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Question 1Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En el ensayo de tracción de un acero, ¿qué magnitud física se obtiene al dividir la carga aplicada entre la sección transversal inicial de la probeta?

  1. La deformación unitaria
  2. El módulo de Poisson
  3. La tenacidad al impacto
  4. La tensión nominal o convencional Correct answer.

Explanation

La tensión nominal se define como la fuerza dividida por el área inicial de la sección, sin corregir por la reducción de área durante el ensayo. La deformación unitaria es un cociente de longitudes, no de fuerza entre área. El módulo de Poisson relaciona deformaciones transversales y longitudinales, y la tenacidad al impacto se mide con péndulo, no en tracción.

Question 2Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un acero presenta un límite elástico de 350 MPa y una carga de rotura de 520 MPa. ¿Qué relación describe correctamente el comportamiento del material al alcanzar los 400 MPa de tensión?

  1. Ha superado el límite elástico y entra en deformación plástica Correct answer.
  2. Sigue en régimen elástico y recupera toda la deformación al descargar
  3. Se encuentra en la zona de estricción final
  4. Ha alcanzado la rotura y la probeta se ha fracturado

Explanation

Entre el límite elástico y la carga de rotura el material se deforma plásticamente de forma permanente. Al superar los 350 MPa ya no recupera íntegramente la deformación al retirar la carga. La rotura solo ocurre cerca de los 520 MPa, y la estricción aparece en la fase final próxima a la fractura.

Question 3Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué estructura cristalina presenta el hierro alfa a temperatura ambiente y qué consecuencia tiene sobre su comportamiento mecánico?

  1. Cúbica centrada en el cuerpo, con buena ductilidad y varias direcciones de deslizamiento Correct answer.
  2. Amorfa, sin planos de deslizamiento definidos
  3. Hexagonal compacta, con escasa capacidad de deformación plástica
  4. Cúbica centrada en las caras, con baja ductilidad a temperatura ambiente

Explanation

El hierro alfa es cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y dispone de varios sistemas de deslizamiento, lo que le confiere ductilidad razonable y una transición dúctil-frágil marcada con la temperatura. La estructura FCC corresponde al hierro gamma, y la hexagonal compacta presenta menos sistemas de deslizamiento y menor ductilidad.

Question 4Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En el diagrama hierro-carbono, la perlita es una microestructura formada por láminas alternas de dos fases. ¿Cuáles son esas fases?

  1. Cementita y grafito
  2. Martensita y austenita
  3. Austenita y ferrita
  4. Ferrita y cementita Correct answer.

Explanation

La perlita resulta de la transformación eutectoide de la austenita y está constituida por láminas alternas de ferrita y cementita. Esta disposición laminar explica su dureza intermedia y su comportamiento al mecanizado. Las demás combinaciones no corresponden a la reacción eutectoide del sistema hierro-carbono.

Question 5Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Una pieza de acero debe resistir impactos repetidos a baja temperatura sin fracturarse de forma frágil. ¿Qué propiedad y ensayo resultan más determinantes en la selección?

  1. La resiliencia, medida mediante el ensayo Charpy Correct answer.
  2. La dureza Brinell, medida por huella
  3. La conductividad térmica, medida por difusividad
  4. El módulo de Young, obtenido en tracción

Explanation

La resiliencia cuantifica la energía absorbida antes de la fractura y el ensayo Charpy permite evaluar la transición dúctil-frágil en función de la temperatura. La dureza mide resistencia a la penetración, no tolerancia al impacto. La conductividad térmica y el módulo de Young no describen la resistencia a la fractura frágil.

Question 6Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué tratamiento térmico consiste en calentar el acero por encima de la temperatura crítica, enfriarlo rápidamente y generar una estructura martensítica?

  1. La cementación
  2. El temple Correct answer.
  3. El normalizado
  4. El recocido

Explanation

El temple busca una estructura martensítica mediante austenización seguida de un enfriamiento rápido, lo que aumenta la dureza y la resistencia. El recocido persigue ablandar y eliminar tensiones, mientras que el normalizado produce una estructura más uniforme y la cementación es un tratamiento superficial de aporte de carbono.

