Caracterizacion-materiales-reciclables

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CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES RECICLABLES USADOS COMO 
ESTRUCTURA EN LA FABRICACIÓN DE MODELOS PARA FUNDICIÓN POR 
GRAVEDAD 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CRISTIAN CAMILO SERRATO PÉREZ 
COD. 200910267 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA 
TUNJA 
2021
 
 
 
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES RECICLABLES USADOS COMO 
ESTRUCTURA EN LA FABRICACIÓN DE MODELOS PARA FUNDICIÓN POR 
GRAVEDAD 
 
 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE TESIS PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE: 
INGENIERO METALÚRGICO 
 
 
 
 
 
 
PRESENTADO POR: 
 
CRISTIAN CAMILO SERRATO PÉREZ 
COD. 200910267 
 
 
 
 
 
 
 
DIRECTOR DE PROYECTO: 
MSC. FABIO RAÚL PÉREZ VILLAMIL 
MAGISTER EN METALURGIA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA 
TUNJA 
2021
 
 
3 
 
Nota de aceptación 
 
______________________ 
 
______________________ 
 
______________________ 
 
______________________ 
 
______________________ 
 
______________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[Escriba aquí] 
 
4 
 
TUNJA, 3/09/2021 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria: 
 
 
A mis familiares, compañeros, docentes, 
personas y a la UPTC que me enseñaron y prestaron a este 
proyecto su ayuda o sus ideas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS: 
 
 
El autor expresa sus agradecimientos 
 
 Mi Familia (Madre, hermanos, y otros) 
 Ángel Alberto Serrato 
Msc. Fabio Raúl Pérez Villamil 
magister en metalurgia y ciencia de los materiales 
 Familia Ruiz Mendoza 
 Directivos y de la facultad de ingeniería 
Docentes y laboratoristas encargados de laboratorios 
pertenecientes a la universidad 
 
 
[Escriba aquí] 
 
6 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 Pág. 
RESUMEN ............................................................................................................. 16 
OBJETIVOS .......................................................................................................... 18 
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 19 
1. RESIDUOS SÓLIDOS ....................................................................................... 20 
1.1 TIPOS DE RESIDUOS .................................................................................. 21 
1.1.1 Materiales reciclables ................................................................................. 22 
1.1.2 Materiales no reciclables............................................................................ 22 
1.1.3 Biodegradables ........................................................................................... 23 
1.2 SEPARACIÓN EN LA FUENTE ...................................................................... 24 
1.2.1 Recuperación .............................................................................................. 24 
1.2.2 Transformación ........................................................................................... 24 
1.2.3 Reutilización ................................................................................................ 24 
1.2.3.1 Producción: ................................................................................................ 24 
1.2.3.2 Manejo ....................................................................................................... 24 
1.2.3.3. Disposición final ........................................................................................ 25 
1.3 BENEFICIOS ................................................................................................... 25 
1.3.1 Económico ................................................................................................... 25 
1.3.2 Social ........................................................................................................... 25 
2. MATERIALES .................................................................................................... 27 
2.1 METALES ........................................................................................................ 28 
2.2 CERÁMICAS ................................................................................................... 29 
2.3 POLÍMEROS ................................................................................................... 29 
2.4 MATERIALES COMPUESTOS ....................................................................... 32 
2.4.1 Partículas Reforzadas................................................................................. 33 
2.4.2 Fibras reforzadas ........................................................................................ 33 
2.4.3 Estructura .................................................................................................... 35 
2.4.3.1 Laminados ................................................................................................. 35 
2.4.3.2 Panel sándwich .......................................................................................... 35 
2.5 MATERIALES AVANZADOS .......................................................................... 36 
2.6 MADERAS ....................................................................................................... 36 
[Escriba aquí] 
 
7 
 
2.6.1 Composición de la madera ........................................................................ 37 
2.6.2 Contenido de humedad y densidad de la madera .................................... 39 
2.6.3 Propiedades mecánicas de la madera ...................................................... 40 
3. GEOMETRÍA ..................................................................................................... 41 
3.1 DESCRIPCIÓN DE LOS OBJETOS ................................................................ 41 
3.2 DESCOMPOSICIÓN GEOMÉTRICA .............................................................. 42 
4. DISEÑO ............................................................................................................. 44 
4.1 INVESTIGACIÓN ............................................................................................. 44 
4.2 EXPERIMENTOS ............................................................................................ 44 
4.3 CREACIÓN. ..................................................................................................... 44 
4.4 ENTORNO DE CONSTRUCCIÓN ................................................................... 44 
4.5 GENERALIDADES DEL DISEÑO ................................................................... 46 
4.6 DEFINICIONES DE TÉRMINOS ...................................................................... 46 
4.6.1 Acotación métrica ....................................................................................... 48 
5. MODELOS ......................................................................................................... 49 
5.1 TIPOS DE MODELOS ..................................................................................... 50 
5.1.1 Modelos de madera .................................................................................... 55 
5.1.2 Modelos metálicos ...................................................................................... 55 
5.1.3 Modelos resinas .......................................................................................... 55 
6. MOLDES............................................................................................................ 57 
6.1 TIPOS DE MOLDES ........................................................................................57 
6.1.1 Moldeo en arena .......................................................................................... 58 
6.1.1.1 Preparación de molde de arena ................................................................. 58 
7. PROPIEDADES MECÁNICAS ......................................................................... 62 
7.1 DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACIÓN ..................................................... 62 
7.1.1 Unidades ...................................................................................................... 65 
7.2 ENSAYO DE COMPRENSIÓN ........................................................................ 66 
7.3 ENSAYO DE FLEXIÓN ................................................................................... 67 
7.4 ENSAYO DE CIZALLA.................................................................................... 67 
[Escriba aquí] 
 
8 
 
8. FUNDICIÓN ...................................................................................................... 69 
8.1 TIPOS DE FUNDICIÓN ................................................................................... 69 
8.2 TECNICA DE FUNDICIÓN .............................................................................. 70 
8.2.1 Fusión del metal .......................................................................................... 70 
8.2.2 Hornos ......................................................................................................... 71 
8.2.3 Grado de contracción del metal ................................................................ 72 
8.2.4 Solidificación y enfriamiento ..................................................................... 73 
8.2.5 Desmolde ................................................................................................... 73 
8.2.6 Limpieza y acabado .................................................................................... 73 
8.2.7 Mecanizado .................................................................................................. 74 
8.3 EXACTITUD .................................................................................................... 75 
8.4 COLADA (O VACIADO) .................................................................................. 75 
9. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ................................................................ 77 
9.1 EQUIPOS Y MATERIALES ............................................................................. 79 
9.1.1 Fase 1 ........................................................................................................... 80 
9.1.2 Fase 2 ........................................................................................................... 80 
9.1.3 Fase 3 ........................................................................................................... 81 
9.1.4 Fase 4 ........................................................................................................... 82 
9.2 PROCEDIMIENTO ........................................................................................... 83 
9.2.1 Fases ............................................................................................................ 84 
9.2.1.1 Fase 1: ....................................................................................................... 84 
9.2.1.2 Fase 2: ....................................................................................................... 85 
9.2.1.3 Fase 3: ....................................................................................................... 96 
9.2.1.4 Fase 4: ....................................................................................................... 99 
10. RESULTADOS Y ANÁLISIS ......................................................................... 107 
10.1 FASE 1 ........................................................................................................ 107 
10.2 FASE 2 ........................................................................................................ 111 
10.3 FASE 3 ........................................................................................................ 121 
10.4 FASE 4 ........................................................................................................ 124 
11. CONCLUSIONES .......................................................................................... 127 
12. RECOMENDACIONES .................................................................................. 129 
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 130 
[Escriba aquí] 
 
9 
 
 
 
[Escriba aquí] 
 
10 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Pág. 
 
Tabla 1. Normas técnicas colombianas para aprovechamiento de residuos sólidos
 ............................................................................................................................... 21 
Tabla 2. Tipos de residuos y características .......................................................... 22 
Tabla 3. Ejemplos, aplicaciones y propiedades representativas de algunos 
materiales. ............................................................................................................. 27 
Tabla 4. Tipos de metales. ..................................................................................... 28 
Tabla 5. Algunas propiedades de importancia de los metales no ferrosos. ........... 28 
Tabla 6. Resistencia específica y costo de aleaciones no ferrosas. ...................... 29 
Tabla 7. Tipos de clasificaciones en los polímeros. ............................................... 30 
Tabla 8. Propiedades destacables de los tipos de polímeros. ............................... 31 
Tabla 9. Temperaturas de fusión y transición vítrea para termoplásticos y 
elastómeros seleccionados. ................................................................................... 31 
Tabla 10. Propiedades generales de materiales compuestos ............................... 33 
Tabla 11. Características y propiedades en compuestos reforzados con fibras. ... 35 
Tabla 12. Densidad de tipos de madera. ............................................................... 36 
Tabla 13. Estructura interna de las maderas ......................................................... 37 
Tabla 14. Constituyentes principales de la madera ............................................... 38 
Tabla 15. Tipos de madera .................................................................................... 39 
Tabla 16. Propiedades de maderas comunes........................................................ 40 
Tabla 17. Etapas generales del diseño .................................................................. 46 
Tabla 18. Principales unidades de medidas sistema internacional. ....................... 48 
Tabla 19. Equivalencias de unidades de longitudes en sistemas US y SI. ............ 48 
Tabla 20. Modelos simplificados y algunas características. ................................... 51 
Tabla 21.Construcción de modelos según la serie ................................................ 51 
Tabla 22. Materiales de acuerdo a la cantidad de piezas a fabricar ...................... 52 
Tabla 23. Propiedades de los materiales en los modelos. ..................................... 52 
Tabla 24. Información de aleaciones con respecto a dimensiones de noyós de 
acuerdo a contracciones según el tamaño de los modelos. .................................. 53 
Tabla 25. Valores de la salida en milímetros o en tanto por ciento y los ángulos de 
salida. .................................................................................................................... 54 
Tabla 26. Salidas respecto a la forma del modelo. ................................................ 54 
Tabla 27. Moldes perdidos. .................................................................................... 57 
Tabla 28. Moldes permanentes..............................................................................57 
Tabla 29. Propiedades generales del proceso de modelado en la fundición ......... 58 
[Escriba aquí] 
 
