar, que pasan a ser copolímeros, así como un sistema de componentes aditivos, como estabilizadores y materiales de relleno y de refuerzo.
Dado que la mayoría de los deportes conlleva determinados impactos en el pie del deportista, no puede obviarse la necesidad de proteger esa parte del cuerpo. Por esta razón es que las grandes marcas de calzado deportivo invierten en investigación y desarrollo con el objetivo de obtener productos adecuados no sólo para alcanzar mayor rendimiento y comodidad sino también la máxima protección al usuario. Es por esto que mediante el uso de pegamentos y plásticos de alto rendimiento se modifican las propiedades de los materiales empleados en suelas y componentes de zapatos.
Con el material de poliuretano para suelas se pueden ahorrar bastantes gramos frente a las espumas estándar. Combinaciones probadas de agentes propelentes así como aditivos ecológicos garantizan que la capa limítrofe, gruesa y maciza, sólo se forme en el lado inferior de la suela.En este contexto, en los botines de fútbol, nuevos materiales han sustituido a los tradicionales, ofreciendo mejores prestaciones. Encontramos así el uso del policloruro de vinilo, poliuretanos termoplásticos, caucho butilo o poliéster, etc. Además, ya es común escuchar hablar de suelas de una sola pieza, hechas de espuma, que tienen excelentes propiedades de absorción del impacto. Por otra parte, en el resto de la ropa deportiva también se encuentra presente la química y los materiales: El nylon, la lycra, el poliéster y diversas fibras sintéticas se han incorporado a la fabricación de camisetas para permitir absorber mejor la transpiración, mejorar la circulación del aire, hacerlas más livianas, optimizar la temperatura corporal, etc.

MATERIALES METALICOS NO FERRICOS
Aunque los materiales ferricos son los de mayor importancia en tecnología mecánica se han desarrollado otras metalurgias que han ocupado parcelas importantes en la fabricación de maquinas y aparatos.
Entre los materiales no FERRICOS cabe destacar las aleaciones de aluminio gracias a su ligereza y resistencia a la corrosión, han tomado el relevo en muchas aplicaciones en que estas propiedades son determinantes. Las aleaciones de cobre han seguido un proceso casi inverso: de ser antecesoras de los materiales feéricos, han ido cediendo terrenos a otros materiales, en gran parte debido a su elevada densidad y a su coste.
Otros materiales metálicos (aleaciones de magnesio, cinc, níquel y titanio) encuentran aplicaciones especificas q han originado un mercado propio, aunque limitado.


· Aluminio y sus aleaciones
El aluminio es un metal que se caracteriza por su baja densidad por su resistencia a la corrosión y por ser buen conductor de la electricidad y del calor. Sus PROPIEDADES MECANICAS (resistencia a la tracción, rigidez y dureza) son muchos menores que la del acero, pero su coste final es compensado en gran medida por su baja densidad.
El aluminio es un material reciente que se fabrica industrialmente desde hace solo un siglo.
Gracias a sus excelentes propiedades encuentra nuevos campos de aplicación siendo la aviación uno de los grandes impulsores del desarrollo del aluminio a partir de la segunda guerra mundial.
El aluminio presenta varias familias de aleaciones con propiedades específicas:
1. aluminio puro: utilizado en aplicaciones eléctricas (conductores, motores eléctricos) y como recubrimiento (papel de aluminio)
2. aleaciones de aluminio-cobre d resistencia mecánica elevada, pero moderada resistencia a la corrosión, utilizadas en aviaciones y piezas mecánicas.
3. aleaciones de aluminio-magnesio, muy resistentes a la corrosión, utilizados en aplicaciones navales y en carrocerías de vehículos
4. aleaciones de aluminio magnesio-silicio, materiales con un conjunto equilibrado de propiedades, utilizados para perfiles extruidos y aplicaciones de carpintería metálica
5. aleaciones de aluminio-silicio muy adecuado para fundir y moldear, aunque de resistencia mecánica moderada.