Question 7Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En una fundición gris, el carbono aparece mayoritariamente como grafito laminar. ¿Qué efecto tiene esta morfología sobre las propiedades del material?

  1. Alta resistencia a tracción y gran ductilidad
  2. Buena capacidad de amortiguamiento y de mecanizado, con baja resistencia a tracción Correct answer.
  3. Comportamiento elástico lineal hasta tensiones muy elevadas
  4. Excelente resistencia al impacto a baja temperatura

Explanation

Las láminas de grafito actúan como concentradores de tensiones y confieren a la fundición gris buen amortiguamiento, buena maquinabilidad y baja resistencia a tracción. Por ello no es un material dúctil ni tenaz frente al impacto. La elevada resistencia y ductilidad corresponden a otros materiales, como los aceros.

Question 8Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Cuál de los siguientes materiales es un polímero termoestable?

  1. El politetrafluoroetileno
  2. El poliestireno
  3. El polietileno de baja densidad
  4. La resina epoxi Correct answer.

Explanation

Los termoestables, como la resina epoxi, reticulan irreversiblemente al curar y no pueden refundirse sin degradarse. El polietileno, el poliestireno y el PTFE son termoplásticos, que se ablandan con el calor y pueden moldearse repetidamente.

Question 9Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un componente debe fabricarse en serie con geometría compleja y paredes delgadas, usando un material metálico que fluya bien en estado líquido. ¿Qué proceso de conformado es el más adecuado?

  1. Extrusión de perfiles
  2. Laminación en caliente
  3. Moldeo por fundición en coquilla Correct answer.
  4. Forja en matriz cerrada

Explanation

La fundición permite obtener formas complejas y paredes delgadas aprovechando la fluidez del metal líquido en el molde. La forja y la laminación parten de formas simples y se orientan a deformación plástica masiva. La extrusión produce perfiles de sección constante, no geometrías cerradas complejas.

Question 10Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué propiedad mide la resistencia de un material a ser rayado o a la penetración de un indentador?

  1. La dureza Correct answer.
  2. La fatiga
  3. La tenacidad
  4. La fluencia

Explanation

La dureza cuantifica la resistencia superficial a la penetración o al rayado y se evalúa con escalas como Brinell, Rockwell o Vickers. La tenacidad mide la energía absorbida antes de la fractura, la fatiga la degradación bajo cargas cíclicas y la fluencia la deformación lenta a alta temperatura.

Question 11Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En un ensayo de tracción, un acero dúctil presenta un alargamiento a rotura del 25 % y una estricción del 60 %. ¿Qué conclusión es coherente con estos datos?

  1. El material ha fallado por fatiga durante el ensayo
  2. El material experimenta una deformación plástica notable antes de romper Correct answer.
  3. El material presenta un comportamiento elástico no lineal
  4. El material es frágil y rompe sin deformación apreciable

Explanation

Un alargamiento del 25 % y una estricción elevada indican gran capacidad de deformación plástica antes de la fractura, típica de aceros dúctiles. La fragilidad se asocia a alargamientos muy bajos y ausencia de estricción. La fatiga requiere cargas cíclicas y no se evalúa en un ensayo monótono de tracción.

Question 12Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué tipo de enlace predomina en los materiales cerámicos y explica su elevada dureza y fragilidad?

  1. Enlace por puentes de hidrógeno
  2. Enlace de Van der Waals
  3. Enlace iónico y covalente Correct answer.
  4. Enlace metálico

Explanation

Los cerámicos se caracterizan por enlaces iónicos y covalentes fuertes y direccionales, que dificultan el deslizamiento de dislocaciones y originan alta dureza con escasa ductilidad. El enlace metálico explica la ductilidad de los metales, y las fuerzas de Van der Waals o los puentes de hidrógeno son típicos de polímeros y moléculas.

Question 13Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Una pieza de aluminio debe trabajar a temperatura moderada y se busca aligerar peso manteniendo rigidez suficiente. ¿Qué consideración de selección es correcta?

  1. El aluminio presenta peor resistencia a la corrosión que el acero al carbono
  2. El aluminio no puede alearse y por eso limita su aplicación estructural
  3. El aluminio posee mayor módulo de Young que el acero y por eso es más rígido
  4. El aluminio tiene bajo módulo específico frente al acero, aunque su baja densidad reduce la masa Correct answer.