11 
 
Tabla 30. Rango de tamaños de malla a utilizar más comunes en estos procesos de 
moldeo con arena. ................................................................................................. 59 
Tabla 31. Unidades y factores de conversión ........................................................ 65 
Tabla 32. Clases de hornos. .................................................................................. 72 
Tabla 33. Contracción por solidificación de varias aleaciones fundidas. ............... 72 
Tabla 34. Sobrespesores de mecanizado para piezas moldeadas y en general. .. 74 
Tabla 35. Materiales viables para reciclaje. ........................................................... 80 
Tabla 36. Partes de una lata de bebidas de aluminio ............................................ 80 
Tabla 37. Dimensiones de materiales recuperables .............................................. 84 
Tabla 38. Cantidad de ejes por palillo. ................................................................... 84 
Tabla 39. Cantidad de ejes por lata ....................................................................... 85 
Tabla 40. Cantidad de ejes necesarios por cada material ..................................... 87 
Tabla 41. Proporciones equivocadas ..................................................................... 92 
Tabla 42. Forma de tratar los residuos sólidos. ................................................... 107 
Tabla 43. Características del material reciclado .................................................. 108 
Tabla 44. Proceso realizado a materiales aprovechables .................................... 108 
Tabla 45. Características principales del pino ..................................................... 110 
Tabla 46.Cantidad de especies............................................................................ 112 
Tabla 47. Resistencia mecánica (ensayos de compresión) en material ejes de 
madera y metacrilato. .......................................................................................... 112 
Tabla 48. Resistencia mecánica (ensayos de compresión) en material ejes de metal 
y metacrilato......................................................................................................... 113 
Tabla 49. Análisis de mejores resultados de ensayo compresión a especies de 
poliedros regulares. ............................................................................................. 117 
Tabla 50. Analisis de los cuatro (4) tipos de combinacion de refuerzos del compuesto
 ............................................................................................................................. 119 
Tabla 51. Descripción general de costos en insumos .......................................... 120 
Tabla 52. Importancia de los materiales en el proyecto. ...................................... 120 
Tabla 53. Clasificación cualitativa de la importancia en modelos fabricados con 
material compuesto. ............................................................................................. 122 
Tabla 54. Análisis de propiedades del molde con arena ...................................... 123 
Tabla 55. Valores de la salida en milímetros o en tanto por ciento y los ángulos de 
salida. .................................................................................................................. 123 
Tabla 56. Características del proceso de fundición con arena en verde .............. 124 
 
 
[Escriba aquí] 
 
12 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 Pág. 
 
 
 
 
Figura 1. Comparación estructural de las tres clases de polímeros ....................... 30 
Figura 2. Estructura general del interior de la madera. .......................................... 38 
Figura 3. Círculos, ángulos, figuras planas y cuerpos sólidos ............................... 42 
Figura 4. Descomposición geométrica de una pieza metalizada ........................... 43 
Figura 5. Ejemplo de modelo al natural, entero o dividido de acuerdo con la pieza 
fundida a obtener. .................................................................................................. 50 
Figura 6. Interior de un molde de arena. ................................................................ 60 
Figura 7. Elementos involucrados en la obtención de un molde con arena. .......... 61 
Figura 8. Ejemplos de diferentes materiales sometidos a ensayos de compresión
 ............................................................................................................................... 66 
Figura 9. Maquina universal de ensayos UH500kNI Shimadzu 
Laboratorio de materiales y estructuras, sede central UPTC. ................................ 82 
Figura 10. Poliedros regulares más comunes ........................................................ 86 
Figura 11. Prismas más comunes utilizados en el proyecto .................................. 86 
Figura 12. Palillos de madera; izquierda: Palillos reciclados. derecha: Palillos 
tratados .................................................................................................................. 87 
Figura 13. Palillos cortados. ................................................................................... 88 
Figura 14. Palillos con las tres longitudes requeridas ............................................ 88 
Figura 15. Lamina de aluminio obtenida de las latas recicladas. ........................... 89 
Figura 16. Arriba: Laminas transformadas en ejes. Abajo: Ejes o fibras de aluminio
 ............................................................................................................................... 89 
Figura 17. Ejes de aluminio con las tres longitudes requeridas. ............................ 90 
Figura 18. Madera y aluminio transformado en ejes de longitudes diferentes. ...... 90 
Figura 19. Moldes para fabricar las probetas con geometría (b)tetraédrica y 
(a)hexaédrica. ........................................................................................................ 91 
Figura 20. Arriba. Presentación metacrilato Abajo. de herramientas de mezclado.
 ............................................................................................................................... 93 
Figura 21. Metacrilato; Izquierda: Liquido. Derecha: polvo. ................................... 94 
Figura 22. Moldes de geometrías tridimensionales; Izquierda: Hexaedros. Derecha: 
Tetraedros. (Anexos A al D). ................................................................................. 94 
Figura 23. Hexaedros de aluminio y madera respectivamente con sus tres longitudes 
correspondiente de ejes ......................................................................................... 95 
Figura 24. Hexaedros de madera y aluminio de distintos tamaños ........................ 95 
Figura 25. Tetraedros de Aluminio y madera de tres tamaños distintos ................ 96 
[Escriba aquí] 
 
13 
 
Figura 26. Hexaedros y tetraedros de madera y metal sometidos a ensayo de 
compresión en la maquina universal de ensayos. ................................................. 98 
Figura 27. Arriba: lata de aluminio cortado en láminas; Abajo: láminas de Cartón 
paja con corte de acuerdo al modelo. .................................................................... 99 
Figura 28. Láminas de aluminio recubiertas de metacrilato ................................. 100 
Figura 29. Mezcla de metacrilato con ejes de metal y láminas de metal. ............ 100 
Figura 30. Mezcla de metacrilato con ejes de madera y láminas de cartón. ........ 101 
Figura 31. Mezcla de metacrilato con ejes de madera y láminas de metal. ......... 101 
Figura 32. Mezcla de metacrilato con ejes de metal y láminas de cartón. ........... 102 
Figura 33. Unión de estructura interna de la fibra del modelo ............................. 103 
Figura 34. Unión de estructurainterna de la fibra con láminas del modelo ......... 103 
Figura 35. Unión de estructura interna de la fibra y laminas en el contorno del modelo
 ............................................................................................................................. 103 
Figura 36. Unión completa de estructura de fibra y laminas del modelo .............. 104 
Figura 37. Modelos ensamblados de material compuesto .................................. 104 
Figura 38. Modelos terminados de material compuesto ...................................... 105 
Figura 39. Comparación de modelos de material compuesto con modelo original de 
madera. (Anexo G) .............................................................................................. 106 
Figura 40. Aplicabilidad de modelo de material compuesto en moldes con arena
 ............................................................................................................................. 125 
Figura 41. Horno eléctrico de inducción y en su interior con chatarra de aluminio
 ............................................................................................................................. 126 
Figura 42. Molde con arena utilizado en el proceso de fundición ........................ 126 
 
 
[Escriba aquí] 
 
14 
 
LISTA DE GRÁFICAS 
Pág. 
 
Gráfica 1. Vida útil de un residuo sólido. ................................................................ 21 
Gráfica 2. Ciclo de materiales no reciclables ......................................................... 23 
Gráfica 3. Proceso de aprovechamiento de materiales no orgánicos. ................... 23 
Gráfica 4. Clasificación de materiales compuestos según la forma y la distribución 
del esfuerzo ........................................................................................................... 32 
Gráfica 5. Clasificación general de tipos de fibras naturales ................................. 34 
Gráfica 6. Distribución de recursos ........................................................................ 45 
Gráfica 7. Importancia de los materiales en el diseño. .......................................... 45 
Gráfica 8. Curva esfuerzo deformación ................................................................. 63 
Gráfica 9. Pasos de producción en una operación típica de fundición en arena. .. 69 
Gráfica 10. Etapas principales del proceso de fundición. ...................................... 71 
Gráfica 11. Representación de estado superficial con símbolos equivalentes. ..... 75 
Grafica 12. Comparación de propiedades mecánicas aplicadas en especies 
tetraédricas con ejes o aristas de madera de 20, 25 y 30 milímetros. ............... 114 
Grafica 13. Comparación de propiedades mecánicas aplicadas en especies 
hexaédricas con ejes o aristas de madera de 20, 25 y 30 milímetros. ................. 115 
Grafica 14. Comparación de propiedades mecánicas aplicadas en especies 
tetraédricas con ejes o aristas metálicas de 20, 25 y 30 milímetros. ................... 115 
Grafica 15. Comparación de propiedades mecánicas aplicadas en especies 
hexaédricas con ejes o aristas metálicas de 20, 25 y 30 milímetros. ................... 116 
Grafica 16. Se observa de forma general el proceso de este proyecto desde la 
obtención del material hasta la consecución de la pieza fundida......................... 125 
 
 
[Escriba aquí] 
 
15 
 
LISTA DE ANEXOS 
Pág. 
 
