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TECNOLOGÍA TEMA 2
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1.- Los materiales
Hoy en día el hombre dispone de muchos productos tecnológicos para nuestras actividades
cotidianas, veamos que son y de donde provienen.
Materia prima: son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Tenemos
animales (la seda, pieles, etc.) vegetales (madera, corcho, algodón, etc.) y minerales (arcilla,
arena, mármol, etc.)
Los materiales: Son las materias primas transformadas mediante procesos físicos y/o
químicos, que son utilizados para fabricar productos. Ejemplo de Materiales son los tableros de
madera, el plástico, láminas de metal, etc.
Los productos tecnológicos son ya los objetos construidos para satisfacer las necesidades
del ser humano. Una mesa, una viga, un vestido, etc.
Los Principales Materiales son:
Materiales Cerámicos: se obtienen moldeando la arcilla y sometiéndola después a un
proceso de cocción a altas temperaturas. Son ejemplos la cerámica y la porcelana.
Materiales Plásticos: se obtienen a partir del petróleo, el gas natural, las materias
vegetales (como la celulosa) y las proteínas animales. El celofán, el PVC y el caucho
son plásticos. Los Plásticos.
Materiales Metálicos: se obtienen de los minerales que forman parte de las rocas. Son
metales el hierro, el acero, el cobre, el plomo, el estaño y el aluminio, entre otros
muchos. Los Metales.
Maderas: se obtienen de la parte leñosa de los árboles. El abeto, el pino y el castaño,
entre otros, son especies arbóreas aprovechables que existen en la
naturaleza. Madera.
Materiales Textiles: algunos se obtienen de materias primas naturales como la lana, el
algodón y la seda; otros, como el nailon y la lycra son materiales plásticos.
Materiales Pétreos: se extraen de las rocas en diferentes formas, desde grandes
bloques hasta arenillas. Algunos materiales pétreos son el mármol, la pizarra, el vidrio
o el yeso.
Materiales Textiles, Cerámicos y el Vidrio Actividad
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2.- Propiedades de los materiales
Lógicamente los materiales se eligen por sus propiedades. Propiedades de los materiales: son
el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera
determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, etc.
Veamos las propiedades de los materiales según su clasificación.
Propiedades Eléctricas de los Materiales: Determinan el comportamiento de un material
cuando pasa por el la corriente eléctrica. Una propiedad eléctrica es la llamada
conductividad, que es la propiedad que tienen los materiales para transmitir la corriente
eléctrica. En función de ella los materiales pueden ser: conductores, aislantes o
semiconductores (solo permiten el paso de la corriente por ellos en determinadas condiciones)
Propiedades Mecánicas: Estas quizás son las más importantes, ya que nos describen el
comportamiento de los materiales cuando son sometidos a las acciones de fuerzas exteriores.
Una propiedad muy general de este tipo es la resistencia mecánica, que es la resistencia que
presenta un material ante fuerzas externas. Algunas más Concretas son: Elasticidad,
plasticidad, maleabilidad, ductilidad, dureza, tenacidad (resistencia a romperse cuando es
golpeado), fragilidad. Ejemplo: El metal es tenaz y el vidrio es frágil y duro.
Propiedades Térmicas, determinan el comportamiento de los materiales frente al calor como
la conductividad termina o la dilatación.
Propiedades Ópticas: Se ponen de manifiesto cuando la luz incida sobre el material así los
materiales puede ser opacos, traslucidos o trasparentes.
Propiedades Ecológicas de los Materiales: Según el impacto que producen los materiales en
el medio ambiente, se clasifican en: reciclables, reutilizable, tóxicos, biodegradables.
Aquí te dejamos los símbolos que las identifican en los materiales.
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Ahora ya estás preparado para ir hacer los ejercicios online: Ejercicio Propiedades de los
Materiales
3.- Plásticos
Si miramos a nuestro alrededor, nos daremos cuenta de que uno de los materiales más
abundantes es el plástico.
La palabra plástico viene del griego y significa “que se le puede dar forma”, característica
principal de este material cuando está fundido. En términos científicos, un plástico es
un polímero sólido y moldeable de origen sintético, es decir, artificial.
Vocabulario
Monómero: cada una de las moléculas individuales que unidas forman un polímero.