Explanation

El módulo de Young del aluminio es aproximadamente un tercio del del acero, por lo que su rigidez específica no supera a la del acero en todos los casos, aunque su baja densidad reduce la masa. Las aleaciones de aluminio mejoran notablemente sus prestaciones mecánicas y su resistencia a la corrosión atmosférica suele ser buena.

Question 14Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué fenómeno describe la pérdida progresiva de resistencia de un material sometido a cargas cíclicas variables, incluso por debajo del límite elástico?

  1. La corrosión galvánica
  2. La recristalización
  3. La fatiga Correct answer.
  4. La fluencia

Explanation

La fatiga es el deterioro acumulado por solicitaciones cíclicas que pueden provocar la fractura con tensiones inferiores al límite elástico estático. La fluencia es deformación dependiente del tiempo a alta temperatura, la corrosión galvánica es un proceso electroquímico y la recristalización es un fenómeno térmico de la microestructura.

Question 15Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En una unión entre dos metales distintos expuestos a un electrolito, ¿qué condición favorece la corrosión galvánica del metal menos noble?

  1. La igualdad de potencial electroquímico de los dos metales
  2. La ausencia total de electrolito entre las superficies en contacto
  3. Una gran diferencia de potencial entre ambos metales y una relación de áreas desfavorable Correct answer.
  4. El empleo de recubrimientos aislantes que separan los metales

Explanation

La corrosión galvánica se intensifica cuando existe una diferencia de potencial apreciable y el metal menos noble tiene un área pequeña frente al más noble, concentrando la densidad de corriente. La ausencia de electrolito interrumpe el circuito iónico y los recubrimientos aislantes la previenen. Potenciales iguales eliminan la fuerza motriz del par.

Question 16Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué material compuesto combina fibras de refuerzo con una matriz polimérica y se emplea habitualmente en palas de aerogenerador por su elevada relación resistencia-peso?

  1. Aleación de titanio forjada
  2. Hormigón armado con fibras de acero
  3. Fibra de vidrio o de carbono en matriz epoxi Correct answer.
  4. Fundición nodular

Explanation

Los materiales compuestos de fibra de vidrio o carbono con matriz epoxi ofrecen alta resistencia específica y rigidez, por lo que son habituales en palas de aerogenerador. El hormigón armado, el titanio forjado y la fundición nodular son materiales masivos o con refuerzo metálico, no compuestos de matriz polimérica con fibra continua.

Question 17Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué se entiende por anisotropía en las propiedades mecánicas de un material?

  1. La variación de las propiedades según la dirección considerada Correct answer.
  2. La pérdida de propiedades por humedad
  3. La variación de las propiedades con la temperatura
  4. La independencia de las propiedades respecto a la dirección

Explanation

Un material anisótropo presenta propiedades mecánicas distintas según la dirección de solicitación, como ocurre en maderas, laminados y materiales compuestos. La independencia direccional define la isotropía, mientras que los efectos de temperatura o humedad son fenómenos de degradación, no anisotropía.

Question 18Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un acero hipoeutectoide se calienta hasta la región austenítica y luego se enfría lentamente en el horno. ¿Qué transformación microestructural se favorece?

  1. La precipitación de grafito laminar
  2. La formación de ferrita proeutectoide y perlita, con ablandamiento del material Correct answer.
  3. La formación de austenita retenida estable a temperatura ambiente
  4. La transformación completa en martensita

Explanation

El enfriamiento lento en el horno, propio del recocido, permite la difusión y la formación de ferrita proeutectoide y perlita, lo que reduce la dureza. La martensita requiere enfriamiento rápido, el grafito laminar es propio de fundiciones y la austenita retenida no es estable a temperatura ambiente.

Question 19Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué característica distingue a los elastómeros del resto de polímeros?

  1. Son siempre rígidos y frágiles a temperatura ambiente
  2. Presentan conductividad eléctrica metálica
  3. No pueden vulcanizarse ni reticularse
  4. Pueden deformarse mucho y recuperar su forma al cesar la carga Correct answer.

