MATERIALES: COMPOSITES MATERIALES: COMPOSITES

1. Composites: Materiales formados por dos compuestos diferentes y sus propiedades difieren a las de sus integrantes.

1. Tapial: Barro y paja

2. Fibras de plástico y titanio.

EJEMPLOS DE COMPOSITESEJEMPLOS DE COMPOSITES

Casas en pueblo de Castilla con tapial y adobe

Pueblo iraní. Casas en tapialCasa íbera

Palacio de Ebla en Siria 3000 aC. con tapial

• Egipcios con tapial y adobe (arcilla y paja)

• Poblaciones íberas vivieron en cuevas, pero construían viviendas: Hombre agricultor-ganadero

COMPOSITES EN ESTRUCTURAS COMPOSITES EN ESTRUCTURAS 204204

• Además de hormigón, vidrio y polímeros orgánicos se usa los COMPOSITES:

• Son materiales compuestos que presentan propiedades diferentes al de sus elementos: Matricial• una matriz homogénea de resina.• Material reforzante: 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

• Cabañas con huesos de mamut en Paleolítico: Nómada.

• Cabañas en África de cáñamo y barro en hombre recolector- cazador.

• Usaban los materiales cercanos o de deshecho

EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDASEVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS

Los hadzabe de Eyasi, en Tanzania, y los san del Kalahari, pertenecen al grupo joisán, (khoisan) y mal llamados bosquimanos, mantienen una existencia como pueblos cazadores recolectores de hace 40.000 años

• Cabañas con huesos de mamut en Paleolítico: Nómada.

• Cabañas en África de cáñamo y barro en hombre recolector- cazador.

• Usaban los materiales cercanos o de deshecho

EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDASEVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS

Neumáticos de latex, C, S y 150 componentes más; N2 inflado

• Romanos y el ladrillo: Adobe al horno

• … La variedad y la sofisticación de los materiales de construcción es un reflejo del desarrollo científico y tecnológico de una civilización.

EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDASEVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS

Horno romano

Écija y tuberías

Pueblos negros

EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDASEVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS

Panteón de Agripa S.II d.C. Proeza arquitectónica de 43 m. diámetro de hormigón ligero

Rascacielos en Dubai, vistos desde el Burj

• Aparece el hormigón con seguridad en Roma .

• Actuaba de cemento la cal y la puzolana (polvo volcánico).

• Los inertes serían gravas y arenas.

• Cimentaciones, acueductos, puentes, muros…

Tres Gargantas: 2,3 Km

Hotel Burj Al Arab

EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS EVOLUCIÓN MATERIALES EN VIVIENDAS

Acantilados de Portland, U.K. Del color de esta caliza jurásica se le debe el nombre al cemento

• Limo y yeso en los egipcios.

• Bloques moldeados a partir de lodo de caliza triturada y arcilla, sílice y sales naturales del desierto ¿ Será verdad?

• 1824: Cemento de Portland:

La caliza se mezcla con arcilla y se amasa con agua. Se clinkea (horno a 1400 º C) Se reduce a polvo el producto y se mezcla con un 2% de yeso .

Pirámides de Guiza

Bloques de las pirámides

TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES 188

Monumento ritual de Stenohenge: Final Neolítico

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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

TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES 188

Artesanos en la fabricación de tejidos: E. Antigua

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Arado de la E. del Fe

Herramientas de Fe

EDAD DE LOS METALES: EL HOMBRE COMIENZA A CONTAMINAR Y ADAPTAR EL MEDIO A ÉL

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

Máquina de vapor diseñada por Watt en 1788

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TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES 189

REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: S XVIII-XIX: SUSTITUCIÓN TRABAJO MANUAL POR LA MECANIZACIÓN

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

Irak y el petróleo

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CONTROL DE LOS RECURSOSCONTROL DE LOS RECURSOS 190

1. Ya se han estudiado los recursos naturales: minerales, combust. fósiles, suelo, agua…1. Presentan distribución heterogénea.

2. De ellos depende la riqueza de un país.

2. Desgraciadamente la riqueza depende mucho más de la transformación que se puede obtener por procesos tecnológicos.

3. Guerras por el control de la materia prima:1. Irak y la invasión por el control del petróleo.

2. Guerras civiles en África no son por motivos religiosos o étnicos: Congo…

Sierra Leona: diamantes

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CONTROL DE LOS RECURSOSCONTROL DE LOS RECURSOS 191

GUERRA CIVIL EN EL CONGO

Explotación vergonzante en Congo. Australia principal productor

1. 4 millones de personas mueren y otros tantos emigran hacia Uganda (1998-2003)

2. No es por luchas étnicas o de poder, es por el control de las mejores reservas de coltán.

3. El COLTAN son dos minerales en granito:COLumbita: Óxido de Niobio (Nb2O6)TANTANtalita: Óxido de tántalo (Ta2O6)

4. Con el Niobio se fabrican imanes de alto poder magnético: Disco duro ordenadores.

5. Con el Tántalo se fabrican condensadores para baterías de móviles y recargables.

Proceso de fabricación de la Alúmina a partir de Bauxita

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ALGUNOS MATERIALES: AlALGUNOS MATERIALES: Al 193

• 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

Fases del reciclado de las latas de refresco de aluminio

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EL ALUMINIO RECICLADOEL ALUMINIO RECICLADO 193

• 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 .

UN METAL NO ES PARA SIEMPRE UN METAL NO ES PARA SIEMPRE 193

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

• Abundantes, duros 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

RIESGOS ASOCIADOS A LA PRODUCCIÓN RIESGOS ASOCIADOS A LA PRODUCCIÓN DE MATERIALES DE MATERIALES 194

Peces muertos por Hg

Bhopal: Fábrica de pesticidas

• Minas a cielo abierto: contaminación.

• Explosión pozos petrolíferos.

RIESGOS POR LA EXTRACCIÓN:

RIESGOS POR TRANSFORMACIÓN:

• Proceden de la manipulación: FUGAS

• Pesticidas en 1984 en Bhopal (India) en el que el cianuro mató a más de 10.000

• Hg en Minamata: Bioacumulación. Problemas neurológicos. 500 personas

RIESGOS POR TRANSPORTE:

• Petroleros y la marea negra

MAREAS NEGRAS MAREAS NEGRAS 195

Amoco Cadiz, 1978; 2x105 Tn Bretaña

• Impactos ecológicos

• Impactos económicos en el marisqueo y en los caladeros.

• Depende de la composición y viscosidad del petróleo y del tipo de costa.

• No usar agua a presión ni detergentes

Prestige, 2002; Buques monocasco Torrey Canyon 1967

RIESGOS ASOCIADOS A LA PRODUCCIÓN RIESGOS ASOCIADOS A LA PRODUCCIÓN DE MATERIALES DE MATERIALES 194

Producción de dioxinas por incineración de plásticos

RIESGOS POR INÓCUOS:

• Materiales que siempre se han usado hasta que se descubre que son perjudiciales: amianto, PCB (Bifenilos) y el Dicloro-Difenil-Tricloroetano.

• Bioacumulable, “Primavera silenciosa”

• Positivo para la malaria, negativo produce cáncer ¿? Nervioso-Inmunoló

• Materiales que son beneficiosos pero al cambiar condiciones son perjudiciales: plásticos a alta temperatura o incendios

DDT y los mosquitos

P.Muller P.Nobel 1948: DDT