MATERIALES: CLASIFICACIÓN

Presentación del tema: "MATERIALES: CLASIFICACIÓN"— Transcripción de la presentación:

1 MATERIALES: CLASIFICACIÓN
Sustancias que nos permiten fabricar objetos. Tipos: Naturales: Se obtienen directamente del medio ambiente sin transformación de su naturaleza primaria: madera, rocas, algodón, lana, resinas… Transformados: Sufren algún tipo de elaboración para su utilización: queroseno, papel, ovillo lana… Sintéticos : Fabricados de forma artificial por el hombre por procesos químicos industriales: 1860. Reciclados: Obtenidos a partir de objetos del mismo material pero transformado: vidrio, papel, acero…

2 EL ALUMINIO RECICLADO Dado el gasto energético es MÁS BARATO reciclar el aluminio: Latas de refrescos. Se ahorra más de un 95% de energía. El producto obtenido tiene las mismas características y se puede reciclar infinitas veces. El proceso implica: Eliminación de pintura con aire caliente. Separación por campos magnéticos (Foucault). Fusión en horno de reverberación. Moldear y producción de piezas. De cualquier forma, con el envase de plástico se ahorra mucha más energía . Fases del reciclado de las latas de refresco de aluminio

3 5.- UN METAL NO ES PARA SIEMPRE
VENTAJAS DE LOS METALES Fáciles de combinar y formar aleaciones que potencian sus propiedades. Abundantes, rígidos y maleables. Conducen el calor y la electricidad. Maleable: “Yunque de sueños” Chillida INCONVENIENTES DE LOS METALES Se oxidan: vuelta al estado en la naturaleza La corrosión dependerá del material, de la forma y del ambiente en el que se encuentre. Pocos se encuentran en estado puro y lo normal es oxidado o con sulfuros. Acero fundido Gasto elevado en la conservación maquinaria

4 UN METAL: ALUMINIO EL ALUMINIO SE OBTIENE DE LA BAUXITA Descubierto en Tan raro y caro que Napoleón III usaba cubiertos de Al en vez de los de oro. El proceso industrial de producción es descubierto independientemente por Hall y Heroult en 1886, que nacen y mueren en el mismo año. La bauxita se extrae de profundidades de 12 m en suelos tropicales y subtropicales del mundo y de Europa. Debe contener al menos 40% de óxido de aluminio. Se quita la cubierta, se remueve la bauxita y se transporta a la refinería. Posteriormente, la capa del suelo y la vegetación debe ser reemplazada. Proceso de fabricación de la Alúmina a partir de Bauxita

5 6.- CERÁMICA Materiales inorgánicos con baja ductilidad al contacto con fuerza, baja dureza (rayarse) y fragilidad (fácil rotura), pero alto punto de fusión. Tipos: Tradicional: Alfarería y construcción: Arcillas, limos Alta tecnología: Vidrios, superconductores como el YBa2Cu3O7 y material para componentes electrónicos. Condensador Antigua resistencia enmarcada en cerámica

6 7.- POLÍMEROS Macromoléculas formadas por monómeros Tipos:
Semisintéticos Macromoléculas formadas por monómeros Tipos: Naturales: Forma parte del ser vivo/produce Animal: Seda, queratina, quitina… Vegetal: Celulosa, almidón, ambar… Semisintéticos ó de transformación: Se obtienen por modificación química de los anteriores: caucho vulcanizado. Sintéticos: A partir de monómeros NO naturales: La mayoría de los plásticos. Vulcanizar: EBONITA Calentar caucho con Azufre y carbonato de plomo Ch. Goodyear 1839. Mayor dureza y elasticidad Sintéticos: componentes del cicle Fruto del algodón: Casi 100 % de celulosa: Macromolécula de glucosa

7 POLÍMEROS SEMISINTÉTICOS
A SEMISINTÉTICOS Ya se conocía el vulcanizado del caucho (1839). Se buscaba una sustancia semisintética más barata. Trabajando con nitrocelulosa y aceite de ricino. Lo presentó y patentó en la Exposición Internacional de Londres y lo usó para peines, cajas, plumas, mangos Era opaco, flexible, resistente al agua, coloreable y de fácil trabajo como los metales. Resultó ser más caro y de baja calidad. ¿ Vendió la patente a Hyatt? Alexander Parkes Exposición Internacional (Londres 1862) dónde se presentó la parkesina

8 DESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICO
SEMISINTÉTICOS En 1860 Phelan and Collander ofreció una recompensa de dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural, para fabricar bolas de billar. En 1870 John W. Hyatt descubre el celuloide, en Estados Unidos, de forma accidental al herirse y curarse con colodión (nitrato de celulosa, éter y alcohol): SERENDIPIA. La nueva sustancia unía el papel y el serrín, pero en ocasiones explosionaba. Ganó el concurso, y además descubrió el celuloide. Hyatt trató el nitrato de celulosa, o algodón pólvora (algodón tratado con ácido nítrico), con alcohol y alcanfor. Obtuvo un material duro y brillante que podía moldease al calentarlo. El celuloide resultó barato y duradero, muy útil en la elaboración de películas cinematográficas, y para fabricar peines, cepillos , armazones de lentes y botones. INFLAMABLE. De marfil El premio De celuloide John W. Hyatt, descubrió el celuloide por serendipia , buscando el sustituto del marfil De resina fenólica

9 DESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICO
Primer plástico sintético termoestable a partir del fenol y del formaldehido. Era un plástico duro, resistente a la temperatura, al agua y disolventes. Además no conducía la electricidad. Colaboró en el gran desarrollo en la industria eléctrica, la telefonía y en la del radio, se usó para fabricar los armazones. Se le sigue usando para los mangos de las cacerolas que en las cocinas se exponen al fuego. En 1909 el belga Leo Baekeland sintetizó la bakelita

10 8.- MATERIALES: COMPOSITES
Composites: Materiales formados por dos compuestos diferentes que no reaccionan entre si y sus propiedades difieren a las de sus integrantes. Elemento resistente le proporciona fuerza y la matriz los une Tapial: Barro y paja Fibras de plástico y titanio.