Explanation

Los elastómeros poseen cadenas poco ordenadas que se estiran y recuperan su forma al retirar la carga, gracias a la reticulación. No son rígidos ni frágiles en su rango de servicio, muchos se vulcanizan y no presentan conductividad metálica.

Question 20Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En la selección de un material para un eje sometido a flexión rotativa, ¿qué propiedad resulta crítica frente al fallo por fatiga?

  1. La temperatura de fusión
  2. El límite de fatiga o resistencia a fatiga del material Correct answer.
  3. El coeficiente de dilatación térmica
  4. La conductividad eléctrica

Explanation

La flexión rotativa genera tensiones cíclicas alternantes, por lo que el límite de fatiga determina la vida útil del eje. La conductividad eléctrica, la dilatación térmica y la temperatura de fusión influyen en otros criterios de diseño, pero no definen la resistencia al fallo por fatiga.

Question 21Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué ensayo permite estimar la dureza de un material mediante la medida de la huella dejada por una bola de acero o carburo?

  1. Ensayo Brinell Correct answer.
  2. Ensayo de tracción
  3. Ensayo Charpy
  4. Ensayo de fluencia

Explanation

El ensayo Brinell aplica una bola normalizada y relaciona la carga con el área de la huella para obtener la dureza. El ensayo Charpy mide energía al impacto, el de tracción obtiene tensiones y deformaciones y el de fluencia estudia la deformación dependiente del tiempo a alta temperatura.

Question 22Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Una pieza cerámica de alúmina se agrieta con facilidad bajo tracción pero soporta bien la compresión. ¿Qué explicación es más coherente?

  1. Los cerámicos presentan gran movilidad de dislocaciones que impide la propagación de grietas
  2. La alúmina tiene enlace metálico que favorece la ductilidad
  3. Los defectos superficiales concentran tensiones y el material tiene escasa capacidad de deformación plástica Correct answer.
  4. La compresión genera siempre mayor concentración de tensiones que la tracción

Explanation

En los cerámicos, la falta de deformación plástica hace que las grietas y defectos concentren tensiones y propaguen de forma catastrófica bajo tracción. La compresión tiende a cerrar las grietas en lugar de abrirlas. La alúmina tiene enlace iónico y covalente, con muy baja movilidad de dislocaciones.

Question 23Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué criterio de selección de materiales prioriza la minimización del impacto ambiental a lo largo del ciclo de vida?

  1. El análisis del ciclo de vida, considerando extracción, fabricación, uso y fin de vida Correct answer.
  2. El acabado superficial del producto
  3. El precio de la materia prima en el mercado internacional
  4. La disponibilidad inmediata en almacén

Explanation

El análisis del ciclo de vida evalúa los impactos ambientales desde la extracción de materias primas hasta el fin de vida, incluyendo reciclabilidad y consumo energético. El precio, la disponibilidad en almacén y el acabado superficial son criterios económicos o funcionales que no reflejan el impacto ambiental global.

Question 24Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En un material metálico, ¿qué defecto cristalino es una dislocación y cómo influye en la deformación plástica?

  1. Una impureza intersticial que endurece sin afectar al deslizamiento
  2. Una frontera de grano que bloquea todo movimiento atómico
  3. Un defecto lineal cuya movilidad permite el deslizamiento y la deformación plástica Correct answer.
  4. Un defecto puntual que impide cualquier deformación

Explanation

La dislocación es un defecto lineal y su movimiento a través de los planos de deslizamiento explica la deformación plástica de los metales con tensiones moderadas. Los defectos puntuales, las fronteras de grano y las impurezas obstaculizan el movimiento de dislocaciones y endurecen el material, pero no son dislocaciones.

Question 25Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un componente de acero va a trabajar en un ambiente húmedo y salino. ¿Qué medida de protección resulta más adecuada para evitar la corrosión electroquímica?