 
Anexo A. Moldes para probetas hexaédricas ..................................................... 132 
Anexo B. Moldes para probetas hexaédricas (Continuación) ............................. 133 
Anexo C. Moldes para probetas tetraédricas ....................................................... 134 
Anexo D. Moldes para probetas tetraédricas (continuación) ............................... 135 
Anexo E. Dimensiones de refuerzo de aluminio ................................................. 136 
Anexo F. Dimensiones de refuerzo de aluminio (continuación) ........................... 137 
Anexo G. Dimensiones de refuerzo de aluminio (continuación) .......................... 138 
Anexo H. Dimensiones de refuerzo de madera ................................................... 140 
Anexo I. Descomposición geométrica .................................................................. 141 
Anexo J. Descomposición geométrica (continuación) .......................................... 142 
Anexo K. Descomposición geométrica (continuación) ......................................... 146 
Anexo L. Ensamble y unión material de refuerzo y matriz polimérica ................ 147 
Anexo M. Comparación modelo original con modelo producido con material 
compuesto ........................................................................................................... 148 
Anexo N. Simulación molde final en arena .......................................................... 149 
Anexo O. Simulación molde final en arena (continuación) ................................... 150 
 
[Escriba aquí] 
 
16 
 
RESUMEN 
 
 
Se busco hacer una reflexión en la capacidad y potencial de los materiales 
entregados por la naturaleza y desechados por ser humano; un beneficio mutuo en 
el que se estudió y se determinó algunas condiciones de la manufactura. 
 
En el presente trabajo se tuvo en cuenta áreas como reciclaje, selección de 
materiales, geometría, diseño de materiales y metalurgia de la transformación 
(Modelo, moldeo y fundición). Se observo un potencial en estos materiales para la 
fabricación de modelos divididos para fundición. 
 
En este proyecto se recolecto residuos sólidos reutilizables los cuales se 
presentaron materiales como metales, polímeros, maderas y cartón; luego se 
reciclaron específicamente productos como palillos para alimentos y latas de 
aluminio para bebidas, con los cuales se fabricaron fibras y laminas las cuales se 
utilizaron como refuerzo de un material compuesto con matriz polimérica de 
polimetacrilato. Con el material compuesto obtenido se buscó una aplicabilidad en 
el área de metalurgia física específicamente en lo concerniente con modelos en la 
fabricación de piezas metálicas a partir de moldes con arena. 
 
Se logro caracterizar los esfuerzos del estudio y el procedimiento experimental se 
concentró en gran medida en el estudio de las fibras o ejes con las que se fabricaron 
probetas en formas geométricas huecas como poliedros comunes: tetraedros y 
hexaedros; estos se analizaron y clasificaron de acuerdo a los tamaños de las fibras 
cuyas longitudes son 20, 25, y 30 milímetros de y con 5 milímetros de diámetro, 
también se diferenciaron por el tamaño y el material de las probetas las cuales se s 
decidió que de varios ensayos mecánicos que caracterizaron los materiales, el 
ensayo mecánico a la compresión no confinada era la opción más practica debido 
a la aplicabilidad en los procesos de apisonamiento de la arena;. 
 
Estas probetas arrojaron datos cuantificables y calificables los cuales se obtuvieron 
de fallar sesenta probetas lo cual permitió recopilar y clasificar información obtenida 
en el laboratorio de ensayos mecánicos, con la maquina universal de ensayos 
UH500kNI Shimadzu ubicada en la Sede Central de UPTC. 
 
En paralelo a estos ensayos, se fabricaron con la mezcla de láminas, fibras o ejes 
orientadas y una matriz polimérica de metacrilato (material compuesto), cuatro 
modelos divididos con forma de una pieza chumacera de pedestal, la cual se tomó 
de referencia un modelo ya existente de madera y también la teoría de dibujo de la 
descomposición geométrica. De estos cuatro modelos fabricados, se seleccionó el 
mejor calificado respecto a la operatividad de fabricación y mayor resistencia 
mecánica de las fibras o ejes, y posteriormente el modelo seleccionado se sometió 
[Escriba aquí] 
 
17 
 
a contacto con la arena, químicos, humedad y apisonamiento en el área de moldeo 
con arena del laboratorio de fundición de la sede central de la UPTC ciudad de 
Tunja. 
 
Palabras clave: 
 
Residuos sólidos,reciclaje, caracterización de materiales, Modelos divididos, 
refuerzo, fibras o ejes, diseño, descomposición geométrica, material compuesto, 
ensayos mecánicos, moldeó en arena, fundición, aleaciones no ferrosas. 
 
[Escriba aquí] 
 
18 
 
 
OBJETIVOS 
 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
 
-Caracterizar materiales reciclables usados como estructura en la fabricación de 
modelos para función por gravedad 
 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
-Identificar y clasificar propiedades y características de materiales reciclables. 
 
-Diseñar 3 tipos de formas geométricas específicas que sirven como estructura para 
la fabricación de modelos para fundición. 
 
-Evaluar el comportamiento mecánico de resistencia a la tracción y compresión, 
dureza y desgaste entre el modelo y la arena sílice. 
 
-Fundir una aleación no ferrosa y observar los detalles del modelo construido como 
estructura de material reciclable y los modelos comunes en madera. 
 
 
[Escriba aquí] 
 
19 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
En este proyecto se observa el potencial que tienen los residuos sólidos 
aprovechables y se busca una manera de acoplarlos a la ciencia de los materiales, 
específicamente al área de la metalurgia, respecto a manufactura o proceso de 
transformación de materias primas. 
 
Hay materiales que se obtienen del reciclaje, con lo cual hay una posibilidad de 
segundo uso o de recirculación en la cadena productiva; se analizan se clasifican 
las propiedades y forma, en familias de materiales como la madera, los metales, el 
papel y los polímeros. Una característica qué hace a un material valioso son sus 
propiedades mecánicas, con lo cual, se determina parte del resultado de este 
trabajo. 
 
El proceso de recuperación de materiales es un área poco explorada en relación 
con el su gran volumen de producción existente, e inevitablemente resulta sencilla 
la selección y clasificación de residuos sólidos aprovechables; por lo tanto, se busca 
reducir el tiempo de selección, gracias al conocimiento de las propiedades de los 
materiales, desde el punto de vista físico y químico. Se analiza el material reciclado 
y así se busca utilizar como materia prima para fabricar modelos divididos. 
 
El material compuesto que se usa no tiene antecedentes, por lo que la relación entre 
materiales se investiga de varias fuentes bibliográficas, como, por ejemplo: fichas 
técnicas o textos especializados en materiales, normas técnicas, manuales de 
fabricación. Los materiales reciclados tienen variadas formas de recuperarse de 
acuerdo con la familia de materiales a la que pertenezca; los materiales de segundo 
uso tienen como base los principales de materiales. Esta investigación recopila 
datos e información relevante de las familias de materiales, como los materiales 
reciclados y su composición, y después se estudia, explora y prueba una forma de 
agregarlos a la cadena productiva del área de fundición. 
 
Este trabajo presenta una evidente mezcla de áreas y técnicas del conocimiento, en 
la que compaginan cada una de ellas, con el propósito de diseñar modelos divididos 
para el proceso de manufactura de moldeo en arena; Por este motivo se hace 
referencia a normas existentes y se analiza y experimenta con las propiedades y 
características de modelos divididos que se fabrican a partir de residuos sólidos 
recuperables, agregando una matriz polimérica que como resultado se obtiene un 
modelo dividido de material compuesto utilizable en el área de metalurgia física. 
[Escriba aquí] 
 
20 
 
 
1. RESIDUOS SÓLIDOS 
 
 
 
El ser humano siempre está en la búsqueda de hacer más cómoda, la vida cotidiana, 
desde que este se convirtió en un ser bípedo y consiente; con los materiales 
obtenidos de la naturaleza como madera y metal nativo, desarrollo instrumentación 
básica con la cual pudo desarrollar labores como la caza y la agricultura, desarrollar 
prendas con pieles, posteriormente el descubrimiento del fuego y la rueda, armas, 
herramientas, transporte, viviendas, telas entre otros dependiendo y explotando los 
recursos naturales; la minería y el conocimiento genero formas complejas, como el 
tratamiento de minerales a partir de la alquimia, la cual buscaba obtener oro de 
cualquier mineral por sencillo que fuera; el fracaso de estos intentos llevo a 
descubrimientos de sustancias químicas, polímeros y también hizo de la medicina 
y la metalurgia campos necesarios en la vida cotidiana; esto conllevo al invención 
de la maquina a vapor, las aplicaciones relacionadas al petróleo y por lo tanto a la 
primera revolución industrial, con esto la demanda de productos se multiplico y con 
las guerras mundiales, la tecnología en todos los aspectos se desarrolló aún más 
hasta nuestros días. 
 
