Materias Primas y Materiales

Las materias primas son los recursos naturales a partir de lo que obtenemos los materiales usados en la actividad

técnica.

● Del aire obtenemos:

• NITROGENO FERTILIZANTES

● Del agua obtenemos:

• AGUA ALIMENTOS

PRODUCTOS

QUIMICOS

HORMIGÓN

● Del petróleo obtenemos:

• PETROLEO GASOLINAS

PRODUCTOS

QUIMICOS

PLÁSTICOS

Clasificación de los materiales en función de su origen:

• Materiales de origen mineral

• Materiales de origen vegetal

• Materiales de origen animal

Materiales de origen mineral:

• Los minerales son las materias primas de una amplia variedad de elementos (principalmente metales) y compuestos químicos.

• Estos se dividen en metálicos y no metálicos (metales y no metales).

Materiales Metálicos:

• Son materiales metálicos los metales y sus aleaciones. Son sustancias inorgánicas formadas por uno o más elementos metálicos, pueden también contener algunos elementos no metálicos. Por ejemplo: hierro cobre, aluminio, níquel y titanio. Podemos nombrar al carbono como elemento no metálico.

Las características principales de los metales son: buena conductividad eléctrica y térmica, brillo, opacidad, dureza, fusibilidad, plasticidad, etc.

-Podemos subdividir a los materiales metálicos dos grupos importantes: los ferrosos y los no ferrosos. Al primer grupo pertenecen hierro y sus derivados: el acero y la fundición. El segundo grupo esta formado por los demás metales y sus aleaciones.

A su vez, en función del peso, los metales se pueden subdividir en dos grupos: metales ligeros y metales pesados.

-Los metales ligeros son aquellos cuyo peso específico es menor a 5kg/dm³ (aluminio, magnesio, titanio, berilio, litio, bario, sodio, potasio, calcio, estroncio, rubidio, cesio, radio, etc.). Los metales pesados son aquellos en los cuales su peso específico supera los 5 Km./dm³ (plomo, hierro, cobre, estaño, cromo, manganeso, cobalto, zinc, molibdeno, mercurio, plata, oro, platino, etc.)

Materiales No Metálicos:

• El término no metal incluye dos grupos de elementos: un grupo que tienen poca o ninguna similitud con los metales, en general no poseen sus características, y el otro grupo consta de elementos parecidos a metales, en especial hablando de propiedades eléctricas; los elementos de este grupo son semiconductores, citados a veces como metaloides. En el primer grupo tenemos a los gases (gases nobles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, cloro, flúor), un líquido (bromo) y varios sólidos (carbono, fósforo, azufre, iodo). Estos elementos son malos conductores del calor y de la electricidad (excepto el carbón puro cuando se encuentra bajo la forma de grafito); no tiene brillo metálico, ni la dureza de los metales (excepto el carbón puro cuando tiene la forma de diamante). En el segundo grupo tenemos boro, silicio, arsénico, germanio, selenio, teluri, antimonio, polonio, etc., todos estos poseen determinadas propiedades semiconductoras, los más importantes son el germanio y el silicio.

El silicio es uno de los elementos más abundante de la corteza terrestre. S lo encuentra en numerosos minerales, como el cuarzo por ejemplo, y es el componente principal de la arena. Antiguamente empleado en la fabricación del vidrio y de la cerámica. Actualmente se usa también en la fabricación de transistores, circuitos integrados, células solares, cristales de cuarzo para relojes, fibra óptica y en la industria de los polímeros (plásticos) de silicona.

Utilizamos también el término no metal en un sentido muy amplio cuando nos referimos, a los materiales sólidos que no son metales (plásticos, textiles, etc.).

Materiales de origen vegetal:

• Estos materiales están presentes en una gran cantidad de productos de la vida cotidiana. Su variedad y heterogeneidad es muy grande, y las propiedades y características varían mucho de unos a otros.

Entre los mismos podemos mencionar: la madera, la celulosa, el algodón, el cáñamo, la goma, etc.

La madera

• Se obtiene a partir del tronco, la raíz y las ramas de ciertos árboles. Ha sido usada en medios de transporte, viviendas, máquinas… Según el árbol de donde se extrajo, la madera presenta distintas características: color, resistencia, dureza, el dibujo de sus fibras. De acuerdo con esas particularidades se adapta a diferentes usos.

• A partir de la madera se obtienen, además, pasta para hacer papel, alcohol, carbón, y muchos otros productos.

Clasificación de las Maderas:

• Madera de roble (dura).

• Madera de Pino (blanda).

• Madera de Radal (Fina).

Materiales de origen animal:Materiales de origen animal:

• Estos materiales están presentes en una gran cantidad de productos de la vida cotidiana. Su variedad y heterogeneidad es muy grande, y las propiedades y características varían mucho de unos a otros. Entre los mismos podemos mencionar: el cuero, la lana, la seda, etc.

Clasificación de los materiales en función de su naturaleza:

• Materiales Naturales: Son los que (en estado bruto, o sujetos a un proceso de purificación) existen en la naturaleza (por ejemplo: hierro, madera, cobre, petróleo, agua, mármol, arena, etc.).

• Materiales Artificiales: Son los producidos por el hombre, partiendo de materiales naturales (por ejemplo: el papel, el bronce, el latón, el vidrio, la cerámica, etc.).Entre los artificiales podemos señalar a los sintéticos.

Clasificación de los materiales en función de su estructura:

• Metales

• Cerámicos y Vidrios

• Polímeros (Plásticos).Termoplásticos.