  1. Poner en contacto el acero con un metal menos noble de gran área
  2. Eliminar cualquier capa pasiva protectora
  3. Aplicar un recubrimiento catódico de sacrificio, como el zinc Correct answer.
  4. Aumentar la rugosidad superficial para favorecer la aireación

Explanation

Un recubrimiento de zinc actúa como ánodo de sacrificio y protege al acero, que se comporta como cátodo, incluso si el recubrimiento se daña localmente. Aumentar la rugosidad o eliminar la capa pasiva favorece la corrosión, y el contacto con un metal menos noble de gran área aceleraría el ataque al acero.

Question 26Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En el diagrama de equilibrio hierro-carbono, ¿qué fase es una solución sólida intersticial de carbono en hierro gamma, con red cúbica centrada en las caras, que es estable por encima de 727 °C en los aceros?

  1. Ferrita
  2. Cementita
  3. Martensita
  4. Austenita Correct answer.

Explanation

La austenita es la fase gamma del hierro, con estructura FCC, que disuelve hasta un 2,11 % de carbono a 1148 °C. Es dúctil y no magnética, y se transforma en ferrita y cementita al enfriar por debajo de la temperatura eutectoide.

Question 27Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué propiedad tecnológica describe la facilidad con que un material metálico puede deformarse plásticamente de forma permanente sin agrietarse, por ejemplo al laminarlo en caliente para obtener chapas?

  1. Tenacidad
  2. Fluencia
  3. Maleabilidad Correct answer.
  4. Ductilidad

Explanation

La maleabilidad es la capacidad de un material para deformarse plásticamente en láminas delgadas sin romperse, típica de metales como el oro o el aluminio. La ductilidad se refiere a la deformación en hilos, y la tenacidad a la energía absorbida antes de la fractura.

Question 28Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En la selección de un material para una ventana de horno que debe resistir choques térmicos repetidos sin fracturarse, ¿qué parámetro resulta más determinante?

  1. La densidad
  2. La conductividad eléctrica
  3. El módulo elástico
  4. El coeficiente de dilatación térmica Correct answer.

Explanation

La resistencia al choque térmico de un material frágil depende en gran medida de su coeficiente de dilatación térmica: cuanto menor sea, menores serán las tensiones internas generadas por gradientes de temperatura. Materiales como el vidrio de borosilicato se eligen por esta baja dilatación.

Question 29Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué familia de materiales se caracteriza por estar formada por cadenas macromoleculares unidas por enlaces covalentes y, en algunos casos, reticuladas covalentemente, lo que impide su fusión y las hace insolubles?

  1. Termoestables Correct answer.
  2. Elastómeros
  3. Cerámicos
  4. Termoplásticos

Explanation

Los polímeros termoestables poseen una red tridimensional reticulada covalentemente que, una vez curada, no puede fundirse ni disolverse. Al calentarlos se degradan en lugar de fluir, a diferencia de los termoplásticos.

Question 30Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un acero con 0,8 % de carbono se enfría lentamente desde la región austenítica. ¿Qué microestructura se forma al cruzar la temperatura eutectoide de 727 °C?

  1. Perlita, formada por láminas alternas de ferrita y cementita Correct answer.
  2. Austenita retenida, que permanece estable a temperatura ambiente
  3. Bainita, formada por una transformación isotérmica a temperatura intermedia
  4. Martensita, formada por una transformación sin difusión

Explanation

En un acero eutectoide (0,8 % C) enfriado lentamente, la austenita se descompone a 727 °C en perlita, una estructura laminar de ferrita y cementita. Este enfriamiento permite la difusión del carbono y da lugar a la microestructura de equilibrio.

Question 31Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En un ensayo de tracción, la curva tensión-deformación de un acero muestra un límite elástico de 350 MPa y una resistencia a la tracción de 550 MPa. ¿Qué representa el límite elástico?

  1. La energía absorbida por unidad de volumen hasta la rotura
  2. La tensión máxima que soporta el material antes de la rotura
  3. La deformación remanente después de retirar la carga
  4. La tensión a partir de la cual la deformación deja de ser recuperable Correct answer.

Explanation

El límite elástico es la tensión en el límite de proporcionalidad o de fluencia, a partir de la cual el material experimenta deformación plástica permanente al retirar la carga. La resistencia a la tracción es la tensión máxima, y la tenacidad la energía absorbida.

Question 32Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué defecto cristalino es una vacante y cómo afecta a la difusión atómica en un metal a temperatura elevada?