Pero todo lo anterior, siempre genero residuos, desorden y enfermedades 
provenientes de estos, por lo cual se pensó organizarlos, en las primeras ciudades, 
pero con el tiempo hasta la actualidad se multiplicaron los desechos hasta un punto 
que no hay recursos naturales que explotar y, por el contrario, se agota el espacio 
para arrojarlos como los rellenos sanitarios. 
Ya se ha tomado conciencia de este serio problema y se han llevado a posibles 
soluciones como la clasificación y reutilización de algunos materiales, con lo cual se 
puede contrarrestar la contaminación del medio ambiente, se está tomando 
conciencia, que este tipo de comportamiento puede ser la solución a futuras 
catástrofes como por ejemplo enfermedades, pandemias y escases de recursos 
(bosques, nacimientos de agua, etc.) pero el consumismo y la economía excesiva 
pueden llevar a un punto de no retorno. 
 
En la Tabla 1, se muestran la normatividad técnica para la recuperación, 
transformación y rehusó de los residuos, las cuales benefician la recirculación en la 
economía de los materiales; puede reducir impactos ambientales y los riesgos a la 
salud humana asociados con la producción, manejo y disposición final de los 
residuos sólidos. 
 
En la Grafica 1, se aprecia el tratamiento que se hacen a los residuos sólidos 
reciclables 
 
[Escriba aquí] 
 
21 
 
 
 
 
Tabla 1. Normas técnicas colombianas para aprovechamiento de residuos sólidos 
Norma Técnica Colombiana Temática 
GTC 53-1998 Guía para el aprovechamiento de envases de vidrio 
GTC 53-2003 Guía para el aprovechamiento de papel cartón 
GTC 53-1999 Guía para el aprovechamiento de los residuos 
metálicos 
GTC 53-2000 Guía para el aprovechamiento de residuos sólidos 
orgánicos no peligrosos 
*Norma Técnica Colombiana GTC 024 
**Ras, Titulo F 
Fuente: Guía de planeación estratégica para el manejo de residuos sólidos 
 
 
Gráfica 1. Vida útil de un residuo sólido. 
GENERACION
Almacenamiento y 
separacion 
Recoleccion y 
transporte
Tratamento
Aprovechamiento
Disposicion final
 
Fuente: Guía de planeación estratégica para el manejo de residuos sólidos 
 
De lo anterior, es necesario tener en cuenta cada una de las acciones que se va a 
realizar, mejorar y optimizar en estos procesos, con lo cual, si el primer proceso es 
exitoso, los siguientes también tienen que serlo. 
 
1.1 TIPOS DE RESIDUOS 
 
Como se mencionó al inicio la cantidad, variedades de formas y tamaños de los 
residuos es muy extensa, pero en un principio lo mejor es clasificarla por el grado 
de reutilización, peligrosidad a la salud humana, limpieza. etc. En la tabla 2, se 
observan los diferentes tipos de residuos sólidos más comunes. 
 
 
 
[Escriba aquí] 
 
22 
 
 
Tabla 2. Tipos de residuos y características 
Tipo de residuo Clasificación Ejemplos 
Residuos no 
peligrosos 
Aprovechables 
-Cartón y papel (hoja, plegadiza, periódico, 
carpetas) 
-Vidrio (botella, recipientes) ** 
-Residuos metálicos (chatarra, tapas, envases) 
** 
-Textiles (ropa, limpiones, trapos) 
-Madera (aserrín, palos, cajas, guacales, 
estivas) 
-Cuero, ropa accesorios) 
-Empaques compuestos (cajas de leche, de 
jugo, de licores, vasos, contenedores 
desechables) ** 
 
 
 
No aprovechable 
-Papel (papel higiénico, pañales, toallas de 
mano,toallas sanitarias, protectores diarios) 
-Papel encerados, plastificados, metalizados. 
-Cerámicas 
- Vidrio planos 
-Huesos 
-Material de barrido 
-Colillas de cigarrillo 
-Material de empaque y embalaje sucios 
Orgánicos 
biodegradables 
-Residuos de comida 
-Cortas y podas de materiales vegetales 
-Hojarasca 
*Clasificación de la NTC-GTC24 
**Se recomienda que los envases estén enjugados y secos para garantizar su valoración. 
Fuente: Guía de planeación estratégica para el manejo de residuos sólidos 
 
1.1.1 Materiales reciclables 
 
Los materiales aprovechables requieren de un mercado, o una procesadora que les 
de vida útil, pero antes de esto se debe buscar donde se genera, como recolectarlo 
y transportarlo, como tratarlo, como embalarlo y reciclarlo en la economía. 
 
1.1.2 Materiales no reciclables 
 
Los materiales no aprovechables o no reciclables tienen esta característica por su 
contenido o aplicación, como por ejemplo los residuos hospitalarios puesto que son 
de un solo uso; posteriormente, puede conllevar riesgo a la salud inclusive durante 
su recolección, En la Grafica 2, se aprecia el ciclo de este tipo de residuos. 
[Escriba aquí] 
 
23 
 
Gráfica 2. Ciclo de materiales no reciclables 
Almacenamiento 
Recoleccion 
y traslado
Tratamiento(si 
aplica) 
Disposicion
A
ct
iv
id
a
d
e
s 
Eq
ui
po
s
Disposicion 
de los 
residuos por 
los usuarios 
en lugar de 
recoleccion
-contenedores 
-bolsas
-montacargas
-carros
-camionetas
-camiones
-lanchas
-depende 
de la 
solucion de 
tratamiento
-camionestas
-camiones
-acumulación de material 
recolectado ( opcional )
-Traslado de materias 
hacia las plantas de 
tratamiento o hasta el 
sitio de disposición final
-pesaje de 
residuos 
- tratamiento 
de residuos 
Disposicio 
adecuada 
de residuos 
 
Fuente: Guía de planeación estratégica para el manejo de residuos sólidos 
 
1.1.3 Biodegradables 
 
 La importancia de los materiales biodegradables es grande la cual es la que 
produce en su mayoría el lixiviado en los rellenos sanitarios, pero al tratarla o 
separarla de los residuos aprovechables y no aprovechables puede convertirse en 
otro tipo de materia prima como por ejemplo abonos, leña, etc.; en la Grafica 3, se 
observa el proceso de aprovechamiento de los materiales no orgánicos. 
 
 
Gráfica 3. Proceso de aprovechamiento de materiales no orgánicos. 
Separacion en la 
fuente y 
recoleccion 
selectiva
-Educar al 
generador 
-Recoleccion 
selectiva de los 
materiales 
aprovechables (el 
nivel de separacion 
estre materiales 
aprovechables 
puede variar según 
el contexto local).
Sorteo y 
clasificacion de los 
materiales 
Acondicionamient
o final y 
comercializacion 
-Separación de los 
residuos por tipo de 
material.
-Reducción de la 
contaminación y de 
las impurezas
-Control de calidad.
-Reducción del 
tamaño y 
compactación 
-Comercialización 
de plantas de 
reciclaje
- Transformación de 
la materia en 
nuevos productos
 
 
Fuente: Guía de planeación estratégica para el manejo de residuos sólidos 
 
 
[Escriba aquí] 
 
24 
 
1.2 SEPARACIÓN EN LA FUENTE 
 
Se requiere identificar los puntos en donde se produce el material aprovechable, los 
cuales pueden ser fábricas, comercios, instituciones públicas o privadas o 
domicilios, en los cuales se encuentran por cantidades altas o bajas; posterior a esto 
se requiere clasificar por tipo materiales en una instalación o centro de acopio que 
permita un tratamiento adecuado. 
 
1.2.1 Recuperación 
 
Es necesario recuperar el material que se quiere aprovechar y para esto es 
necesario darle tratamientos de limpieza o desinfección por medios manuales o 
mecánicos y alistarlo para su posterior transformación. 
 
1.2.2 Transformación 
 
 Los materiales al darle un segundo o más usos, requiere establecer qué tipo de 
material es y así determinar las capacidades disponibles a usar para transformar o 
procesar los materiales recuperados teniendo en cuenta que estos deben estar en 
lo posible libre de humedad y de impurezas, ya sea a temperatura ambiente o con 
temperaturas altas se busca obtener un tipo de materia prima. 
 
1.2.3 Reutilización 
 
Al obtener una materia prima proveniente del proceso de reciclaje, se debe 
considerar que las propiedades químicas y físicas tal vez cambien y esto requiera 
algunos procesos adicionales las cuales hagan que esta materia prima tenga valor 
agregado o no. 
 
1.2.3.1 Producción: 
 Se establece una serie de variables las cuales tiene que ver con el material 
aprovechable como por ejemplo el transporte, su recuperabilidad, su cantidad en 
masa y volumen, costos entre otros determinando que cantidad de trabajo requiere 
producir el material a reutilizar. 
 
1.2.3.2 Manejo 
 Al manipular este tipo de materiales hay que tener en cuenta que en principio son 
materiales ya usados, por lo tanto, están contaminados; el personal que este 
manipulando estos materiales debe tener una protección adecuada de pies a 
cabeza con la cual se eviten contaminación y accidentes del operario y permitan un 
buen desempeño en la labor que se realice. 
[Escriba aquí] 
 
25 
 
El transporte y las instalaciones donde se de manejo a este tipo de procesos debe 
ser optimo y tener gran espacio, buena ventilación; la zona de descarga de 
automotores al igual que las sesiones de trabajo deben estar debidamente 
señaladas, y se debe garantizar la buena circulación de personal y elementos 
necesarios para el proceso. 
 
1.2.3.3. Disposición final 
En este punto del proceso es de vital importancia enfocarse en el embalaje o forma 
de empacar el producto que se va a comercializar como materia prima, este debe 
ser de fácil almacenamiento y transporte. 
 
