• • Sustancias que nos permiten fabricar objetos. Tipos:

1. Naturales: Se obtienen directamente del medio ambiente sin transformación de su naturaleza primaria: madera, rocas, algodón, lana, resinas…

2. Transformados: Sufren algún tipo de elaboración para su utilización: queroseno, papel, ovillo lana…

3. Sintéticos : Fabricados de forma artificial por el hombre por procesos químicos industriales: 1860.

4. Reciclados: Obtenidos a partir de objetos del mismo material pero transformado: vidrio, papel, acero…

MATERIALES: CLASIFICACIÓN MATERIALES: CLASIFICACIÓN

Fases del reciclado de las latas de refresco de aluminio

•

EL ALUMINIO RECICLADOEL 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 .

5.- UN METAL NO ES PARA SIEMPRE 5.- UN METAL NO ES PARA SIEMPRE

• Fáciles de combinar y formar aleaciones que potencian sus propiedades.

• Abundantes, rígidos y maleables.

• Conducen el calor y la electricidad.

VENTAJAS DE LOS METALES

Maleable: “Yunque de sueños” Chillida

INCONVENIENTES DE LOS METALES

Acero fundido

• 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. Gasto elevado en la

conservación maquinaria

Proceso de fabricación de la Alúmina a partir de Bauxita

•

UN METAL: ALUMINIOUN METAL: ALUMINIO

• Descubierto en 1827. 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.

EL ALUMINIO SE OBTIENE DE LA BAUXITA

Antigua resistencia enmarcada en cerámica

6.- CERÁMICA6.- CERÁMICA• Materiales inorgánicos con baja ductilidad al

contacto con fuerza, baja dureza (rayarse) y fragilidad (fácil rotura), pero alto punto de fusión.

• Tipos:A.Tradicional: Alfarería y construcción: Arcillas, limos

B.Alta tecnología: Vidrios, superconductores como el YBa2Cu3O7 y material para componentes electrónicos.

Condensador

Vulcanizar: EBONITACalentar caucho con Azufre y carbonato de plomoCh. Goodyear 1839.Mayor dureza y elasticidad

Fruto del algodón: Casi 100 % de celulosa: Macromolécula de glucosa

7.- POLÍMEROS7.- POLÍMEROS• Macromoléculas formadas por monómeros

• Tipos:

A. Naturales: Forma parte del ser vivo/produce

a) Animal: Seda, queratina, quitina…

b) Vegetal: Celulosa, almidón, ambar…

B. Semisintéticos ó de transformación: Se obtienen por modificación química de los anteriores: caucho vulcanizado.

C. Sintéticos: A partir de monómeros NO naturales: La mayoría de los plásticos.

Semisintéticos

Sintéticos: componentes del cicle

Alexander Parkes

A

SEMISINTÉTICOS

Exposición Internacional (Londres 1862) dónde se presentó la parkesina

• 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?

POLÍMEROSPOLÍMEROS

DESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICODESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICO

John W. Hyatt, descubrió el celuloide por serendipia , buscando el sustituto del marfil

SEMISINTÉTICOS

El premio

De celuloide

De marfil• En 1860 Phelan and Collander ofreció una

recompensa de 10.000 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 resina fenólica

• 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

DESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICODESCUBRIMIENTO DEL PLÁSTICO

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8.- MATERIALES: COMPOSITES 8.- MATERIALES: COMPOSITES

1. Composites: Materiales formados por dos compuestos diferentes que no reaccionan entre si y sus propiedades difieren a las de sus integrantes.