Polimerización: proceso de unión de diversos monómeros para formar un polímero.
Polímero: unión de moléculas individuales (monómeros) que forman una cadena.
Representación de la estructura molecular de la celulosa, un polímero de origen natural cuyos
monómeros son moléculas de glucosa.
http://www.areatecnologia.com/propiedades%20de%20los%20materiales/propiedades_de_los_materiales.html
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El petróleo se procesa en refinerías, donde se obtienen los hidrocarburos que se polimerizan
para formar los diferentes plásticos. Este proceso se lleva a cabo en plantas petroquímicas.
3.1. Los tipos de plásticos
Distinguimos tres tipos principales de plásticos: los termoplásticos, los termoestables y
los elastómeros. Cada tipo de plástico cuenta con unas propiedades específicas que lo hacen
apto para diferentes aplicaciones.
Los termoplásticos
Los termoplásticos tienen la capacidad de poder calentarse, fundirse y adoptar varias
formas. Son los plásticos más utilizados y presentan como ventaja medioambiental
que pueden ser reciclados varias veces sin perder sus propiedades. La mayoría de los
termoplásticos los obtenemos a partir de derivados del petróleo, pero gracias a su capacidad
de reciclado el material de los objetos fabricados con este tipo de plásticos puede ser utilizado
para formar otros objetos.
En la siguiente tabla se presentan los termoplásticos más comunes:
Los termoplásticos
NOMBRE ABREVIATURA EJEMPLOS DE APLICACIÓN
Polietileno PET Bolsas, contenedores y recipientes.
Poliésteres
saturados HDPE, LDPE Botellas para bebidas y envases alimentarios.
Poliestirenos PS Aislantes térmicos en construcción.
Polivinilos PVC Tuberías, aislantes eléctricos, discos y cubiertas
impermeables.
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Polipropilenos PP Contenedores, láminas y tubos.
Teflón PTFE Aeronáutica, fabricación de pinturas, utensilios de
cocina y recubrimientos.
Metacrilatos PMMA Paneles transparentes y piezas mecanizadas.
Los termoplásticos tienen usos muy diversos: el polietileno se usa para fabricar botellas, los
envases de comida se fabrican con poliésteres saturados y las tuberías y canalizaciones
suelen ser de polivinilo.
Los termoestables
Igual que los termoplásticos, los plásticos termoestables los obtenemos a partir de derivados
del petróleo. Se caracterizan por poseer una estructura tal que solo pueden moldearse una
vez: no se pueden volver a fundir dado que las cadenas de polímeros están entrelazadas con
mucha fuerza y, por tanto, no pueden ser reciclados.
En la siguiente tabla se presentan los plásticos termoestables más usados:
Los termoestables
NOMBRE EJEMPLOS DE APLICACIÓN
Fenoles Objetos resistentes al calor (asas de sartenes) y aislantes eléctricos
(clavijas de enchufe o interruptores).
Aminas
(melamina) Interruptores y utensilios de cocina.
Resinas epoxi Adhesivos y alas de aviones.
Resinas de
poliéster Estructuras de barcos, piscinas y tejidos para confección.
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La melamina es un plástico termoestable que puede emplearse para la fabricación de
utensilios de cocina muy duros y resistentes.
Los elastómeros
Los elastómeros, como los plásticos termoestables, una vez fabricados no pueden ser
fundidos para cambiar su forma. Son elásticos y se obtienen porvulcanización. Este proceso,
inventado por Charles Goodyear a mediados del siglo XIX, consiste en calentar a 160 °C
caucho natural mezclado con azufre: de esta manera se forman puentes de azufre entre las
fibras naturales del látex, lo que les proporciona mayor resistencia y elasticidad. También
pueden ser vulcanizados el caucho sintético y las siliconas. Los elastómeros pueden
estirarse y deformarse, pero recuperan su forma original cuando cesa la fuerza.
En la siguiente tabla se presentan los elastómeros más conocidos:
Los elastómeros
NOMBRE EJEMPLOS DE APLICACIÓN
Caucho Neumáticos, juguetes de goma y mangueras.
Neopreno Trajes de submarinismo y rodilleras.
Poliuretano Carrocerías de automóviles.
Silicona Tubos de uso sanitario, prótesis y sellado hermético.