1.3 BENEFICIOS 
 
Este tipo de prácticas conlleva indudablemente a mejorar en muchos aspectos la 
calidad de vida del entorno donde se genera estos procesos de cambio, en general 
hay que destacar el aspecto económico y social que impacta positivamente. 
 
1.3.1 Económico 
 
La naturaleza es la principal fuente de materias primas, las cuales está en su límite 
y cada vez es más difícil de obtener, debido sus costos, transporte e incertidumbre, 
pero con los procesos de recuperación de materiales aprovechables se pueden 
ahorrar muchas molestias económicas realizando esta práctica. Por lo tanto, se 
puede generar un cambio significativo en la forma de obtener recursos, por medio 
de estas prácticas generando beneficios como empleos directos o indirectos, 
disminución de gasto e impacto en el entorno y abrir nuevas líneas de investigación 
en este sentido. 
 
1.3.2 Social 
 
Al practicar la recuperación de residuos sólidos se reduce el impacto ambiental 
generado cuidando entornos y ecosistemas básicos, en la calidad del aire y del 
agua. 
Por otro lado, es posible en un futuro, evitar la construcción de rellenos sanitarios, 
y explotar estos por la demanda de materias primas y la ausencia de recursos 
naturales; también al tratar dichos residuos, generan un tipo de cambio en el entorno 
y calidad de vida de las personas reduciendo riesgos de enfermedades 
infectocontagiosas evitando los riesgos a la salud humana. 
En el campo de la ingeniería existen varias clases de materiales las cuales a su vez 
muestran una subclasificación de gran cantidad de materiales sencillos como la 
madera hasta materiales con memoria, los componentes electrónicos, materiales 
térmicos o también con altas prestaciones mecánicas; a continuación, se hace un 
[Escriba aquí] 
 
26 
 
resumen en el cual se resaltan los más importantes y comunes como maderas, 
plásticos, metales entre otros. 
 
[Escriba aquí] 
 
27 
 
2. MATERIALES 
 
 
 
En la Tabla 3, se enuncian las principales familias de los materiales más importantes 
en el campo de la ingeniería excluyendo el concreto1: 
 
Tabla 3. Ejemplos, aplicaciones y propiedades representativas de algunos 
materiales. 
 
Material Aplicaciones Propiedades 
Metales 
Cobre Alambre conductor eléctrico 
Alta conductividad eléctrica,buena formabilidad 
Hierro fundido gris Bloques para motor de automóvil 
Moldeable, maquinable, absorbe 
vibraciones 
Aleación de aceros Llaves 
Endurecidas de manera 
significativa mediante 
tratamientos térmicos 
Cerámicos 
SiO2-Na2O-CaO Vidrio para ventana Ópticamente útil, aislante térmico 
Al2O3-MgO-SiO2 
Refractarios para obtener metal 
fundido 
aislante térmico, se funden a alta 
temperatura, relativamente 
inertes ante metal fundido 
Titanio de bario 
Transductores para equipos de 
audio 
Convierten sonido en electricidad 
(comportamiento piezoeléctrico) 
Polímeros 
Polietileno 
Empacado de alimentos Fácilmente conformables en 
delgadas películas flexibles e 
impermeables 
Epóxicos 
Encapsulado de circuitos 
electrónicos 
Eléctricamente aislantes y 
resistentes a la humedad 
Fenólicos 
Adhesivos para unir capas de 
madera laminada 
Fuertes, resistentes a la humedad 
Semiconductores 
Silicio Transistores y circuitos integrados Comportamiento eléctrico único 
GaAs 
Sistemas de fibras ópticas Convierte señales eléctricas en 
luz 
Compuestos 
Grafito en matriz epóxica Componentes para aeronaves Relación elevada resistencia-peso 
Carburo de tungsteno -cobalto 
Herramientas de corte de carburo 
para maquinado 
Alta dureza y una buena 
resistencia al impacto 
Acero recubierto de titanio 
Recipientes para reactores Tiene el bajo costo y la alta 
resistencia del acero, con la 
resistencia a la corrosión de titanio 
 
Fuente: ASKELAND-DONAL R. Ciencia e ingeniería de los materiales. México. 
Thomson editores. 1998. 
 
1 ASKELAND DONALD R. C. Ciencia e ingeniería de los materiales. México. Thomson editores. 
1998.pg5,8,21. 
[Escriba aquí] 
 
28 
 
2.1 METALES 
 
Los metales y sus aleaciones, incluyendo acero, aluminio, entre otros, generalmente 
poseen buena conductividad eléctrica y térmica, una resistencia relativamente alta, 
una alta rigidez, ductilidad o confortabilidad y resistencia al impacto. Son 
particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Aunque en 
ocasiones proporcionan mejoría en alguna propiedad particularmente deseable o 
permiten una mejor combinación de propiedades. Los metales en general se 
clasifican en ferrosos y no ferrosos, los cuales se observan en la Tabla 4: 
 
Tabla 4. Tipos de metales. 
Tipo de metales Metales 
Ferrosos Aceros, fundiciones 
No ferrosos Aleaciones de cobre, aluminio, zinc, etc. 
Fuente: Autor 
 
Ya sea de una de una mena de mineral de hierro o metal reciclado o chatarra de 
acero. Las aleaciones ferrosas, que se basan en aleaciones de hierro y carbono, 
incluyen los aceros al bajo carbono, aleados y para herramientas, inoxidables y los 
hierros fundidos. Los metales no ferrosos son de igual importancia en la industria, 
como los ferrosos debido a las aplicaciones necesarias en la industria y tecnología, 
como se muestran en la Tabla 5.2 
 
Tabla 5. Algunas propiedades de importancia de los metales no ferrosos. 
Temperaturas de fusión 0-3000°C (mercurio- tungsteno) 
Resistencias mecánicas 1.000 psi hasta 200.000 psi 
Metales ligeros (densidades 
bajas) 
aluminio, el magnesio y el berilio 
Metales pesados (densidades 
excepcionalmente altas) 
Iridio, osmio, renio y el tungsteno tienen 
alta densidad 
Fuente: Autor 
 
En general en los metales, el precio es solamente una pequeña parte del costo de 
un componente. Su fabricación y terminado, sin mencionar la comercialización y la 
distribución, a menudo, contribuye mucho más al costo total de una pieza. En 
muchas aplicaciones el peso es un factor crítico. Al igual que el precio, las 
propiedades mecánicas de una pieza o serie de estas, es muy importante ya que 
define la calidad del producto y su fácil distribución en el mercado; En la Tabla 6, se 
 
2 Donald Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 3 edición. Pg 320. 
[Escriba aquí] 
 
29 
 
muestra la diferencia de varios metales en cuanto a precio proporcional y 
propiedades: 
 
Tabla 6. Resistencia específica y costo de aleaciones no ferrosas. 
Metal 
Densidad Resistencia a la 
tensión (psi) 
Resistencia 
especifica (plg) 
Costo por 
libra ($) 𝐠/𝐜𝐦𝟑 (𝐥𝐛/𝐩𝐥𝐠𝟑) 
Aluminio 2,70 (0,097) 83000 8,6x105 0,60 
Berilio 1,85 (0,067) 55000 8,2x105 300,00 
Cobre 8,93 (0,322) 150000 4,7x105 1,10 
Plomo 11,36 (0,410) 10000 0,2x105 0,35 
Magnesio 1,74 (0,063) 55000 8,7x105 1,40 
Níquel 8,90 (0,321) 180000 5,6x105 4,10 
Titanio 4,51 (0,163) 160000 9,8x105 5,50 
Tungsteno 19,25 (0,695) 150000 2,2x105 10,00 
Zinc 7,13 (0,257) 75000 2,9x105 0,55 
Hierro 7.87 (0,284) 200000 7,0x105 0,10 
Fuente: Donald Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 3 edición. Pg 
367. 
 
La utilización de determinado metal depende de gran medida de la aplicación; si se 
va a fabricar un objeto o una pieza de metal, la cantidad de piezas, así se puede 
determinar el proceso de fabricación y el metal a fundir o a tratar. 
 
2.2 CERÁMICAS 
 
El ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos obtienen3 baja 
conductividad eléctrica y térmica, los cueles funcionan como aislantes. Los 
cerámicos son fuertes y duros, aunque también muy frágiles y quebradizos. De 
acuerdo con su densidad pueden ser aplicados con cargas altas. 
 
2.3 POLÍMEROS 
 
Los polímeros en esencia son compuestos que provienen del petróleo, que 
sintetizados producen las múltiples familias de polímeros o plásticos; son de gran 
importancia en la industria química, farmacéutica, comercio etc. en fin en la vida 
cotidiana, siendo utilizados para aplicaciones que van de grandes industrias hasta 
empaques, cotidianos en las viviendas. Por otro lado, su estudio resulta complejo, 
pero se ha tratado de clasificar como se ve en la Tabla 7, los diferentes tipos de 
plásticos que por su complejidad se pueden estudiar de diferentes puntos de vista. 
 
 
3 Ibít., Pg367. 
[Escriba aquí] 
 
30 
 
Tabla 7. Tipos de clasificaciones en los polímeros. 
 
Clasificación 
de los 
polímeros 
 
 
Según las 
moléculas 
que son 
sintetizadas 
 
En función de 
su estructura 
molecular 
 
 
su familia 
química 
 
Comportamiento 
mecánico y 
térmico 
Fuente: Autor 
 
Respecto a lo anterior, conviene estudiar la estructura molecular para tener cierto 
entendimiento del comportamiento de este tipo de materiales. En la Figura 1, hay 
una comparación entre los tres principales tipos de polímeros. 
 
