PROGRAMA

ESCUELA TECNICA N° 4 Fray Luis Beltran Ciclo Lectivo 2018 -2° Año 2° División Espacio Curricular: Tecnología de Los Materiales Profesor: Juan Armando Ramero PRIMER TRIMESTRE: Materiales: Definición. Clasificación según su origen. Propiedades: mecánicas, térmicas, químicas, físicas, acústicas, ópticas, eléctricas y magnéticas. Propiedades ecológicas de los materiales. Ensayos de torsión, de compresión, de tracción, de fatiga y de flexión. Metrotecnia; Instrumentos de medición y de comparación de los materiales. SEGUNDO TRIMESTRE: Identificación de los materiales. Tipos de materiales: Materiales metálicos. Estructura de los metales. Metales ferrosos y metales no ferrosos.. Origen de los minerales. Obtención de los minerales. Proceso de fabricación: fundición y comparación de materiales metálicos. El Alto Horno. Proceso de fabricación del acero. Deformación, arranque de material y tratamiento térmicos. Metales ligeros y ultraligeros. Metales pesados. Aleaciones. TERCER TRIMESTRE: Polímeros naturales. Las fibras textiles. Fibras de origen animal. El cuero. Derivados del caucho. La madera: Propiedades de las maderas. Defectos de la madera. Obtención de la madera: talado y descortezado. Aserrado de la madera. Secado y preservación de la madera. Derivados de la madera. El papel. Polímeros sintéticos. Procesamiento y propiedades. Derivados de la celulosa y de las proteínas. Polímeros derivados del petróleo: los termoplásticos, los plásticos termoestables.Los elastómeros. Las siliconas. Plásticos combinados, reforzados y mejorados.