Algunos ejemplos del empleo de elastómeros: el caucho sirve para fabricar juguetes de
goma, el poliuretano se usa como aislante en construcción y el neopreno, para confeccionar
trajes de submarinismo.
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3.2.- Propiedades de los plásticos
Las propiedades de los plásticos varían según su composición. Sin embargo, podemos
distinguir varias características comunes a la mayoría de ellos:
La densidad: son materiales de densidad baja, es decir, ligeros.
La conductividad térmica: es baja, por lo que son buenos aislantes térmicos.
La conductividad eléctrica: es baja, por ello son también buenos aislantes eléctricos.
La tenacidad: alta, son materiales resistentes a golpes.
La resistencia mecánica: alta, son resistentes a esfuerzos.
La dureza: baja, suelen ser materiales blandos, fáciles de rayar.
La reactividad química: baja o inexistente, son materiales inertes, resistentes a la acción
de productos químicos como los ácidos.
La porosidad: baja, son materiales impermeables.
3.3.- Los procesos de fabricación de objetos de
plástico
Cuando se sintetiza un plástico en la industria petroquímica, se obtiene en una serie de
formatos (gránulos, bloques o barras) aptos para ser transformados en objetos. Existen
diversos procesos para la fabricación de objetos de plástico [ver].Los más comunes son:
El método de inyección
El método de calandrado, que sigue estas etapas para fabricar planchas y láminas
El método de extrusión, que se emplea para fabricar
El método de soplado, con el cual se obtienen piezas con el interior vacío
El método de moldeado al vacío
El método de compresión, que es el más usado para trabajar con plásticos termoestables
Las botellas de plástico se fabrican mediante el método de soplado. Para ello, se emplean
moldes (en la imagen vemos una de las mitades) con la forma que adoptará el plástico.
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3.4.- Los plásticos y el medio ambiente Los plásticos, al ser materiales creados por síntesis de derivados del petróleo, no son biodegradables en su inmensa mayoría y su duración es muy larga, de cientos de años.
El consumo actual de plástico es enorme: utilizamos plásticos para casi todo. Es difícil imaginar
un objeto que esté libre de este material. Por ello, nuestra era podría muy bien denominarse
“edad del plástico”.
4. Vidrio
El vidrio es un material inorgánico, es decir, que no proviene de seres vivos, sino de la
fundición de arenas de sílice, carbonatos y piedra caliza. Además, es artificial, ya que no
podemos encontrarlo en la naturaleza. También es amorfo, pues no posee una organización
atómica ordenada o cristalina.
Desde la prehistoria, el ser humano ha empleado materiales vítreos, como la obsidiana, para
fabricar cuchillos y herramientas con filo. La primera evidencia histórica de la fabricación
artificial de vidrio la encontramos en la antigua Mesopotamia, hacia el año 3500 a.C.
Conocemos restos arqueológicos de vidrio de esa época, pequeños abalorios que quizá fueron
fabricados de forma accidental por calentamiento y fusión de las arenas, lo que podría haberse
producido durante la forja de metales o la cocción de loza [ver].
La obsidiana es una roca vítrea de origen volcánico. Algunas culturas, como la azteca, la
emplearon para fabricar herramientas afiladas.
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4.1.- Propiedades del vidrio
Las propiedades del vidrio
Color Es traslúcido.
Reactividad
química
Baja o inexistente. El vidrio es un material inerte, resistente a la
corrosión y al ataque de la mayoría de sustancias químicas, como los
ácidos.
Tenacidad Baja, es un material frágil.
Dureza Media alta. Tiene una dureza de entre seis y siete grados en laescala
de Mohs [ver].
Conductividad
eléctrica Muy baja. Es un aislante eléctrico.
Viscosidad Alta. Al calentarlo se funde y pasa a ser un material pastoso, fácil de
moldear, y luego fluido, lo que lo hace apto para el reciclaje.
Resistencia
mecánica Alta frente a esfuerzos mecánicos de compresión.
Combustibilidad Muy baja. Es incombustible.
La alta viscosidad del vidrio hace que se pueda moldear con facilidad cuando está fundido.
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El vidrio fundido puede moldearse de manera artesanal. De hecho, una gran variedad de
objetos de vidrio se fabricaban mediante soplado tradicional.
