Classificação e Propriedades dos Materiais

Classificação de Materiais: A classificação geral dos materiais é a seguinte:

• Metálicos:
  • Ferrosos
  • Não ferrosos
• Não Metálicos:
  • Orgânicos
  • Inorgânicos

Metais Ferrosos: Como o nome sugere, seu principal componente é o ferro. Suas principais características são a alta resistência à tração e dureza. Ligas comuns são obtidas com estanho, prata, platina, manganês, vanádio e titânio.

Exemplos de metais ferrosos incluem: ferro fundido cinzento, ferro maleável, aço e ferro fundido branco.

Metais Não-Ferrosos: Geralmente, possuem menor resistência à tração e dureza que os metais ferrosos, mas sua resistência à corrosão é superior. Seu custo costuma ser mais elevado, mas novas técnicas de extração e refino têm reduzido os custos, aumentando sua competitividade.

Os principais metais não-ferrosos utilizados na fabricação são: alumínio, cobre, magnésio, níquel, chumbo, zinco e titânio. Também são úteis como elementos complementares em ligas metálicas ferrosas, como bronze (cobre, chumbo, estanho) e latão (zinco, cobre). Aplicações: estruturas, mecanismos, fios, tubos, etc.

Materiais Orgânicos: São aqueles que contêm células animais ou vegetais. Geralmente, se dissolvem em líquidos orgânicos, como álcool, mas não em água, e não resistem a altas temperaturas. Possuem baixa condutividade elétrica e térmica, e boa resistência à corrosão. Exemplos: madeira, plásticos, borracha, papel, couro, óleos e adesivos. Aplicações: alimentos embalados, produtos de madeira, etc.

Materiais Inorgânicos: São aqueles que não são derivados de células animais ou vegetais. Geralmente, se dissolvem em água e resistem melhor ao calor que os materiais orgânicos. Exemplos: minerais, cimento, cerâmica, vidro e grafite. Aplicações: Isolamento, proteção contra corrosão, refratários, etc.

Os materiais, sejam metálicos ou não metálicos, raramente são encontrados em seu estado natural de utilização. Geralmente, passam por processos para atingir as características necessárias para tarefas específicas. Esses processos exigem técnicas especiais e aumentam o custo dos materiais.

Comportamento Estrutural dos Materiais: Na construção, diversos tipos de materiais são utilizados, visando tanto a estética quanto a resistência da estrutura. O comportamento dos materiais em relação ao fogo varia conforme sua composição. Neste contexto, serão estudados o aço, o concreto e a madeira.

Fogo: Para que um material entre em combustão, são necessárias certas condições:

• Oxigênio suficiente.
• Material combustível.
• Calor suficiente para iniciar a combustão.
• Reação em cadeia (para que o fogo se mantenha).

Transferência de Calor:

• Condução: Ocorre quando um objeto está em contato direto com outro.
• Radiação: O calor é transmitido por ondas de calor.
• Convecção: O calor é transferido através de um fluido (ar, água, etc.).

Classificação dos Incêndios (NBR 934):

• Classe A: Materiais combustíveis comuns (madeira, papel, etc.). Símbolo: A em um triângulo verde.
• Classe B: Líquidos inflamáveis (gasolina, tintas, etc.). Símbolo: B em um quadrado vermelho.
• Classe C: Equipamentos elétricos energizados. Símbolo: C em um círculo azul.
• Classe D: Metais combustíveis (magnésio, alumínio, etc.). Símbolo: D em uma estrela amarela.

Termodinâmica do Fogo: Três fatores são importantes para o desenvolvimento do fogo: materiais combustíveis, ventilação e dissipação de calor.

Comportamento do Aço, Concreto e Madeira em Relação ao Fogo: O aço é um bom condutor de calor e perde resistência em altas temperaturas. O concreto, embora resistente, pode sofrer danos em incêndios prolongados. A madeira, sendo combustível, pode ser protegida com revestimentos e tratamentos.

Proteção Passiva Contra Incêndios: A legislação chilena considera a proteção de estruturas contra incêndios de caráter celulósico, de acordo com a curva padrão UL 263.

Propriedades dos Materiais:

• Físicas: Cor, densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, etc.
• Mecânicas: Elasticidade, plasticidade, ductilidade, dureza, resiliência, fragilidade, resistência, fadiga, etc.
• Químicas: Corrosão, oxidação, etc.
• Elétricas: Condutividade.
• Térmicas: Condutividade térmica.
• Magnéticas: Atração por campos magnéticos.

A escolha do material deve ser feita com cuidado, considerando a aplicação específica e as propriedades relevantes.