Figura 1. Comparación estructural de las tres clases de polímeros 
 
Fuente: Donald Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 3°edicion. Pg. 
450. 
 
La figura 1, muestra un bosquejo de la estructura de estos materiales con sus 
propiedades; Se observa en la Tabla 8, una ampliación de la Figura1. 
 
En resumen, los polímeros tienen como propiedades una gran fortaleza, ductilidad 
y mala conductividad eléctrica y térmica. Con respecto a lo anterior, se pueden 
también clasificar con respecto a su temperatura de trabajo que, por lo general, son 
relativamente más bajos respecto a las de los metales, de hecho, entre los metales 
y los polímeros comparten muchos procesos como por ejemplo la inyección, 
embutido, entre otros; con respecto al variedad de estos materiales, es posible 
obtener un sinfín de propiedades y aplicaciones; Se observa los polímeros más 
básicos en la Tabla 8 y 9. 
 
 
 
 
 
[Escriba aquí] 
 
31 
 
Tabla 8. Propiedades destacables de los tipos de polímeros. 
TIPOS DE 
POLÍMEROS 
CARACTERÍSTICAS PROPIEDADES 
MECÁNICAS 
Termoplásticos -componen de largas cadenas producidas al 
unir moléculas o monómeros 
-fácil reciclado 
-Plástica y dúctil 
-Polímeros sometidos al calor 
se conforman con flujo viscoso 
Termoestables - Largas cadenas de moléculas con enlaces 
fuertes cruzados entre cadenas para formar 
estructuras de redes tridimensionales. 
- No tienen una temperatura de fusión fija. 
- Difícil reciclaje por la formación de enlaces 
cruzados 
 
-Más resistentes,aunque más 
frágiles 
 
Elastómeros -Estructura intermedia, en la cual se permite 
que ocurra una ligera formación de enlaces 
las cadenas. 
-Capacidad de gran 
deformación elástica sin 
cambiar la forma (caucho). 
Fuente: Autor 
 
 
Tabla 9. Temperaturas de fusión y transición vítrea para termoplásticos y 
elastómeros seleccionados. 
 
Polímero Tm (°C) Tg (°C) 
Polímeros por adición 
Polietileno de baja densidad (LD) 115 -120 
Polietileno de alta densidad (HD) 137 -120 
Cloruro de polivinilo 175-212 87 
Polipropileno 168-176 -16 
Poliestireno 240 85-125 
Poliacrilovinilo 320 107 
Politetrafluoroetileno 327 
Policlorotrifluoroetileno(teflón) 220 
Polimetilmetacrilato(acrílico) 90-105 
ABS 88-125 
Polímeros por condensación 
Acetal 181 -85 
Nylon 6,6 275 50 
Acetato de celulosa 230 
Policarbonato 230 145 
Poliéster 255 75 
Elastómeros 
Silicón -123 
Polibutadieno 120 -90 
policloropreno 80 -50 
Poliisopreno 30 -73 
 
Fuente: Ciencia e Ingeniería de los Materiales - Donald Askeland – 3 edición. pg 
487 
[Escriba aquí] 
 
32 
 
2.4 MATERIALES COMPUESTOS 
 
Los materiales compuestos son una familia de materiales compleja e interesante ya 
que acude a las principales familias de materiales como metales, cerámicos, 
polímeros y maderas para generar otro material con propiedades necesarias para 
aplicaciones complejas, por lo cual, se centra en la forma de acomodo de un 
material, más la dispersión o mezcla de otro. Genera propiedades muy importantes 
como bajo peso, poco desgaste más una alta abrasión como por nombrar algunas, 
los procesos de fabricación de estos materiales resultan muy complejos y necesitan 
de la obtención o adquisición de uno y fabricación de otro o viceversa; en el sentido 
de temperatura puede que sea necesario trabajar un material a temperatura 
ambiente y otro a temperatura muy alta y así fabricar un material de muy alta 
resistencia como por ejemplo el carburo de tungsteno. Se puede requerir de 
tratamientos térmicos o químicos, o simplemente la disposición del material con 
respecto a la dirección, o el ángulo de disposición que estén en determinada 
cantidad de capas de fibras o laminas; se muestra en la Grafica 4, la organización 
de este tipo de materiales. 
 
Gráfica 4. Clasificación de materiales compuestos según la forma y la distribución 
del esfuerzo 
 
Fuente: Autor 
 
La Gráfica 4, permite apreciar los diferentes tipos de materiales compuestos en 
razón a su naturaleza y característica mecánica más importantes; en la Tabla 10, 
[Escriba aquí] 
 
33 
 
se muestran las principales características de la mayoría de los materiales 
compuestos. 
 
Tabla 10. Propiedades generales de materiales compuestos4 
TIPOS DE 
COMPUESTOS CARACTERÍSTICAS PROPIEDADES MECÁNICAS 
 
PARTÍCULAS 
-Material de refuerzo 
-Distribuidas uniformemente 
-Dispersoides (óxidos metálicos) 
-Isotrópicas o Anisotrópicos 
-Dan combinaciones de 
propiedades al compuesto 
 
 
 
 
FIBRAS 
-Reforzados 
-Fibras típicamente tienen bajas 
densidades, dando resistencia y un 
módulo especifico altos, pero a 
menudo son muy frágiles. 
-Fibras discontinuas: Se obtienen 
orientaciones aleatorias y un 
comportamiento isotrópico. 
-Fibras continuas: fibras alineadas en 
una sola dirección producen 
compuestos de comportamiento 
anisotrópico. 
- Proporcionan mejoría en la 
resistencia, rigidez o 
rendimiento a altas 
temperaturas en metales y 
polímeros 
- Materiales cerámicos 
obtienen tenacidad. 
- Producen un menor esfuerzo. 
- Mejorías en resistencia y 
rigidez fibras con dirección 
paralelas. 
 
 
 
LAMINARES 
- Formados por capas de materiales 
distintos. 
- Compuesta por capas pueden ser 
de hojas de metales distintos con uno 
de ellos. 
- Capas con fibras unidas a hojas de 
mental, polímero o reforzadas con 
fibras orientadas a distintas 
direcciones 
-Comportamiento anisotrópicos 
- Resistente, duro o resistencia 
a la corrosión. 
Fuente: Autor 
 
2.4.1 Partículas Reforzadas 
 
Los materiales endurecidos por dispersión contienen partículas de óxido 
excepcionalmente pequeñas (10 a 250 nm) en una matriz de metal. Los pequeños 
dispersoides estables interfieren con el deslizamiento, dando buenas propiedades 
mecánicas a temperaturas elevadas. 
 
 
 
 
2.4.2 Fibras reforzadas 
 
 
4 Ibít. Cap.16 Pg. 508. 
[Escriba aquí] 
 
34 
 
Estas fibras normalmente se unen a una matriz con la cual se confiere grandes 
propiedades estructurales, adecuando la dirección y la cantidad de fibras. 
 
Arreglo de fibras: La disposición y equivalencias de las fibras se muestra a 
continuación: 
10000 filamentos se retuercen – hilos- fibra 
100000 filamentos sin retorcer- mecha- paquetes de filamentos (hilados) 
Las fibras en su procesamiento pueden ser entrelazadas, prensadas, o tejidas bi y 
tridimensionalmente. 
La forma más fácil de obtener fibras es la naturaleza, en la Grafica 5, se observa la 
clasificación de estas fibras naturales. 
 
Gráfica 5. Clasificación general de tipos de fibras naturales 
FIBRAS 
NATURALES 
Fibras de semillas y frutos 
Fibras derivadas de 
plantas 
Fibras derivadas de 
animales 
Fibras de origen mineral 
-algodón
-Kapoc
Fibras orgánicas 
de alto peso 
molecular 
Fibras 
inorgánicas de 
alto peso 
molecular 
Fibras de hojas 
Fibras de tallo 
Fibras de pelo cobertor 
Fibras secretadas por 
glándulas 
Fibras formadas de rocas 
y lava 
-lino
-cáñamo
-yute
-asbesto
-basalto
-Seda (,Roble)
-lana(ovejas, cabras, 
camellos, etc.)
-Sisal
-yuca
-manila
|
 
 
Fuente: Autor 
 
La mayoría de las fibras contiene varios grados en tamaño, consistencia de forma 
entre otras que hacen que este material sea variado en la forma de trabajar u 
orientar, arreglar y fabricar dicha matriz. Se muestra algunas propiedades de los 
compuestos reforzados con fibras en la Tabla 11. 
 