• Termoendurecidos o Termoestables

• Semiconductores

• Compuestos

Metales:

● Los materiales metálicos se extraen de rocas y minerales que se encuentran en minas. Se usan en infinidad de aplicaciones. Conducen la electricidad y el calor. La mayoría son sólidos a la temperatura ambiente.

● La gran ventaja de los metales es que se vuelven líquidos cuando se los calienta a altas temperaturas (proceso que se llama fundición) y al enfriarse se tornan sólidos. Mientras están líquidos puede dárseles la forma que se necesita.

● No se utilizan en estado puro, sino formando aleaciones. Una aleación esta compuesta de dos o más elementos, siendo al menos uno metálico, Ej.: el acero, aleación de hierro y carbono.

• Metales Ferrosos: Se basan en el hierro. Más del 90% de materiales metálicos que utiliza el hombre son aleaciones ferrosas. Como los aceros, hierros fundidos.

• Metales No Ferrosos: Comprenden los otros elementos no metálicos y sus aleaciones. Las aleaciones son más importantes que los metales puros.

• Materiales metálicos.• Buenos conductores del calor y la electricidad y muy

resistentes. Caros, aunque no muy difíciles de reciclar.

Cerámicos y Vidrios:

• Son materiales duros que se rompen con facilidad.

• Son los materiales más antiguos utilizados por el hombre: la arcilla era usada para formar una pasta que, una vez cocida, se volvía dura.

• No conducen la electricidad, por eso se usan como aislantes.

• Por ejemplo: la loza, la porcelana, la arcilla, los distintos tipos de vidrios, los materiales de construcción (cal, cemento, arena, etc.

Polímeros (Plásticos):

• La mayor parte de los materiales plásticos son fabricados por el hombre.

• Los plásticos se pueden modelar mediante el calor. Algunos, una vez que adquirieron su forma no la pierden aunque se los vuelva a calentar. En cambio otros pueden volver a modelarse al recibir calor.

Los plásticos más conocidos son: el nailon, el poliéster, los acrílicos, el teflón, el polietileno y los vinílicos.

Compuestos:

• Son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades que siguen distintos procesos de fabricación y requieren diversas técnicas de aplicación. Algunos de estos materiales son el yeso, el mortero, el hormigón, el asfalto y el cemento.

Propiedades de los materiales:

• Cada material tiene unas propiedades que lo distinguen de otros y determinan su utilidad.

• Propiedades físico-químicos: Combustibilidad Transparencia Conductividad

Calor Color Dilatación Peso Porosidad

Resistencia Resistividad Temperatura de fusión

• Propiedades mecánicas:

Dureza elasticidad flexibilidad

Fatiga Resistencia a la tracción Resistente

flexión

torsión

Resiliencia

• Propiedades tecnológicas:

Fusibilidad Plasticidad Maleabilidad

Deformabilidad Ductilidad

Soldabilidad Templabilidad

La elección de materiales:• Al elegir materiales contaremos con:

– Sus propiedades: dureza, tenacidad, elasticidad, ...

– Su disponibilidad: ¿fácil o difícil de conseguir?

– Su facilidad para ser trabajado.– Su precio.– Su impacto sobre el medio ambiente.

El reciclado de los materiales.

• Los recursos de la Tierra son limitados.• Para que duren más es necesario:

– Gastar menos materiales.– Reciclar todos los que sea posible.

• Reciclar ahorra materiales, energía y contaminación

Podemos reciclar ...

botellas latas papel ropa brik basura

La Ley de las 3R.• REDUCIR: Hay que procurar reducir el volumen de productos que consumimos. Muchas veces

adquirimos cosas que no son necesarias sólo por el afán de comprar. No pensamos que para su fabricación se precisan materias primas que no podemos derrochar como el petróleo o el agua. También hay que tener en cuenta la enorme cantidad de basura que se genera por el exceso de envoltorios en muchas cosas de las que compramos. Así pues, reduce...

- La utilización de productos de usar y tirar, como papel de cocina o pañuelos de papel.

- El uso del papel de aluminio, en su lugar puedes utilizar fiambreras.

- La utilización de bolsas de plástico para la compra, recupera el gusto por los cestos.

- El consumo de energía, utiliza el transporte público, apaga las luces cuando no las necesites...

- El consumo de agua, dúchate en lugar de bañarte, vigila que los grifos no pierdan...

• REUTILIZAR: Se trata de reutilizar el mayor número posible de objetos con el fin de producir menos basura y gastar la menor cantidad posible de recursos en fabricar otros nuevos. Puedes reutilizar...

- El papel: Las hojas escritas sólo por una cara pueden servir para notas o para dibujar: el papel de regalo puede ser utilizado una segunda vez...

- Los juguetes: Los que tus hijos ya no utilizan no los tires; hazlos llegar a asociaciones benéficas para que los entreguen a otros niños que los necesiten.

- El vidrio: Intenta comprar líquidos en botellas de vidrio retornable.

• RECICLAR: Consiste en fabricar nuevos productos utilizando materiales obtenidos de otros viejos. Si no es posible reducir el consumo de algo ni reutilizarlo intenta que al menos sea reciclable.

- El papel: En casa separa los periódicos y revistas, cajas de cartón... y deposítalo en los contenedores para su reciclaje.

- El vidrio: Haz lo mismo que con el papel con cualquier envase de vidrio. Los potitos infantiles o los tarros de mermelada también son reciclables.

- Los envases de plástico, latas y envases tipo brick: Bricks de leche, latas de refrescos, botellas de agua... también pueden ser reciclados depositándolos en los contenedores para tal efecto.