2. Elemento resistente le proporciona fuerza y la matriz los une

1. Tapial: Barro y paja

2. Fibras de plástico y titanio.

EJEMPLOS DE COMPOSITESEJEMPLOS DE COMPOSITES

Casas en pueblo de Castilla con tapial y adobePueblo iraní. Casas en tapial

Palacio de Ebla en Siria 3000 a.C. con tapial

• Egipcios con tapial y adobe (arcilla y paja)

COMPOSITES EN ESTRUCTURASCOMPOSITES 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

Piscina construida con fibra de vidrio

Raqueta de tenis fibra de carbono

• • 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

MATERIALES: PROPIEDADES MATERIALES: PROPIEDADES

• • 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: 5.000 a.C. Sedentaria: agrícola-ganadera. Almacenar en cerámica. Primera transformación gracias al fuego…¿Fundición de los metales?

MATERIALES CON HISTORIA MATERIALES CON HISTORIA 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

PIEDRA Y MADERAPIEDRA Y MADERA

Los refugios con huesos de mamut datan de hace más de 18.000 años

Monumento ritual de Stenohenge: Final Neolítico

•

Hoz del neolítico

1. Fabricar utensilios: Cuchillos y hoces de piedra, puntas de lanza de huesos y pieles.

2. Descubrimiento del fuego: ¿Pedernal?

3. Revolución neolítica:

1. Sedentarismo y cerámica

2. Asentamientos estables.

3. Agricultura y ganadería

Cerámica cardial

EDAD DE PIEDRA: EL HOMBRE SE ADAPTA AL AMBIENTE

MATERIALES CON HISTORIAMATERIALES CON HISTORIA

Fundición de metales y construcción de armas

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EDAD DE LOS METALES

1. Fundición de metales: Cu

2. Aleación de Cu y Sn: Bronce

3. Punto de fusión elevado y necesidad de hornos: Hierro.

4. Aprovechamiento de las propiedades de los metales.

5. Fabricación de aperos de labranza, ejes de carros, armas

6. Cambios sociales: División del trabajo. Artesanos.

Actualmente se usan: Fe, acero, Al, Cu, Pb, Zn, Sn, Pt, W, Ti, Ni, Li…

MATERIALES CON HISTORIAMATERIALES CON HISTORIA

Ciudad típica de la edad de los metales

•

Arado de la E. del Fe

Herramientas de Fe

EDAD DE LOS METALES

1. División del trabajo: Aparecen los artesanos

2. Edad de los metales: Bronce

3. Edad de los metales: Hierro:

1. Hititas. Necesidad de carbón

2. Armas y herramientas

3. Arados y hoces.

Reja del Arado

MATERIALES CON HISTORIAMATERIALES CON HISTORIA

EVOLUCIÓN MATERIALES EN LA EVOLUCIÓN MATERIALES EN LA HISTORIA DE LA HUMANIDADHISTORIA DE LA HUMANIDAD

Fundición de cobre en el antiguo Egipcio

•

Caldero de BronceFundición del hierro

• 1: Piedra: Caza y para obtener tejidos: 300.000 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. P Cu B Fe

Minería del carbón

•

CARBÓN Y PETRÓLEO

1. Ya Marco Polo los describió y se usaban desde la antigüedad, anterior a los romanos.

2. Empleo del carbón en la fundición de los hititas.

3. Uso del betún para impermeabilizar y de cemento.

4. Revolución industrial e importancia como “piedra filosofal” , combustible en las máquinas de vapor.

5. Segunda mitad del s.XX el petróleo sustituye al carbón como combustible y principal fuente de energía primaria

6. Petroquímica: cremas, disolventes, abonos, plásticos…

MATERIALES CON HISTORIAMATERIALES CON HISTORIA

Máquina de vapor diseñada por Watt en 1788

•

MATERIALES CON HISTORIAMATERIALES CON HISTORIA

REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: S XVIII-XIX:

1. Revolución muy semejante a la del Neolítico. Inglaterra primer país

2. Industrias: Grandes fábricas: textil e hierro

1. Necesidad minería.

2. Importancia de la construcción

3. Maquina vapor:

1. Ferrocarril y Navegación

2. Carbón y una mayor contaminación

4. Nuevos materiales: Aluminio y acero

Foto de maq. vapor

Crisol para acero