[Escriba aquí] 
 
35 
 
Tabla 11. Características y propiedades en compuestos reforzados con fibras. 
CARACTERÍSTICAS 
PROPIEDADES 
CUALITATIVAS Y 
CUANTITATIVAS 
PROPIEDADES 
Longitud y diámetro de 
las fibras 
 
-Largas, cortas y, 
continuas. 
-Relación longitud vs 
diámetro. 
-Diámetros desde 10 a 
150 micrones (x104cm). 
-Forma grande, mayor resistencia. 
-Fibras fracturan por defectos 
superficiales. 
-Fibras con menor diámetro equivale a 
menor área superficial y por lo tanto menor 
daño. 
-Menos extremos en fibras, mayor 
capacidad de las fibras. 
Cantidad de fibras 
 
-Máximo volumen de 
fibras es aprox. 80%. 
-Un porcentaje de fibras 
mayor del 80% no queda 
rodeada totalmente por la 
matriz. 
-Mayor volumen de fibras, mayor 
resistencia y rigidez. 
Orientación de las fibras 
 
-Fibras largas y cortas 
-Patrones 
bidimensionales y 
tridimensionales 
- Comportamiento isotrópico y anisotrópico 
dependiente de los grados de dirección. 
-El esfuerzo de las fibras varía de acuerdo 
con los grados de dirección de capa de 
fibra. 
Propiedades de las 
fibras 
 
 
-Resistentes, rígidas y bajo peso. 
-Temperatura de fusión del compuesto alta 
igualmente la fibra. 
-Modulo específico alto en materiales con 
número atómico bajo y enlace covalente 
(boro y carbón: alta resistencia y 
temperatura de fusión). 
Fuente: Autor 
 
2.4.3 Estructura 
 
 El comportamiento depende de la dirección con la cual se establezca los materiales 
 
2.4.3.1 Laminados: pueden ser capaz de metales que, combinadas con otros 
materiales, como por ejemplo los materiales poliméricos pueden ser una gran 
combinación y aportar grandes propiedades. 
 
2.4.3.2 Panel sándwich 
Los materiales tipo emparedado, incluyendo los paneles, son compuestos laminares 
excepcionalmente ligeros, con caras solidas unidas a un núcleo prácticamente 
hueco. 
 
[Escriba aquí] 
 
36 
 
2.5 MATERIALES AVANZADOS 
 
La conductividad eléctrica de los materiales abarca un rango enorme, con los cuales 
se pueden fabricar metales, cerámicos y polímeros aislantes. Se tiene en cuenta la 
estructura eléctrica del material que a su vez determinanlas propiedades eléctricas 
de estos materiales en los cuales se incluyen los conductores, semiconductores y 
aislantes5. 
La temperatura y estructuras atómicas con que resulten este tipo de materiales 
determinaran en gran medida la conducción o poca conducción de los materiales 
avanzados. 
 
2.6 MADERAS 
 
La madera es el material más versátil creado por la naturaleza, importante en todo 
tipo de aplicaciones; comercialmente posee una densidad aproximada de 
1,56 g/cm3, pero esto depende de la especie de madera, las cuales inicialmente 
se trabajan al aire libre. La Tabla 12, muestra el tipo de maderas que se admiten 
comúnmente. 
 
 
Tabla 12. Densidad de tipos de madera. 
Tipo de madera Densidad en kg/m3 
Resinosas 520 
Frondosas peninsulares 730 
Frondosas tropicales para desenrollo 850 
Frondosos tropicales de sierra 900 
 
Fuente: El autor a partir de: Sección de asistencia técnica A.I.T.I.M. 
 
Debido a la diversidad de especies de las que se obtiene la madera se ha creado la 
compilación de Fichas Técnicas Informativas, para contar con información confiable 
y accesible de las características y propiedades estéticas y estructurales, físicas y 
mecánicas, trabajabilidad con máquinas y herramientas, durabilidad ante el ataque 
de hongos e insectos, usos adecuados actuales y potenciales, facilidad o dificultad 
que ofrece en los procesos del secado y prevención. 
Se espera así, fomentar el uso racional de la madera al disminuir los desperdicios y 
riesgos por el empleo inadecuado de la madera y por consecuencia una mejor 
utilización de los recursos naturales6. 
 
5 Ibít., Pg. 520. 
6 Dr. José Antonio Silva Guzmán. Elaboración de fichas Técnicas sobre características 
tecnológicas y usos de la madera comercializadas en México series I y II. Universidad de 
Guadalajara y anunciado por la Comisión Nacional Forestal. 2004 y 2006 
[Escriba aquí] 
 
37 
 
 
2.6.1 Composición de la madera 
 
Hay tres niveles importantes en la estructura de la madera: fibras, celdas y 
microestructura. Por otro lado, las propiedades mecánicas de la madera dependen 
de su estructura interna, La Tabla 13, se muestra una descripción general de la 
estructura interna de las maderas. 
 
Tabla 13. Estructura interna de las maderas 
ESTRUCTURA DESCRIPCIÓN CARACTERÍSTICAS 
Fibras 
-Formado por largas celdas 
poliméricas tubulares. 
-Alineadas 
unidireccionalmente en una 
matriz polimérica 
Celdas -Tubos poliméricos 
-Haces de fibras de 
celulosa particularmente 
cristalinas. 
Microestructura 
-Alineada en diversos 
ángulos respecto a los ejes 
de los tubos. 
Esta configuración 
proporciona excelentes 
propiedades a tensión en 
dirección longitudinal 
Fuente: Autor 
 
Se observa en la Figura 2, de manera gráfica como se compone la madera respecto 
su biología, se aprecia la estructura superficial e interna de este material, es decir 
la macroestructura y la microestructura. 
[Escriba aquí] 
 
38 
 
Figura 2. Estructura general del interior de la madera. 
 
Fuente: Donald Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 3 edición 
 
La madera está formada por cuatro constituyentes principales los cuales se 
observan en la Tabla 14, con los porcentajes aproximados de sus componentes 
químicos. 
 
Tabla 14. Constituyentes principales de la madera 
COMPONENTES 
COMPOSICIÓN 
(%) 
CARACTERÍSTICAS 
Celulosa 40 al 50 Polímero termoplástico natural 
Hemicelulosa 25 al 35 Constituye fibra de paredes de celdas 
Lignina 20 o 30 
-Aglutinante orgánico de bajo peso 
molecular 
-Une los diversos constituyentes de la 
madera 
Impurezas 
orgánicas 
(aceites) 
10 
-Proporcionan color 
- Preservativos contra el entorno y los 
insectos 
-Sílice 
Fuente: Autor 
 
[Escriba aquí] 
 
39 
 
Existen dos tipos de madera los cuales a su vez clasifican a las especies 
comerciales los cuales se clasifican en la Tabla 15. 
 
Tabla 15. Tipos de madera 
TIPO CARACTERÍSTICAS ESPECIES 
Duras 
- Hoja caduca 
- Celdas alargadas con un diámetro de menos de 0,1 
mm y una longitud de menos 1mm 
- Dentro de la madera existen poros longitudinales, o 
vasos, que transportan agua a través del árbol 
Roble, 
Olmo, 
Haya, 
Abedul, 
Nogal, 
Maple 
Blandas 
- Estructuras similares 
-Celdas tienden a ser algo más largas que en las 
maderas duras 
- El centro hueco de las celdas es responsable de 
transportar agua 
-Mayor porcentaje de espacios huecos (densidad 
menor) 
Pino, 
Abeto, 
Picea, 
Cedro 
Fuente: Autor 
 
2.6.2 Contenido de humedad y densidad de la madera 
 
La características de las maderas depende demasiado del entorno donde se 
produzcan o crezcan, por lo que es de vital importancia el cuidado del medio 
ambiente en especial de las fuentes hídricas las cuales depende la calidad de la 
madera y las características propias de cada especie, es complejo el estudio de este 
tipo de materiales puesto que por su gran variedad, y por tratarse de un ser vivo 
puede que se vuelva complejo su estudio, pero se puede observar desde el punto 
de vista del contenido de agua o humedad que estos poseen; por lo tanto, la 
densidad de la madera depende principalmente de los siguientes aspectos: 
 
- Especie del árbol 
- Cantidad de huecos Internos (característica de cada especie) 
- Porcentaje de agua en la madera 
-Grado de secado 
-Humedad relativa 
 
se observan algunas propiedades de gran importancia en la Tabla 16. 
 
[Escriba aquí] 
 
40 
 
 
 
 
Tabla 16. Propiedades de maderas comunes. 
 
Madera Densidad 
 (para 12% de agua) 
(𝐠/𝐜𝐦𝟑) 
Módulo de elasticidad 
(psi) 
Cedro 0,32 1100000 
Pino 0,35 1200000 
Abeto 0,48 2000000 
Maple 0,48 1500000 
Abedul 0,62 2000000 
Roble 0,68 1800000 
Fuente: Donald Askeland. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 3 edición Pg. 
557- 558 
 
2.6.3 Propiedades mecánicas de la madera 
 
Al secarse, la madera primero se elimina el agua de los vasos y posteriormente de 
las paredes de la celda. Mientras va eliminando el agua de los vasos. Generalmente 
no se observa ningún cambio de resistencia o rigidez de la madera. 
Pero al secarse aún más hasta tener menos del 30% de humedad, empieza a haber 
pérdida de las fibras de celulosa propiamente dichas. Estas pérdidas permiten que 
las fibras individuales se acerquen, incrementando la unión entre fibras y la 
densidad de la madera y por lo tanto aumente la resistencia y rigidez de la madera7. 
 
 
7 Ibít., pg. 560 
[Escriba aquí] 
 
41 
 
3. GEOMETRÍA 
 
 
Existen varios tipos de geometría como por ejemplo en dibujo y matemáticas, pero 
en este caso se desea comprender la importancia de la geometría plana y 
tridimensional la cual es aplicable en gran medida a variadas ciencias como la 
ingeniería. En la Figura 3, se muestra un resumen de lo anteriormente dicho. 
En el Diseño estructural es de gran importancia pensar que lo más sencillo, como 
lo es un punto, una línea, una forma geométrica plana o con tres dimensiones y que 
esto se convertirá en una parte importante o inicial de determinado elemento a 
construir como una pieza o instrumento que contiene determinados materiales. 
Las formas geométricas nos permiten comprender en cierta forma nuestro entorno 
y podemos interpretarlo mejor a un idioma técnico como el que proponen las 
matemáticas y el dibujo, los cuales son la base de actuales aplicaciones digitales 
como los sistemas .CAD o nuevas herramientas tecnológicas, como drones, o 
Smartphone que en cuestión de segundos pueden digitalizar o capturar un diseño 
o asistir técnicamente a un profesional; talvez todo esto empezó con herramientas 
sencillas como el lápiz, la observación y el papel. 
 
