los materiales
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Todos los objetos que observamos a nuestro alrededor tienen algo en común: están hechos de materia.
La materia se encuentra en tres estados: sólido (como el hielo), líquido (como el agua) y gaseoso (como el vapor de agua).
La composición de la materia es variable; por ello, existe una enorme cantidad de sustancias. Las sustancias que sirven para fabricar objetos se llaman materiales.
Según las propiedades que posea, un material será más adecuado que otro para fabricar un objeto determinado.
Todos los cuerpos de la naturaleza están formados por materia, incluidos nosotros mismos. El hierro o el aceite, por ejemplo, están formados por materia.
Cada tipo de materia posee unas propiedades características y se denomina sustancia. Así, tanto el hierro como el aceite son sustancias.
En la naturaleza encontramos la materia en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.
Una piedra, una mesa o un plato, no cambian de forma a menos que se rompan. Son sólidos.
El agua, la leche o el aceite al cambiar de recipiente, cambian de forma. Son líquidos.
El aire contenido en un globo puede cambiar de forma si se comprime el globo o si se rompe. En este caso, la sustancia se escapa y aumenta de volumen. Son los gases.
La materia en estado sólido. Su volumen es constante y su forma es invariable.
La materia en estado líquido. Su volumen es constante y su forma es variable.
La materia en estado gaseoso. So volumen y su forma son variables.
Hay sustancias que, dependiendo de las condiciones, pueden presentarse en los tres estados y cambiar de uno a otro. El ejemplo más conocido es el del agua.
El paso de agua en un estado líquido a agua en estado sólido (hielo), tiene lugar enfriándola hasta una temperatura de 0°C.
El paso de agua en estado líquido a agua en estado de vapor, tiene lugar calentando el agua hasta que entra en ebullición (hierve) a la temperatura de 100°C y se vaporiza.
Otras sustancia también pueden cambiar de estado; estos cambios se producen mediante la intervención del calor: calentando o enfriando.
Los pasos de sólido a líquido (fusión) y de líquido a gas (vaporización) necesitan absorber calor para producirse.
Los pasos de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación) necesitan que la sustancia ceda calor para producirse.
La materia está constituida por unas piezas básicas a las que llamamos átomos.
También sabemos que los átomos son divisibles y que contienen tres tipos de partículas en su interior: los protones, los neutrones y los electrones.
En algunas sustancias, los átomos forman agrupaciones que se denominan moléculas.
Las moléculas de algunas sustancias están formadas por átomos iguales, como las moléculas de hidrógeno o de oxígeno, en las que los átomos de unen de dos en dos.
Muchas de las sustancias puras que encontramos en la naturaleza están formadas por infinidad de átomos iguales (oro, plata…); estas sustancias se denominan elementos químicos.
Actualmente se conocen unos 115 elementos químicos: 90 se encuentran en la naturaleza (elementos naturales) y 25 se han elaborado en los laboratorios (elementos artificiales).
Cada elemento químico tiene un nombre que lo identifica y un símbolo químico que lo representa.
También hay sustancias como el agua (H2O), el cloruro sódico (NaCl), etc. que tienen átomos diferentes porque están formadas por dos o más elementos cuya proporción es constante y determinada.
Estas sustancias se denominan compuestos.
Las sustancias puras son elementos, como el hierro, y compuestos como el azúcar, cuya composición y propiedades no varían.
Otras sustancias, como el agua del mar, la leche o el chocolate, están formadas por varios elementos o compuestos en proporciones variables. Estas sustancias se denominan mezclas.
Algunas mezclas como el agua del mar tienen muchos componentes. Aparentemente, estos componentes se no pueden distinguir pues se trata de una mezcla homogénea.
En la sopa, sin embargo, sí distinguimos a simple vista que está formada por varios componentes; se trata de una mezcla heterogénea.
Edad tiempo materiales
PIEDRA 1.000.000 años
herramientas de piedra
huesos de distintas formas y tamaños utilizados por el hombre: hachas, arpones, flechas, hoces, etc.
BRONCE3.000 antes de Cristo
Las herramientas fabricadas en bronce (cobre y estaño)
HIERRO1.200 antes de cristo
Herramientas de hierro
ACTUAL actualidadPlásticos
Componentes electrónicos
HISTORIA DE LOS MATERIALES
Las sustancias que sirven para construir objetos suelen llamarse materiales.
Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza; se llaman también materias primas (madera, seda, cuero…).
