tema 1 materias primas

TEMA 1 MATERIAS PRIMAS

Dpto. Ciencias Aplicadas y Tecnología Mª José Blasco Martínez Página 1 de 5

TEMA 1 MATERIAS PRIMAS.

1.- LAS MATERIAS PRIMAS 2.- LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 3.- LAS PROPIEDADES MECÁNICAS 4.- LA ELECCIÓN DE MATERIALES 5.- CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES 6.- MATERIALES MÁS IMPORTANTES

1. LAS MATERIAS PRIMAS

Llamamos materias primas a aquellos recursos naturales a partir de los que obtenemos los materiales que empleamos en la actividad técnica.

El aire, el agua, el petróleo, las rocas y los minerales, las materias vegetales y las materias de origen animal son las principales materias primas que se emplean en la actualidad.

• A partir del aire se obtiene el nitrógeno necesario para fabricar amoniaco. Con el amoniaco se preparan fertilizantes y ácido nítrico.

• El agua se emplea en la elaboración de alimentos, productos químicos, hormigón....

• *A partir del petróleo se obtiene gasolina, gasóleo y los compuestos necesarios para la fabricación de los plásticos.

• De las rocas y minerales obtenemos metales y los materiales necesarios para la elaboración de vidrios y cerámicas.

• Los vegetales proporcionan fibras, resinas, pigmentos, alimentos....

• A partir de los animales obtenemos grasas, marfil, seda, lana, pigmentos, ceras, cuero, fertilizantes....

Es muy difícil encontrar un material que se utilice directamente, tal y como se encuentra en la naturaleza. Prácticamente todos los materiales que empleamos han sufrido alguna transformación. Desde su extracción a partir de las materias primas hasta su distribución en el mercado, los materiales sufren distintas transformaciones para convertirse en productos útiles para la actividad tecnológica y el diseño.

Los materiales obtenidos industrialmente se presentan de distintas formas en el mercado. Las distintas formas de presentar un determinado material, con el fin de cubrir todo tipo de aplicaciones, son lo que se denomina sus formas comerciales.

Los recursos de la Tierra son limitados y, algunos de ellos, si no se utilizan correctamente, pueden llegar a agotarse antes de que seamos capaces de encontrar otros que los sustituyan.

Una forma de prolongar la vida de estos recursos es reciclarlos; es decir, recuperarlos cuando se tiren y volverlos a utilizar. El reciclaje economiza materias primas y energía.

En la industria y en nuestro entorno se emplean, prácticamente, todos los materiales existentes. Desde los más blandos hasta los más duros, desde los más elásticos hasta los más tenaces. El éxito de una buena elección estriba en elegir el más adecuado.



2. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Cada material tiene unas propiedades que lo diferencian de los otros. Estas propiedades las podemos clasificar así:

• Propiedades sensoriales: Son aquellas propiedades que, como el color, el brillo, el olor, la forma o la textura, están relacionadas con la impresión que produce el material en nuestros sentidos.

• Propiedades fisicoquímicas: Son aquellas propiedades que están relacionadas con el comportamiento del material ante diferentes acciones externas, tales como el calentamiento, las deformaciones o el ataque de productos químicos. Ej.: conductividad térmica, transparencia, conductividad eléctrica, oxidación, corrosión, etc.

• Propiedades tecnológicas: Son aquellas propiedades que nos informan sobre el comportamiento del material durante la fabricación. Ej.: fusibilidad, plasticidad, maleabilidad, etc.

• Propiedades ecológicas: Son aquellas propiedades relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el medio ambiente. Ej.: toxicidad, volatilidad, facilidad de reciclado, etc.

• Propiedades ópticas: Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Así tenemos: materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese; materiales transparentes, que dejan pasar la luz; y materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz pero no dejan ver a través de ellos. Existen otros que reaccionan de alguna manera cuando la luz incide sobre ellos; así encontramos sensores de luminosidad, placas solares, etc.

3. LAS PROPIEDADES MECÁNICAS

Entre las todas las propiedades tienen especial interés las propiedades mecánicas, que están relacionadas con la resistencia que ofrecen los materiales ante distintos esfuerzos y cargas, es decir, como reaccionan los materiales al actuar fuerzas sobre ellos.

