Taza de cafe - Diseño y selección de materiales para una taza para café PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVL

TECNOLOGÍA DE MATERIALES Diseño y selección de materiales para una taza para café

Docente: Dr. Ing. Víctor Escobedo Oblitas Mejía Nanfuñay Pérez Puescas Guerrero Maryori Rangel Martes 11 de agosto del 2020

DISEÑO Y SELECCIÓN DE MATERIALES PARA UNA TAZA PARA CAFÉ Diseñe un material al partir del cual se pueda producir una taza para café. ¿Qué propiedades en particular hará que ese material sea el adecuado? Una taza (del árabe «tassah», y este del persa «tast» ) es un recipiente con una sola asa, usado básicamente para tomar líquidos, por lo general calientes. En algunos países de Latinoamérica se denomina jarro o pocillo. Puede tener diversas formas, colores y tamaños, presentarse decorada o serigrafiada. Quizá la característica común a todas ellas sea el asa que facilita su manejo. Las de menor tamaño se denominan taza de café, taza de té o con el diminutivo tacita. Las de gran tamaño pueden recibir el título inapropiado de tazón. TASA DE CAFÉ IDEAL 

Diseño El diseño ideal es el que presenta nuestra taza de café, con su base interior redondeada. Esta forma favorece la caída del café de manera suave y la conservación de la crema, un elemento fundamental para mantener los aromas y formar un tapón térmico que retarde el enfriamiento del café. Por otro lado, las tazas son más gruesas en la parte inferior (para mantener la térmica) y más finas en los bordes, donde se apoyan los labios (para obtener una sensación más agradable en el momento de consumo).

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Temperatura en el servicio

La temperatura ideal para servir un café es de 76º a 82º. Por lo tanto, el material deberá poder soportar estas temperaturas, además de mantenerlas o al menos retardar la disminución de ellas.

PROPIEDADES TÉRMICAS Las propiedades para poder diseñar una taza para café Las propiedades térmicas se clasifican en tres propiedades básicas que son las siguientes: 

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Calor: El calor es la energía intercambiada entre un cuerpo y su entorno por el hecho de encontrarse a distinta temperatura. El calor, como el trabajo, es energía en tránsito, por lo que se puede entender también como un método para transferir energía. Aislamiento térmico: es el conjunto de materiales y técnicas de instalación que se aplican en los elementos constructivos que separan un

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espacio climatizado del exterior o de otros espacios para reducir la transmisión de calor entre ellos. Conductividad térmica: es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras, la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras adyacentes o a sustancias con las que está en contacto.

PROCESO ADIABÁTICO El término adiabático hace referencia a volúmenes que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar de que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa. Las tazas para café deberán evitar la transferencia de calor, proporcionar un excelente aislamiento térmico y tener escasa conductividad térmica.

MATERIALES  Materiales cerámicos Son resistentes, sirven como buenos aislantes eléctricos y térmicos. Resistentes a daños por corrosión y de temperaturas altas, pero son frágiles  Compuestos de sustancias inorgánicas fundamentalmente óxidos y sales metálicas, excluyendo metales puros.  Tipo de enlace interatómico: iónico conformando estructura cristalina especifica de los cerámicos.  Malos conductores de calor y electricidad.  Frágiles e indeformables.  Resistencia a altas temperaturas.  Densidades medias.

 Materiales poliméricos resistentes a bajas temperaturas, buena resistencia contra la corrosión, buen aislante térmico y eléctrico  Compuestos de sustancias orgánicas en base al C, H, O y otros elementos no metálicos.  Tipo de enlace interatómico: covalente conformando largas cadenas lineales o redes, con nula o media cristalinidad.  Resistentes a bajas temperaturas.  Malos conductores del calor y la electricidad.  Frágiles unos, tenaces y plásticos otros.  Bajas densidades.

Los cerámicos como los polímeros son apropiados debido a sus bajas conductividades térmicas; poseen una alta dureza y resistencia al calentamiento, tienden a la fractura frágil. Se caracterizan principalmente por:       

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Bajo peso Alta rigidez Baja tenacidad Alta resistencia al calor y al desgaste Poca fricción Buenas propiedades aislantes Los materiales cerámicos son baratos, pero su procesado hasta producto terminado es normalmente lento y laborioso. Además, la mayoría de estos materiales se dañan fácilmente por impacto a causa de su baja o nula ductilidad. Las tazas de poliestireno expandido desechables son particularmente eficaces porque contienen muchas burbujas de gas, que mejoran aún más el aislamiento. Esta deseable propiedad física deberá, sin embargo, sopesar contra el daño potencial al medio ambiente causado al desechar el polímero. Las tazas de cerámica pueden ser reutilizadas y resultan menos peligrosas para el entorno. Las tazas de metal no se utilizan.

Figura 1. Material cerámico

Figura 2. Material polimérico

BIBLIOGRAFIA  Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales W.D. CALLISTER, Jr., Editorial Reverté, S.A (2003).  Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, William F. Smith and Javad Hashemi - -McGraw-Hill (2006)...