  1. Es un defecto lineal que bloquea el movimiento de dislocaciones
  2. Es un defecto superficial que impide la difusión en la superficie
  3. Es un defecto puntual que facilita la difusión de átomos vecinos hacia la vacante Correct answer.
  4. Es un defecto volumétrico que no influye en la difusión

Explanation

Una vacante es un defecto puntual consistente en la ausencia de un átomo en su posición reticular. A temperaturas elevadas, su concentración aumenta y permite la difusión atómica por migración de vacantes, mecanismo clave en tratamientos térmicos y aleaciones.

Question 33Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Una pieza de fundición gris y otra de fundición nodular se someten a tracción. ¿Qué diferencia de comportamiento mecánico se espera debido a la morfología del grafito?

  1. La fundición nodular presenta mayor resistencia y ductilidad que la gris Correct answer.
  2. La fundición gris presenta mayor alargamiento a rotura que la nodular
  3. La fundición gris es más tenaz debido a la forma laminar del grafito
  4. Ambas presentan idéntica resistencia porque el grafito es el mismo

Explanation

En la fundición nodular, el grafito aparece como nódulos esféricos que actúan como concentradores de tensiones menos severos que las láminas de la fundición gris. Por ello, la nodular tiene mayor resistencia a la tracción y ductilidad, mientras que la gris es más frágil pero mejor amortiguadora.

Question 34Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En la selección de un material para un casco de bicicleta que debe absorber impactos sin romperse, ¿qué combinación de propiedades es más deseable?

  1. Alta dureza y baja tenacidad
  2. Alta rigidez y alta densidad
  3. Alta tenacidad y baja densidad Correct answer.
  4. Alta resistencia y baja ductilidad

Explanation

Un casco debe absorber energía de impacto, lo que requiere alta tenacidad, y ser ligero, lo que exige baja densidad. Materiales compuestos como fibras de vidrio o carbono con matriz polimérica cumplen esta combinación.

Question 35Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

¿Qué tipo de enlace químico predomina en los polímeros termoplásticos y qué consecuencia tiene sobre su comportamiento térmico?

  1. Enlaces metálicos, que les confieren conductividad eléctrica
  2. Enlaces iónicos, que los hacen frágiles y aislantes
  3. Enlaces covalentes reticulados, que impiden su fusión
  4. Enlaces covalentes en las cadenas y fuerzas de van der Waals entre ellas, lo que permite fundirlos Correct answer.

Explanation

En los termoplásticos, los átomos de cada cadena están unidos por enlaces covalentes fuertes, mientras que las cadenas adyacentes se mantienen por fuerzas intermoleculares débiles (van der Waals o puentes de hidrógeno). Al calentar, estas fuerzas se debilitan y el polímero puede fluir y fundirse repetidamente.

Question 36Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras largas de carbono presenta propiedades mecánicas muy diferentes según la dirección de carga. ¿Cómo se denomina esta característica y qué la origina?

  1. Homogeneidad, debida a la mezcla íntima de matriz y fibra
  2. Elasticidad, debida a la naturaleza polimérica de la matriz
  3. Anisotropía, debida a la orientación preferente de las fibras Correct answer.
  4. Isotropía, debida a la orientación aleatoria de las fibras

Explanation

La anisotropía es la variación de las propiedades con la dirección. En un compuesto con fibras largas orientadas, la resistencia y el módulo son mucho mayores en la dirección de las fibras que transversalmente, lo que exige diseñar teniendo en cuenta la orientación.

Question 37Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En un ambiente marino, una pieza de acero estructural sufre corrosión. ¿Qué medida de protección es más adecuada para prolongar su vida útil sin recurrir a recubrimientos orgánicos?

  1. Aumentar el contenido de carbono del acero para hacerlo más noble
  2. Pulir la superficie para eliminar la capa de óxido
  3. Protegerla con un ánodo de sacrificio de zinc Correct answer.
  4. Aislarla eléctricamente del ambiente húmedo

Explanation

La protección catódica mediante ánodos de sacrificio consiste en unir el acero a un metal menos noble, como el zinc, que se corroe preferentemente y protege al acero. Es un método eficaz en ambientes marinos sin necesidad de recubrimientos poliméricos.