La fabricación de vidrio plano se realiza mediante el proceso de vidrio flotado[ver].
4.2.- Las aplicaciones del vidrio
El vidrio combina propiedades físicas típicas de los sólidos (por ejemplo, la dureza) y de los
líquidos (como la transparencia). Además, es un material inerte frente a la acción química de
la mayoría de sustancias.
Estas características hacen que el vidrio tenga numerosas aplicaciones como material
tecnológico: lo empleamos para fabricar lentes, cristales planos, lunas de vehículos, botellas,
frascos, material de laboratorio, vidrios de seguridad y aislantes eléctricos, entre otros
usos [ver].
5. Los otros materiales cerámicos y de origen pétreo
Además del vidrio, cuya materia prima principal es la arena de sílice, contamos con otros
materiales que provienen de la transformación de rocas de distintos tipos. Así, los diversos
tipos de arcillas (un tipo de rocas sedimentarias) son el ingrediente básico de los
materiales cerámicos.
Por otra parte, las arenas y gravas de todo tipo, que podemos agrupar bajo la denominación
de áridos, son materiales de origen pétreo y se aprovechan para la obtención
de conglomerantes, es decir, elementos de unión en la construcción. Otros materiales pétreos
de la construcción son rocas como el mármol, la pizarra y el granito.
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5.1. Las propiedades de los materiales cerámicos y de origen pétreo
Las propiedades generales de los materiales cerámicos y de origen pétreo son muy similares a
las del vidrio:
Las propiedades de los materiales cerámicos y de origen pétreo
Tenacidad Baja, son materiales frágiles.
Dureza De media baja a alta.
Conductividad eléctrica Muy baja, son aislantes eléctricos.
Temperatura de fusión Muy alta.
Resistencia mecánica Alta frente a esfuerzos mecánicos de compresión.
Combustibilidad Muy baja. Son materiales incombustibles.
La incombustibilidad de los materiales cerámicos, como los que constituyen los ladrillos, los
hacen aptos para la construcción de hornos y chimeneas.
Las arcillas
La arcilla es un material compuesto sobre todo por silicatos de aluminio hidratados,
originados por la descomposición de rocas. Tiene la característica de ser moldeable al ser
mezclada con agua y de adquirir solidez al cocerla a una temperatura entre 900 °C y 1.400
°C.
Según la composición y el tratamiento final que reciba la arcilla (como el esmaltado), se
obtendrán materiales como las lozas, el gres, los refractarios, la porcelana o la cerámica.
Sus aplicaciones son múltiples, pero sobre todo se usan como materiales de construcción,
en forma de ladrillos, baldosas o tejas. También las encontramos en platos, ollas, objetos
decorativos, cisternas de sanitarios y bañeras [ver].
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Los conglomerantes
Los conglomerantes son materiales destinados a servir de elementos de unión. Son
conglomerantes, por ejemplo, el cemento y el hormigón, presentes en construcciones de todo
tipo.
El cemento se obtiene de una mezcla llamada clinker o clinca, compuesta de arcilla y caliza
calcinadas a unos 1.400 °C. Tras ser molida, genera un polvo (el cemento) que adquiere gran
dureza al ser combinado con agua [ver].
Hay distintas clases de cementos, pero el que más utilizamos en construcción es el cemento
Portland, el componente principal del hormigón, que se obtiene al combinarlo con grava,
arena y agua para mejorar sus propiedades de resistencia mecánica.
Otros materiales conglomerantes que se emplean en construcción son:
El yeso: la piedra natural del yeso se tritura y deshidrata para fabricar el material
conglomerante. El polvo de yeso, mezclado con agua, se emplea para construir tabiques y
bóvedas, así como moldes y revestimientos en arquitectura de interiores.
La cal: proviene de la cocción a altas temperaturas de rocas calizas. Este proceso produce
la cal viva, que puede usarse como aditivo del cemento. Por otra parte, cuando mezclamos
la cal viva con agua obtenemos la cal apagada, en una reacción que desprende mucho
calor. El polvo de cal apagada se emplea para blanquear superficies o como desinfectante
en cisternas [ver].
La rotación continua de la hormigonera facilita la mezcla homogénea de grava, arena y
cemento con agua para obtener hormigón.