• Dureza: Es la resistencia que presenta un material a ser rayado o cortado por otro.

• Tenacidad: Resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.

• Resiliencia: Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.

• Fragilidad: Es la opuesta a la resiliencia. El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él.

• Elasticidad: Es la capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma, una vez que ha desaparecido la fuerza que los deforma.

• Plasticidad: Es la habilidad que tiene un material para conservar su nueva forma una vez deformado. Es la opuesta a la elasticidad.

• Flexibilidad: Es la capacidad que tiene un material de poderse doblar sin romperse.

• Ductilidad: Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos.

• Maleabilidad: Es la capacidad que tiene un material para extenderse en hojas o láminas.



• Fatiga: Es la deformación (que puede llegar a la rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a la de rotura, cuando actúan un cierto tiempo o un número de veces determinado.

• Acritud: Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metales como consecuencia de la deformación en frío.

• Colabilidad: Aptitud que tiene un material fundido de llenar un molde.

• Maquinabilidad: Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.

4. LA ELECCIÓN DE MATERIALES

Al elegir un material para una determinada aplicación habrá que tener en cuenta bastantes factores, entre los más importantes están los siguientes:

• Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor, etc.

• Las posibilidades de fabricación: las máquinas y herramientas de las que se dispone, la mayor o menor facilidad con la que se trabaja, etc.

• Su disponibilidad, es decir, la mayor o menor abundancia del material y la mayor o menor proximidad al lugar donde se necesita. Es importante disponer de la materia prima cuando se necesite.

• Su precio, el coste del material: el precio medio del material, para una aplicación concreta, representa entre 1/3 y la ½ de lo que costará el objeto una vez fabricado.

• Su impacto sobre el medio ambiente.

• Preferencias de los consumidores: con frecuencia suelen existir distintos tipos de materiales con propiedades análogas y precios muy parecidos. Una buena elección implica tener en cuenta la opinión y preferencias de los potenciales consumidores.



5. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Todos los materiales que se emplean en la actualidad se pueden clasificar en tres grandes grupos: materiales naturales, artificiales y sintéticos.

MATERIALES NATURALES: Son aquellos que se encuentran en la naturaleza. Constituyen los materiales básicos a

partir de los cuales se fabrican los demás productos. Así tenemos maderas, lana, esparto, arcilla, oro, etc.

Son materiales que se pueden agotar. Por tanto, es muy importante que se utilicen, cuando sea posible, productos renovables y, cuando no sea posible, emplear los no renovables con responsabilidad.

Se llaman materiales renovables a aquellos que se encuentran en la naturaleza y que, si se usan de una forma racional, nunca se agotarán. Por ejemplo: la madera.

Se denominan materiales no renovables a aquellos que están disponibles en cantidades limitadas y que, si se explotan indiscriminadamente, se pueden agotar. Ejemplo: el cobre.

El reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar recursos naturales.

MATERIALES ARTIFICIALES: Son aquellos materiales que se obtienen a partir de otros que se encuentren en la

naturaleza y que no han sufrido transformación previa. También reciben este nombre aquellos productos fabricados con varios materiales en los que la mayoría son de origen natural.

Así, por ejemplo, tenemos el hormigón y los bloques de hormigón, que son productos artificiales, que se han fabricado a partir de 50% de arena (natural), 30% de grava (natural), 20% de cemento (artificial) y agua (natural).

MATERIALES SINTÉTICOS: Son los que están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales. Es decir, son

materiales que no se encuentran en la naturaleza. El ejemplo más característico lo constituyen los plásticos como la baquelita, que se obtiene

a partir de materiales artificiales: formol y fenol.



6. MATERIALES MÁS IMPORTANTES

El número y variedad de materiales que se emplean en la actualidad es extraordinario, nos vamos a centrar en los más importantes, que coinciden con los mayoritariamente empleados en la industria.

Metálicos ⎢⎣

⎡NoferrososFerrosos

Plásticos⎢⎢⎢

⎣

⎡

sElastómeroiTermoplástlesTermoestabcos

Maderas ⎢⎣

⎡DurasBlandas

Textiles ⎢⎣

⎡cosint étiS

Naturales

Pétreos

Cerámicos y vidrio

Pinturas y Barnices

Eléctricos y ópticos

Aglomerados ⎢⎣

⎡CementoHormigón

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