Question 38Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Un acero hipoeutectoide (0,4 % C) se enfría muy rápidamente desde la región austenítica. ¿Qué microestructura se espera y cómo afecta a su dureza?

  1. Austenita retenida, que disminuye la dureza
  2. Perlita gruesa, que reduce la dureza
  3. Ferrita proeutectoide y cementita, que aumentan la ductilidad
  4. Martensita, que aumenta la dureza pero reduce la tenacidad Correct answer.

Explanation

El enfriamiento rápido impide la difusión del carbono y provoca la transformación martensítica, una fase metaestable muy dura y frágil. En un acero hipoeutectoide, la martensita puede coexistir con ferrita proeutectoide, pero el temple aumenta notablemente la dureza a costa de la tenacidad.

Question 39Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

En la selección de un material para un componente que debe soportar cargas cíclicas durante millones de ciclos, ¿qué propiedad y ensayo son más relevantes para evitar el fallo por fatiga?

  1. La dureza superficial, medida con un durómetro Brinell
  2. La resistencia a la fluencia, evaluada mediante un ensayo de tracción a alta temperatura
  3. El límite de fatiga, determinado mediante ensayos de flexión rotativa o axiales cíclicos Correct answer.
  4. La tenacidad a la fractura, obtenida mediante un ensayo de impacto Charpy

Explanation

La fatiga se produce por la aplicación repetida de tensiones variables, y el límite de fatiga es la tensión por debajo de la cual el material soporta un número elevado de ciclos sin romperse. Se determina mediante ensayos cíclicos, como la flexión rotativa, representando la curva S-N.

Question 40Materials and their properties: types, structure, mechanical and technological properties, selection criteria, and environmental impact

Una empresa debe elegir entre dos aleaciones para una pieza aeronáutica. La aleación A tiene mayor límite elástico pero mayor densidad; la aleación B tiene menor límite elástico y menor densidad. ¿Qué criterio de selección permite comparar objetivamente su eficiencia estructural en un elemento sometido a tracción?

  1. Seleccionar la de mayor dureza superficial
  2. Utilizar el índice de mérito resistencia-densidad (límite elástico dividido por la densidad) Correct answer.
  3. Elegir siempre la de mayor módulo elástico
  4. Comparar directamente los límites elásticos sin considerar la densidad

Explanation

En el diseño de elementos ligeros sometidos a tracción, el índice de mérito relevante es la resistencia específica, es decir, el límite elástico dividido por la densidad. Este índice permite comparar materiales con diferente densidad y resistencia de forma objetiva para minimizar peso.

Question 41Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

Una viga biapoyada de 6 m de luz soporta una carga puntual de 12 kN en su punto medio. ¿Cuál es el módulo de la reacción vertical en cada apoyo?

  1. 3 kN
  2. 6 kN Correct answer.
  3. 12 kN
  4. 24 kN

Explanation

Por simetría de la carga centrada, cada apoyo recibe la mitad de la carga total aplicada. La suma de reacciones debe igualar los 12 kN, de modo que cada una vale 6 kN. También se obtiene tomando momentos respecto a un apoyo.

Question 42Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

En un empotramiento perfecto de una viga en voladizo, ¿qué componentes de reacción pueden aparecer en el plano?

  1. Una fuerza vertical, una fuerza horizontal y un momento flector Correct answer.
  2. Dos fuerzas verticales independientes
  3. Únicamente un momento flector
  4. Solo una fuerza vertical

Explanation

Un empotramiento impide traslación en ambas direcciones y giro, por lo que introduce tres incógnitas: dos componentes de fuerza y un momento. Es un apoyo hiperestático de grado 3 en el plano. Un apoyo articulado, en cambio, solo coarta dos traslaciones.

Question 43Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

Una barra de acero de sección 200 mm² está sometida a un esfuerzo axil de tracción de 40 kN. ¿Cuál es la tensión normal media?

  1. 80 MPa
  2. 20 MPa
  3. 200 MPa Correct answer.
  4. 8 MPa

Explanation

La tensión normal se calcula como σ = N/A. Con N = 40 000 N y A = 200 mm², resulta σ = 200 N/mm² = 200 MPa. La conversión de kN a N y de mm² a la unidad coherente es esencial.