Los materiales artificiales son aquellos que el ser humano fabrica a partir de los naturales (papel, vidrio)
Los materiales sintéticos se obtienen a partir de los artificiales por medio de algun proceso de sintetización (por ejemplo los plásticos)
Entre los materiales más utilizados para elaborar productos, destacan:
los textiles
los pétreos.
los metales.
los plásticos.
la madera.
los cerámicos.
MADERA
PLÁSTICOS
Se obtiene de la parte leñosa de los árboles. Se utiliza como combustible, para la industria papelera , para la fabricación de muebles, elementos de construcción (vigas, escaleras ... ), decorativos (esculturas, marcos de fotografías ... )...
Se obtienen artificialmente a partir del petróleo.Los plásticos se utilizan para fabricar tuberías, embalajes, juguetes, recipientes, revestimiento de cables.
METALES
PÉTREOS
Se extraen de los minerales que forman parte de las rocas. Los metales se utilizan para estructuras y piezas de máquinas, herramientas, elementos de unión, componentes electrónicos, marcos de ventanas, muebles...
Se extraen de las rocas.Son materiales pétreos el mármol, la pizarra, el vidrio, el yeso, el cemento y el hormigón.Normalmente se utilizan como materiales de construcción.
CERÁMICOS
TEXTILES
Se obtienen moldeando arcillas y sometiéndola después a un proceso de cocción a altas temperaturas en un horno.Un ladrillo y una teja, un botijo, una vajilla e, incluso, un lavabo son productos fabricados con materiales cerámicos
Estos materiales se utilizan en forma de hilos para elaborar tejidos. Pueden ser naturales o sintéticos.Son materiales textiles la lana, el algodón, la seda, el lino, o el nailon y la lycra.
Cada material tiene unas propiedades que:
lo diferencian de los demás
determinan lo que puede hacerse con él
Son las que están relacionadas con la impresión que produce el material en nuestros sentidos.
Color. Textura.
Brillo.
TACTO
SUAVE CEDAÁSPERO LIJARUGOSO LANALISO VIDRIODE DISTINTAS FORMAS MADERA
OLORAGRADABLE PERFUMEDESAGRADABLE OLOR DEL GAS
SABOR
SALADO SALESDULCE AZUCARACIDO VINOSAMARGO BEBIDAS CON HIERBAS
OIDOACUSTICO GUITARRASNO ACUSTICO TINGLADOS DE CHAPA
VISTA
TRANSPARENTE ACRILICOTRANSLUCIDO POLICARBONATOOPACO METALESDE COLORES PINTURASCON BRILLO ORO
Son las que están relacionadas con el comportamiento del material frente a al calor o al paso de electricidad
Conductividad térmica: Un material tiene alta
conductividad térmica cuando deja pasar el calor por él.
Conductividad eléctrica: Un material tiene alta conductividad eléctrica cuando deja pasar la corriente eléctrica por él. Entonces decimos que es conductor. En caso contrario,
será aislante.
Buenos conductores de calor
Metales en general
Aislantes de calor algodón, la lana, la fibra de vidrio, los poliuretanos
Metales imantables Hierro, Acero
Metales no imantables cobre, el estaño, el aluminio , el oro . la plata
Materiales estables Plásticos, oro, acero inoxidable, aluminio
Materiales que se oxidan
Hierro, acero, cobre
Buenos conductores de electricidad
Oro, plata, cobre
Materiales aislantes Madera, plásticos
Propiedades térmicas
Propiedades magnéticas
Propiedades químicas
Propiedades eléctricas
Son las que están relacionadas con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos.
Son las que están relacionadas con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos.
ELASTICIDAD Los materiales se pueden doblar y vuelven a su forma orgininal
Goma, caucho
PLASTICIDAD Los materiales conservan su forma una vez deformados
Plásticos, masillas
DUCTILIDAD Se pueden hacer hilos finos Alambres de cobre y de acero
MALEABILIDAD Se pueden estirar en planchas Papel, acero
DUREZA Los materiales no pueden ser atravesados por otros
Aluminio, acero
TENACIDAD Los materiales no se rompen cuando se los deforma lentamente
Poliuretanos, cauchos
FATIGA Los materiales se rompen cuando hacen un mismo trabajo muchas veces en forma repetida
Hierro
FRAGILIDAD Los materiales pueden romperse con facilidad Vidrio
MAQUINABILIDAD A estos materiales se les puede arrancar un trozo de material sin mucha dificultad (viruta)
Maderas blandas, plomo
RESILIENCIA Estos materiales soportan golpes bruscos Acero, siliconasRESISTENCIA A LOS ESFUERZOS FISICOS
Estos materiales soportan esfuerzos de tracción, compresión, flexión, torsión, alargamiento y estiramiento.