· Cobre y bronces
El cobre aleado con el estaño forma el bronce.
El cobre se destaca por su excelente conducción a la electricidad y del calor, así como por su resistencia a la corrosión, propiedades que dan origen a la mayor parte de sus aplicaciones.
Los principales materiales derivados del cobre utilizados en tecnología mecánica son el cobre puro, los bronces.
El cobre puro, se utiliza como conductor eléctrico, como conductor del calor y en aplicaciones de resistencia a la corrosión.
El bronce tradicional se destaca por su tenacidad. Existen también bronce al aluminio, para piezas de alta resistencia mecánica, lo mismo que los bronces al berilio y que son aptos para fabricar muelles conductores de la electricidad.
FABRICACION
· fundición y moldeo
Constituyen un proceso de conformación propio de los metales, que se basa en el calentamiento de una aleación con un horno hasta su fusión (fundición) y su posterior introducción y solidificación dentro de un molde.
Entre los procesos de fundiciones las diferencias radican en la forma de construir el molde y métodos de introducción del metal en su interior.
· Deformación metálica
Al ser sometidos grandes fuerzas, los metales tiene la virtud de deformarse plasticamente, lo que da origen a varios procesos de conformación con el material tanto en frío como en caliente
Si la conformación se realiza en frío, el metal se vuelve cada vz mas frío y resistente, pero también mas frágil y difícil de trabajar (adquiere Acritud),hasta que llega un momento que en vez de deformarse se fragmenta.
Si la conformación se realiza en caliente, el metal puede deformarse indefinidamente, pero resulta un material mas blando y menos resistente que con la conformación en frío.


PLASTICOS
Los plásticos encuentran múltiples aplicaciones por sus interesantes propiedades,cmo su baja densidad, al ser aislantes del calor y de la electricidad. Constituyen limitaciones las bajas temperaturas de utilización y la poca resistencia y rigidez.
Las principales familias son:
ü Polietilenos: de gran resistencia química y utilización muy extendida, se utiliza para bolsas transparentes, tuberías de gas, etc.
ü Polipropileno; de características mecánicas y utilización extendida como para objetos resistentes al agua hirviendo, piezas de plásticos que deben doblarse.
ü Poliestireno: muy rígido, transparente y frágil es utilizado para carcazas de televisores, bolígrafos, etc.
ü Cloruro de polivinilo: rígido y muy resistentes a la intemperie, utilizado como para marcos de ventanas, etc. Aunque su uso esta en entredicho porque su combustión contamina la atmosfera; existe una variante de PVC, plastificado que se utiliza para la fabricación de piel artificial.

Los plásticos técnicos tiene propiedades mecánicas (resistencia, rigidez, tenacidad) y térmicas (temperaturas de uso).

FABRICACION
Los procesos de fabricación mas frecuentes en los termoplásticos son la inyección, la extrusión y el termo conformado.
Los termoestables se conforman mediante diversos tipos de moldeo.
Los materiales expandidos se conforman por moldeo o por inyección en un proceso que a la vez provoca la expansión del material.

INYECCION, EXTRUSION Y TERMOCONFORMADO
El moldeo por inyección es el proceso mas utilizado en la transformación de los plásticos. Consiste en plastificar el material mediante calor y presión e inyectarlo bajo presión en un molde refrigerado donde el material se solidifica rápidamente. Después se abre el molde y se extrae la pieza.
La extrusión, el material plastificado es sometido a presión dentro de un cilindro con un husillo giratorio y fluye a través de una boquilla que le da la forma de su sección.
El moldeo por soplado 6transforma un tubo de termoplástico obtenido a la salida de una extrusadora en botellas de plásticos y otros envases.
El proceso del termo conformado transforma una lamina del material termoplásticos en piezas con formas en relieve (juguetes, piezas huecas, etc.)
Después de calentar la lamina de termoplástico se la empuja a un molde, ya sea por succión del material mediante vacío o bien por acción mecánica mediante un contra molde, una vez enfriado, se extrae la pieza.