3.1 DESCRIPCIÓN DE LOS OBJETOS 
 
La observación de figuras geométricas debe estar acompañado de la identificación 
de ciertos elementos que nos ayudaran a hacernos una idea más real de lo que 
observamos y más si se trata de algo técnico u profesional; por esto, se describen 
los siguientes elementos completos:Vistas: describen la forma del objeto, tamaño natural o escala 
Dimensiones: indican los tamaños, reales del objeto en su conjunto 
Notas: información necesaria para la manufactura 
Lo anterior da importancia si las formas geométricas son planas o tridimensionales 
por lo tanto existen una relación necesaria la cual es: 
 
Dibujo=Objeto= Trabajo 
 
Normalmente para crear algún tipo de objeto en cualquier aplicación, debe 
realizarse un bosquejo el cual puede convertirse en un producto técnicamente 
fabricado. Cualquier tipo de dibujo, sin importar el área de estudio que requiera 
ilustrar un objeto, debe basarse en puntos y líneas dispuestos de alguna forma; para 
ordenar las líneas normalmente se recurre a la representación de círculos, figuras 
planas o cuerpos solidos los cuales matemáticamente tienen algunas 
clasificaciones; En la Figura 3, se observa la clasificación de las figuras y cuerpos 
solidos más importantes. 
[Escriba aquí] 
 
42 
 
Figura 3. Círculos, ángulos, figuras planas y cuerpos sólidos 
 
Fuente: Dibujo técnico. Spencer, Dygdon, Novak. Ed. Alfa y omega México DF. pg. 105 
 
3.2 DESCOMPOSICIÓN GEOMÉTRICA 
 
Todo elemento de maquina o estructura, cuando se descompone en sus formas 
básicas consta de formas geométricas simples. Se tiene en cuenta en estos 
elementos tridimensionales el Ancho, alto, y grueso. Un ejemplo de lo mencionado 
anteriormente se observa en la Figura 4. 
[Escriba aquí] 
 
43 
 
Figura 4. Descomposición geométrica de una pieza metalizada 
 
 
 
Fuente: Dibujo técnico. Spencer, Dygdon, Novak. Ed. Alfa y omega México D.F. 
pg. 201 
 
La descomposición geométrica en el dibujo, se transforman en un gran lenguaje que 
solo se puede expresar con el papel o un monitor y/o pantalla que representa la idea 
de lo que queremos realizar. 
 
[Escriba aquí] 
 
44 
 
4. DISEÑO 
 
 
El diseño en cualquier ámbito técnico requiere de una serie de variables las cuales 
pretende dar a la consecución de un producto o proyecto técnicamente concebido 
con un costo mínimo. De lo anterior se dice que el diseño en general requiere de lo 
siguiente: 
 
4.1 INVESTIGACIÓN 
 
Es la recopilación de información cualitativa o cuantitativa en un área o campo 
especifico en el cual se advierten las bases de un producto, proyecto o proceso ya 
establecido o por establecer. 
 
4.2 EXPERIMENTOS 
 
 Al realizar una investigación podemos observar los antecedentes de un proyecto 
de nuestro interés, ya sea desde sus bases históricas, técnicas, operabilidad, 
recursos, entre otros; y así poder aplicar el conocimiento y la tecnología necesaria 
o a nuestro alcance para llevar a cabo nuestros objetivos. 
 
4.3 CREACIÓN. 
 
 Al obtener información cualitativa y cuantitativa que servirá como base de algún 
proyecto que queramos comenzar es necesario determinar unos métodos los cuales 
a su vez necesitan de equipos, herramientas y materiales; La suma de los anteriores 
factores, ayudaran a convertir información en formas físicas que se puede traducir 
en múltiples beneficios. 
 
4.4 ENTORNO DE CONSTRUCCIÓN 
 
Para transformar información de diseño de un proyecto es necesario seleccionar y 
planear instalaciones y equipos con los cuales a su vez necesitan personal, recursos 
económicos, materiales y pruebas de laboratorio. La Grafica 6, se observa la 
importancia de los recursos en el entorno de un diseño. 
 
 
 
 
 
 
 
 
[Escriba aquí] 
 
45 
 
Gráfica 6. Distribución de recursos 
RECURSOS
MAQUINARIA INSTALACIONES
ENERGUIA COMUNICACION
TRANSPORTE
 
 
Fuente: Autor 
 
De acuerdo con la gráfica anterior, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos 
Rotulación y edición: tiene que ver con las primeras ideas de diseño, es decir 
bocetos, dibujos, planos, diagramas, tablas, etc. 
Maquinaria y diseño de productos: determinar el diseño final del proyecto, producto, 
proceso para determinar que equipos tecnológicos o manuales son necesarios para 
este propósito de diseño. 
Trazo y diseño: tiene que ver con la consecución física de lo diseñado y por lo tanto 
el producto final 
 
Hay una variable de importancia de lo anteriormente dicho, la cuales son los 
materiales, estos son el puente o eje que une el diseño y la forma física del proyecto 
en cualquier diseño involucrando todos los aspectos espaciales y temporales del 
proyecto como se ve en la Gráfica 7: 
 
Gráfica 7. Importancia de los materiales en el diseño. 
MATERIALES
SUBESTRUCTURA SUPERESTRUCTURA
CALIDAD
NEGOCIOS
COMERCIOS 
INSTITUCIONES
RESIDENCIAS 
Fuente: Autor 
ENERGIA 
[Escriba aquí] 
 
46 
 
4.5 GENERALIDADES DEL DISEÑO 
 
En el diseño se cuenta con dos cosas: 
 
-Un proceso productivo y el presupuesto se relaciona directamente al Tiempo 
-Presupuesto de proyecto se puede traducir en un nuevo producto o tecnología 
 
4.6 DEFINICIONES DE TÉRMINOS 
 
 En cualquier tipo de diseño es necesario contar con unidades de medida que 
cuantifiquen propiedades como peso, tiempo, longitudes, temperaturas entre otras, 
ya que esto permite darnos una idea de la cantidad necesaria de insumos necesaria 
e importante en el proyecto con lo cual se puede determinar la economía de este. 
En este caso se da importancia a la parte de diseño en dibujo técnico la cual se 
requiere de unidades de longitud. 
 
En la Tabla 17, se observa un resumen de los factores básicos del diseño en 
cualquier proyecto. 
 
Tabla 17. Etapas generales del diseño 
Diseño 
Etapas variables 
Datos 
Dimensiones, cantidades, resistencia mecánica (ensayos de 
tención, compresión) 
 
Creación 
Prototipos, especies o probetas, material, equipos, procedimiento 
 
Pruebas 
Ensayos y pruebas reales 
Aplicar ideas 
Procesos 
Selección en la fuente, reutilización, fabricación de probetas o 
especies, diseño de la pieza, diseño del modelo, diseño del molde 
y fundición, etc. 
Materiales Metales, cerámicos, polímeros, compuestos, avanzados, maderas. 
Producción 
 
Crear y determinar formas físicas (economía, mercado y 
estrategia) 
 
Fuente: Autor 
 
Es de igual importancia que los términos usados en la acotación de tolerancia 
indiquen clara y específicamente los tamaños y localizaciones de todas las 
[Escriba aquí] 
 
47 
 
características de un objeto o un ensamble; Las siguientes definiciones se 
adoptaron de las normas ANSI (ANSI B4.1 y ANSI Y14.5)8: 
 
Tamaño nominal: Designación que se usa para fines de identificación general. 
 
Tamaño básico: Tamaño a partir del cual se deducen los límites de tamaño por 
medio de la aplicación de márgenes y tolerancias 
 
Tamaño real: Este tamaño es la medición real del objeto 
 
Tamaño de diseño. Tamaño a partir del cual los límites de tamaño se obtienen por 
aplicación de tolerancias. cuando no existe margen, el tamaño de diseño es igual al 
tamaño básico. 
 
Tolerancia. La variación total permisible de un tamaño, o la diferencia entre los 
limites respectivos. 
 
Límites de tamaño. Los tamaños máximos y mínimos. 
 
Margen: Diferencia intencional entre los límites máximos del material de las partes 
concordantes. Es una holgura mínima (margen positivo) o una interferencia máxima 
(Margen negativo) 
 
Margen positivo: ajuste de holgura 
 
Margen positivo: ajuste de interferencia. 
 
Tolerancia unilateral: tolerancia en la cual se permite la variación solo un sentido 
del tamaño del diseño En una tolerancia unilateral el valor máximo de más o menos, 
debe ser igual a cero. 
 
Tolerancia bilateral. Una tolerancia en la cual se permite la variación en uno u otros 
sentidos a partir del tamaño de diseño 
En el caso de Colombia se cuentan con las normas técnicas como por ejemplo NTC 
1580, 1687. Entre otras que se refieren a lo correspondiente a dibujos técnicos. 
 
Tipos generales de ajustes 
Ajuste es el termino general que se designa al grado de firmeza que puede resultar 
de la aplicación de una combinación especifica de márgenes y tolerancias en el 
diseño de partes concordantes. Los ajustes son: de holgura, transición y de 
interferencia.