Plásticos
Son las que están relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el medio ambiente.
Toxicidad: Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos.
Reciclabilidad: Es la capacidad de los materiales de ser vueltos a fabricar.
Biodegrabilidad: Es la capacidad de los materiales de, con el paso del tiempo, descomponerse de forma natural en sustancias más simples.
Al elegir un material para una determinada aplicación, habrá que tener en cuenta los siguientes factores:
Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor...
Las posibilidades de fabricación: las máquinas y herramientas de las que se dispone, la facilidad con que se trabaja...
Su disponibilidad: la abundancia del material, la proximidad al lugar donde se necesita...
Su impacto sobre el medio ambiente: si contamina, o es tóxico, o biodegradable
Su precio
La propiedad que determina el material del que está fabricada la malla es laelasticidad
La propiedad que determina el material del que está fabricada la olla es laconductividad térmica
La propiedad que determina el material del que están fabricados los faros es latransparenciay el parachoques la
resistencia mecánica
Un neumático opacidad resiliencia imantable
Lentes transparenciamaquinabilidad
Estabilidad quimica
Una hoja para escribir ductilidad maleabilidad No imantable
alambres No acústico resiliencia ductilidad
Un envase de alimentosEstabilidad quimica
tenacidadBuen conductor de calor
Batería de músico Olor agradablePropiedades acusticas
maquinabilidad
Bisagra para puertaResistente a la fatiga
imantabilidad rugosidad
Horno de cocinaAislante de calor
Estabilidad quimica
elasticidad
Garrocha para saltar en alto elasticidad resliliencia Suavidad
Escultura tallada a mano Aspero No imantable maquinabilidad
Los recursos de la Tierra son ilimitados y, si no se usan correctamente, pueden agotarse sin encontrar otros que los sustituyan.
Las formas de prolongar la vida de estos recursos son dos:
RECICLAR
REUTILIZAR
RECICLAR esrecuperar lo que se tira, para después de darle el tratamiento adecuado, poder volver a ser utilizado.
REUTILIZAR esno tirar lo que ya hemos usado y volverlo a utilizar .
ENERGÍA
Y
MATERIAS PRIMAS
EL RECICLAJE AHORRA
Las bolsas del supermercado.
Los envases de vidrio.
El papel
USO RACIONAL DE LOS MATERIALES.
•Agotamiento prematuro de materiales. Los materiales que se emplean para construir productos pueden ser de dos tipos:
Renovables. Son aquellos materiales en los que un uso racional no provocará su agotamiento, ya que, pasado cierto tiempo, se obtendrán otros. Algunos ejemplos son: madera, papel, algodón, linoNo Renovables. Se trata de aquellos que proceden del interior de la Tierra y que una vez usados, si no se reciclan, pueden AGOTARSE. Este es el caso de todos los metales
•Soluciones adoptadas. Las soluciones que se están adoptando para evitar un agotamiento prematuro y el deterioro del medio ambiente son tres:
Nuevos diseños: puede reducir considerablemente el volumen de materia prima empleada para fabricarlo, Reciclado: se pueden volver a hacer por ejemplo: el aluminio, el papelReutilización. se puedan volver a utilizar productos o piezas. Este método ya se emplea desde hace bastante tiempo, como es el caso de botellas de refrescos y algunas piezas de automóviles.
RESIDUOS.
•Tipos de residuos. Los residuos industriales se pueden clasificar en:Residuos inertes. Son aquellos que no presentan ningún riesgo para el ambiente Residuos tóxicos y peligrosos. Son aquellas sustancias inflamables, corrosivas, tóxicas o que pueden producir reacciones químicas originando peligros para la salud o para el medio ambiente.
•Operaciones a realizar con los residuos. En la actualidad se está trabajando en varias líneas de actuación:
Reducción en origen. La aparición constante de nuevas tecnologías permite que se generen menos residuos o que parte de ellos se puedan utilizar en otros procesos de fabricación. Tratamiento. Los más importantes son:
oTratamientos físicos. Consisten en separar el residuo del resto. oTratamientos químicos. Consisten en neutralizar el residuo tóxico, haciéndolo reaccionar con determinados reactivos.oTratamientos biológicos. se hacen fermentar para conseguir su descomposición en sustancias más simples y estables.
Incineración. Los residuos se introducen en hornos especiales, en los que se queman.Vertido controlado. Se vuelca en lugares especiales evitando contaminar aguas o tierras circundantes a través de filtraciones.