Question 44Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

¿Qué magnitud mide la deformación unitaria longitudinal ε en una barra sometida a tracción?

  1. El momento flector por unidad de longitud
  2. La fuerza por unidad de área
  3. El alargamiento por unidad de longitud original Correct answer.
  4. El producto de tensión por módulo de elasticidad

Explanation

La deformación unitaria es adimensional y se define como ε = ΔL/L₀, es decir, el alargamiento dividido por la longitud inicial. No debe confundirse con la tensión, que es fuerza por área. Esta definición es la base de la ley de Hooke σ = E·ε.

Question 45Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

En una sección rectangular de base b y altura h, ¿cómo varía el módulo resistente a flexión W = b·h²/6 si se duplica la altura manteniendo la base?

  1. Se duplica
  2. Se multiplica por ocho
  3. No cambia
  4. Se multiplica por cuatro Correct answer.

Explanation

El módulo resistente depende del cuadrado de la altura, W = b·h²/6. Al duplicar h, el factor (2)² = 4 multiplica el valor original. La base, en cambio, interviene linealmente.

Question 46Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

¿Qué tipo de esfuerzo interno predomina en una barra articulada en sus dos extremos y cargada solo en los nudos, sin momentos aplicados?

  1. Esfuerzo axil Correct answer.
  2. Cortante puro
  3. Momento torsor
  4. Momento flector

Explanation

En una barra de celosía ideal, con articulaciones sin rozamiento y cargas solo en los nudos, no se desarrollan momentos. La barra trabaja únicamente a tracción o compresión axial. Por eso se dimensiona con σ = N/A.

Question 47Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

Una viga simplemente apoyada recibe una carga uniformemente repartida q en toda su luz L. ¿Cuál es el momento flector máximo, situado en el centro?

  1. q·L²/2
  2. q·L²/4
  3. q·L²/8 Correct answer.
  4. q·L

Explanation

Para una carga repartida uniforme en viga biapoyada, el momento máximo en el centro vale M = q·L²/8. Las reacciones son q·L/2 en cada apoyo. Este resultado es de referencia obligada en el cálculo de vigas.

Question 48Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

¿Qué condición de equilibrio garantiza que un sólido rígido plano no gire bajo la acción de un sistema de fuerzas?

  1. Que las fuerzas sean todas paralelas
  2. Que la suma de fuerzas horizontales sea nula
  3. Que la suma de momentos respecto a cualquier punto sea nula Correct answer.
  4. Que la resultante de fuerzas sea máxima

Explanation

El equilibrio de rotación exige que el momento resultante respecto a cualquier punto sea nulo. Junto con ΣFx = 0 y ΣFy = 0 completa las tres ecuaciones de la estática plana. Si solo se anula la suma de fuerzas, el cuerpo puede girar.

Question 49Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

Un cable de acero de 3 m de longitud y sección 100 mm² se alarga 1,5 mm bajo una carga de tracción. Si E = 200 GPa, ¿cuál es la carga aplicada?

  1. 100 kN
  2. 200 kN
  3. 10 kN Correct answer.
  4. 1 kN

Explanation

De la ley de Hooke, N = E·A·ΔL/L. Con E = 200 000 N/mm², A = 100 mm², ΔL = 1,5 mm y L = 3000 mm, resulta N = 10 000 N = 10 kN. Hay que mantener unidades coherentes en N y mm.

Question 50Mechanical systems and structures: static equilibrium, supports and reactions, internal forces, stress and strain, design and calculation of structural elements

Una viga en voladizo de 2 m soporta una carga puntual de 5 kN en su extremo libre. ¿Qué momento flector máximo se produce en el empotramiento?

  1. 20 kN·m
  2. 10 kN·m Correct answer.
  3. 2,5 kN·m
  4. 5 kN·m

Explanation

En una ménsula con carga puntual en el extremo, el momento en el empotramiento vale M = P·L. Con P = 5 kN y L = 2 m, resulta M = 10 kN·m. El momento crece linealmente desde cero en el extremo hasta ese valor en el empotramiento.