Clasificación de los Materiales

Materia: Todo lo que existe en el Universo (masa, volumen).

Sistema material: Forma como se presenta la materia en la naturaleza, presentan unas determinadas propiedades. La materia está constituida por los átomos de la TP. (Big bang->H,HE y un poco de Li), (Núcleo de las estrellas-> Fe), (Explosiones de supernovas-> Átomos más pesados).

Clasificación de los Materiales

• Materias primas: obtención de la naturaleza (madera, granito).
• Materiales transformados: obtenidos a través de las materias primas (tableros, vidrio).
• Materiales sintéticos: no existen en la Naturaleza, obtenidos por procesos tecnológicos físicos y/o químicos (plásticos, fibras).
• Materiales reciclados: obtenidos a partir de objetos hechos del mismo material (vidrio, papel).
• Bienes de uso: objetos útiles obtenidos a partir de los anteriores (metales, ordenadores).

Propiedades Mecánicas

• Dureza: resistencia a ser rayado.
• Tenacidad/Fragilidad: resistencia al golpe.
• Maleabilidad: capacidad de deformarse en láminas.
• Ductilidad: capacidad de deformarse en hilos.
• Plasticidad: facilidad de deformarse ante un esfuerzo y conservar la forma.
• Elasticidad: facilidad de deformarse ante un esfuerzo y recuperar la forma.
• Resistencia mecánica: a la compresión, tracción, torsión, flexión y cizalla.

Los Materiales en la Historia

• Edad de piedra: uso de las rocas (herramientas líticas).
• Edad de bronce: bronce + estaño (dominio del fuego).
• Edad de hierro: hierro.
• Edad de los nuevos metales.

Los Metales

Propiedades de los Metales:

• Conductores del calor: uso en instrumentos.
• Conductores de electricidad: uso en máquinas.
• Tenaces y plásticos: uso en construcción.
• Sólidos a temperatura ambiente: uso en envases.
• Oxidables: otros usos, tecnologías.

Clasificación de los Metales

• Metales férricos: hierro y derivados.
• Metales no férricos: Metales pesados, ligeros, ultraligeros.

Obtención de Metales

Los metales están en la corteza terrestre.

• Una minoría están en forma libre (metales nativos).
• La gran mayoría de los metales están combinados con otros elementos formando minerales:
  • Fórmulas químicas (metal+nometal).
  • Las principales fuentes de minerales son: sulfuros y óxidos.
• Mena: mineral que presenta alta concentración de un determinado metal como para que su explotación resulte rentable.
• Ganga: residuo de mineral que queda después de haber extraído el metal de la mena.

Técnicas de Extracción

A partir de la mena, se puede extraer el metal de 2 formas:

• Por calor: en función de las diferentes en la densidad y punto de fusión.
  • Los metales más densos quedan en el fondo del horno.
  • Se pueden añadir adjetivos, como el C que se unen al no metal.
• Por electricidad: en función de la diferencia de cargas (metal+, no metal-), aplicando un campo eléctrico. Se aplica a metales ligeros.

El Acero

Aleación de (Fe+C), mejora las propiedades del hierro.

• Alta tenacidad.
• Alta plasticidad.
• Alta resistencia a la corrosión.

El Titanio

• Es el 4º metal más abundante de la corteza (aunque es muy cara su extracción).
• Tan duro como el acero, pero un 45% más ligero.
• Un 60% más pesado que el Al, pero su resistencia es más del doble.
• Alta resistencia a la corrosión (inalterable).

La tecnología del titanio se ha desarrollado desde mediados del S.XX y sus usos son:

• Tecnología aeroespacial.
• Medicina instrumental y prótesis, etc.

El Coltan

Mezcla de dos minerales: columbita y tantalita.

• Columbita: mena de Niobio (poder magnético, componentes de disco duro).
• Tantalita: mena de Tántalo (fabricación de baterías recargables).

Es un recurso de valor estratégico:

• Escasez.
• Yacimientos localizados en muy pocas zonas.
• Esencial para la producción industrial.
• No hay sustitutos para ese residuo.
• Se recicla con dificultad, o no se recicla.
• Ejemplos: coltán, petróleos, etc.

Los Polímeros

Macromoléculas: moléculas de alta Pm compuestas por unidades químicas llamadas monómeros.

Tipos de Polímeros:

• Polímeros naturales: almidón, seda, etc.
• Polímeros artificiales: nitrocelulosa, caucho vulcanizado.
• Polímeros sintéticos: plásticos.

Propiedades de los Plásticos:

• Alta plasticidad.
• Elasticidad.
• Resistencia mecánica, eléctrica.
• Baratos, fáciles de producir.
• Inertes, muy duraderos, no se degradan.
• Por incineración producen sustancias muy tóxicas.
• No se puede esterilizar.

Usos de los Plásticos:

• Envases.
• Construcción.
• Revestimiento antiadherente, impermeable.
• Tejidos y fibras de propiedades especiales.
• Cápsulas para misiles.

Han sustituido a los materiales tradicionales y en muchos casos se han hechos insustituibles.

Clasificación de los Plásticos:

Para fabricar envases.

La Nanotecnología

Es la tecnología que permite manipular átomos uno a uno.

Monocompuestos de Carbono:

• Fullereno: (estructura de un balón de fútbol) -> aplicaciones en biomedicina (vehículos para transportar moléculas al interior de las células).
• Nanotubos: (derivados del fullereno, de forma alargada) -> características: (materiales superconductibles (transportan electrones de un extremo a otro sin pérdida de energía).

Desarrollo de la Tecnología:

• Tejidos que repelen el agua y los líquidos en general.
• Recubrimientos/pinturas que repelen otras pinturas.
• Baterías flexibles, etc.