11 EJEMPLOS DE COMPOSITES
Egipcios con tapial y adobe (arcilla y paja) Palacio de Ebla en Siria 3000 a.C. con tapial Casas en pueblo de Castilla con tapial y adobe Pueblo iraní. Casas en tapial

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13 COMPOSITES EN ESTRUCTURAS
Además de hormigón, vidrio y polímeros orgánicos se usa los COMPOSITES: Son materiales compuestos que presentan propiedades diferentes al de sus elementos: una matriz homogénea de resina. Material reforzante o resistente: fibras de vidrio, carbono o mallas metálicas. Composite tipo sandwich: Vidrios de seguridad Dos capas duras de vidrio externas Una capa interna de plástico Raqueta de tenis fibra de carbono Piscina construida con fibra de vidrio

14 MATERIALES: PROPIEDADES
Térmicas: Conducción del calor, acumulación.. Ópticas: Transparencia, opacidad respecto a la luz Sensoriales : Efecto en los sentidos: brillo, color, textura, forma, suavidad… Químicas: Comportamiento al mezclarse con otras: resistencia a la erosión, corrosión. Mecánicas: Reacción a las fuerzas: elasticidad, rotura, dureza… Eléctricas: Comportamiento ante un campo eléctrico: Conductividad

15 MATERIALES CON HISTORIA
PIEDRA Y MADERA Evolución de sociedades humanas ligada al desarrollo de nuevos materiales: Edad de Piedra, Bronce, Hierro, de la Energía, del Plástico y Tecnológica. Paleolítico: Nómadas. Materiales que tenían a su alcance: cuarcita, silex, cerámica madera, cuero, fibras ¿Obtención? Según la experiencia los más apropiados para cada uso: primeras técnicas de extracción minera. Neolítico: a.C. Sedentaria: agrícola-ganadera. Almacenar en cerámica. Primera transformación gracias al fuego…¿Fundición de los metales?

16 Cabañas con huesos de mamut en Paleolítico: Nómadas.
PIEDRA Y MADERA Cabañas con huesos de mamut en Paleolítico: Nómadas. Cabañas en África de cáñamo y barro en hombre recolector- cazador. Usaban los materiales cercanos o de deshecho Los refugios con huesos de mamut datan de hace más de años

17 MATERIALES CON HISTORIA
EDAD DE PIEDRA: EL HOMBRE SE ADAPTA AL AMBIENTE Fabricar utensilios: Cuchillos y hoces de piedra, puntas de lanza de huesos y pieles. Descubrimiento del fuego: ¿Pedernal? Revolución neolítica: Sedentarismo y cerámica Asentamientos estables. Agricultura y ganadería Cerámica cardial Monumento ritual de Stenohenge: Final Neolítico Hoz del neolítico

18 MATERIALES CON HISTORIA
EDAD DE LOS METALES Fundición de metales: Cu Aleación de Cu y Sn: Bronce Punto de fusión elevado y necesidad de hornos: Hierro. Aprovechamiento de las propiedades de los metales. Fabricación de aperos de labranza, ejes de carros, armas Cambios sociales: División del trabajo. Artesanos. Actualmente se usan: Fe, acero, Al, Cu, Pb, Zn, Sn, Pt, W, Ti, Ni, Li… Fundición de metales y construcción de armas

19 MATERIALES CON HISTORIA
EDAD DE LOS METALES División del trabajo: Aparecen los artesanos Edad de los metales: Bronce Edad de los metales: Hierro: Hititas. Necesidad de carbón Armas y herramientas Arados y hoces. Herramientas de Fe Arado de la E. del Fe Reja del Arado Ciudad típica de la edad de los metales

20 EVOLUCIÓN MATERIALES EN LA HISTORIA DE LA HUMANIDAD
1: Piedra: Caza y para obtener tejidos: años mínimo 2: Cerámica: Arcilla con aumento de la población: Neol. 3: Cobre: Conoce el fuego y funde : Joyas; 6700 a.C. 4: Bronce: Mezcla el Cu y Sn con madera y carbón. Armas 3000 a.C. 5: Hierro: Hititas y hornos cerrados: 1500 a.C. Caldero de Bronce Fundición del hierro Fundición de cobre en el antiguo Egipcio P Cu B Fe

21 MATERIALES CON HISTORIA
CARBÓN Y PETRÓLEO Ya Marco Polo los describió y se usaban desde la antigüedad, anterior a los romanos. Empleo del carbón en la fundición de los hititas. Uso del betún para impermeabilizar y de cemento. Revolución industrial e importancia como “piedra filosofal” , combustible en las máquinas de vapor. Segunda mitad del s.XX el petróleo sustituye al carbón como combustible y principal fuente de energía primaria Petroquímica: cremas, disolventes, abonos, plásticos… Minería del carbón

22 MATERIALES CON HISTORIA
REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: S XVIII-XIX: Revolución muy semejante a la del Neolítico. Inglaterra primer país Industrias: Grandes fábricas: textil e hierro Necesidad minería. Importancia de la construcción Maquina vapor: Ferrocarril y Navegación Carbón y una mayor contaminación Nuevos materiales: Aluminio y acero Foto de maq. vapor Máquina de vapor diseñada por Watt en 1788 Crisol para acero