segundo trimestre

SEGUNDO TRIMESTRE MATERIALES Definición: Tener naturaleza real, naturaleza virtual o ser totalmente abstractos. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES: Podemos clasificar los materiales en dos grupos: materias primas y materiales de uso técnico. A continuación vemos un cuadro en el que se explica cada uno de ellos: MATERIAS PRIMAS Definición Son todos aquellos materiales que podemos encontrar en la naturaleza. Clasificación Materia prima vegetal Árbol, algodón, lino Materia prima animal Lana, seda, piel Materia prima mineral Rocas, arcilla, arena MATERIALES DE USO TÉCNICO Definición Aquellos con los que se puede fabricar directamente un objeto tecnológico Clasificación Material uso técnico orgánico Madera, hilo de coser, ovillo de lana, cuero. Material uso técnico metálico Oro, cobre, acero, bronce, plata. Material uso técnicopétreo o cerámico Lámina de mármol o de pizarra, cemento, vidrio. Material uso técnico sintético Plástico. PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS MATERIALES Las Propiedades químicas de los materiales son unas de las más importantes, pues son las que se manifiestan al interaccionar los materiales con otras sustancias o materiales, dando lugar en ocasiones a importantes transformaciones, llegando incluso a transformarse el material en otro material diferente, lo que se debe a una reacción química. Las reacciones químicas fundamentales que pueden sufrir los materiales son:  El enlace metálico: Es un enlace químico que se da en sustancias en estado sólido, concretamente en materiales metálicos en estado sólido. Un enlace metálico mantiene unidos los átomos de los metales entre sí, los cuales se agrupan en estructuras compactas.  El enlace covalente: Se produce cuando dos átomos o grupos de átomos comparten electrones del último nivel, y la diferencia de electronegatividades entre átomos no es lo bastante grande para que se efectúe una transferencia de electrones. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos, o materiales no metálicos.  El enlace iónico: Es el resultante de una unión de átomos, unidos por atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo y otro fuertemente electronegativo. Esta reacción sucede cuando en el enlace uno de los átomos capta electrones del otro. El enlace iónico suele darse entre un compuesto metálico y uno no metálico.  La oxidación: Es la facilidad con la que un material reacciona en contacto con el oxígeno del aire, es decir, se oxida. Cuando el material se oxida en contacto con el agua en lugar de con el aire, se suele decir que se corroe. Propiedades Físicas Las propiedades físicas son aquellas que logran cambiar la materia sin alterar su composición. Por ejemplo, cuando moldeas un trozo de plastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente cambia su forma. Estas propiedades pueden variar en tres estados distintos como: Estado Sólido, Líquido y Gaseoso. Estado Sólido Se producen cuando los materiales se encuentran a una baja temperatura provocando que sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les permite soportar fuerzas sin deformación. Los sólidos son calificados como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. Las sustancias en estado sólido tienen las siguientes características: • Forma definida. • Incompresibilidad (no pueden comprimirse) • Resistencia a la fragmentación. • Volumen tenso. Estado Líquido Se produce cuando dicho material adquiere el punto de fusión y su principal característica es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. El estado líquido presenta las siguientes características: • Fuerza de cohesión menor. • Toma la forma del envase que lo contiene. • En frío se comprime. • Posee fluidez. Estado Gaseoso Se alcanza este punto aumentando la temperatura de dicho material para llegar hasta su ebullición.Los átomos o moléculas del gas se encuentran libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible. El estado gaseoso presenta las siguientes características: • Fuerza de cohesión casi nula. • Sin forma definida. • Toma el volumen del envase que lo contiene. • Se puede comprimir fácilmente. • Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen. • Los gases se mueven con libertad. Identificación de los Materiales En general, los materiales se pueden dividir en grandes grupos: los metales ferrosos, los metales no ferrosos, los materiales cerámicos y para la construcción, los polímeros naturales – madera, cuero, fibras textiles y los polímeros sintéticos. Estos grupos son fácilmente identificables por su apariencia externa: color, acabado superficial, forma, etc. pero esta primera diferenciación es solo general y para saber sus características específicas, es necesario recurrir a una serie de ensayos que se detallan a continuación: Los ensayos de características analizan la composición del material y su estructura interna. Incluyen la determinación de las temperaturas de fusión, de comienzo y fin de solidificación de cada material y la presencia o no de algún componente deseado o indeseado mediante técnicas metalográficas. Con los ensayos de propiedades mecánicas se comprueba, la dureza, la tracción, la resistencia al choque, el desgaste y la fatiga del material. Son ensayos destructivos, porque afectan a los materiales que analizan. El ensayo de resiliencia: se efectúa midiendo la energía que se absorbe al golpear un péndulo sobre una porción calibrada de material al que se le hizo una muesca. Este es un ensayo muy importante con el que se verifica el efecto positivo provocado por los tratamientos térmicos. En el ensayo de resiliencia, la energía consumida en el choque: E =P. 1(cos Β - cos α). El ensayo de desgaste: mide la resistencia al desgaste al hacer girar y friccionar dos rodillos del material que se desea ensayar y medir la pérdida de peso provocada por el trabajo desarrollado. El ensayo de dureza: se realiza mediante la observación de la huella que provoca un elemento calibrado de forma esférica (dureza Brinell) o un elemento puntiagudo (dureza Rockwell) al presionar sobre el material con determinada fuerza. El ensayo de tracción mide la resistencia última y la fluencia, así como la elasticidad y la tenacidad del material. Se realiza midiendo diferentes valores de incremento de la longitud al aplicar una fuerza de determinado valor sobre una porción calibrada del material (probeta). El ensayo de fatiga es mucho más complicado que los antertiores pues se basa en distintas teorías que dan mayor o menor importancia a los diversos factores que influyen en la resistencia a la fatiga (forma geométrica de la pieza, método de conformado, etc..). Los ensayos de conformado son tres: el ensayo de soldabilidad, que informa sobre la posibilidad de soldar un material; el ensayo de estampación, que indica si un material puede aceptar operaciones de punzonado, embutido o cizallado sin que se produzcan grietas en él; el ensayo de forja, que mide si la pieza sufre una deformación anómala al ser trabajada en ciertas condiciones de fuerza y temperatura. Los ensayos de defectos verifican si determinada pieza tiene defectos internos – poros- o superficiales-grietas-. Tanto uno como otro son no destructivos porque las piezas analizadas pueden seguir cumpliendo sus funciones. Los ensayos de defectos internos se basan en señales eléctricas, magnéticas, acústicas, etc., que atraviesan el material de tal modo que, al encontrar un defecto, cambian bruscamente de magnitud. Los ensayos de defectos superficiales consisten en hacer que líquidos coloreados impregnen el material y revelen la existencia de grietas por medio de la observación visual. METALE Los metales son materiales que tienen múltiples aplicaciones. Pero... ¿Qué son los Metales?. Metales se llaman a aquellos materiales que son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, tienen una elevada capacidad de reflexión de la luz, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio). Se extraen de los minerales de las rocas. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la prehistoria, por eso son materiales muy importantes en la Tecnología. Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro se llaman ferrosos, el resto se llaman no ferrosos. Otro tipo de metales, pero que no son de uso en la industria, serían los llamados metales preciosos. 9 Ejemplo de Materiales Metálicos son el acero, la fundición, el bronce, el latón, etc. Los Materiales Metálicos son metales transformados mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. La gran mayoría de los metales los podemos encontrar en la naturaleza mezclados con otros elementos, es por eso que necesitamos someterlos algún proceso de limpieza antes de su utilización. Algunos de los procedimientos de trabajo más habituales sobre los materiales metálicos son: fundición y moldeo, deformación, corte y mecanizado. Vamos a conocer los tipos de materiales metales más importantes. Es importante que conozcas las propiedades de las que vamos hablar que tiene cada uno de los materiales. Algunas de ellas son las siguientes: Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas. Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos. Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado. Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Metales Más Importantes y Usados FERROSOS Los principales minerales de los que se extrae el hierro son: - Hematita (mena roja): 70% de hierro - Magnetita (mena negra): 72.4% de hierro - Siderita (mena café pobre): 48.3% de hierro - Limonita (mena café): 60-65% de hierro La mena café es la mejor para la producción de hierro. En todo el mundo se pueden encontrar grandes cantidades de pirita, pero no es utilizable por su gran contenido de azufre. El hierro por sí solo no se suele utilizar como material, es por eso que se le añade carbono para darle mayor dureza y mejorar sus propiedades. El hierro puede aceptar determinadas cantidades de carbón diluidas (carbono), estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbono el hierro es de muy baja calidad. METALES FERROSOS MÁS UTILIZADOS: Acero: es una aleación de hierro y carbono donde la cantidad de carbono no supera el 2% de la cantidad en la aleación. Es un material dúctil, tenaz, maleable, se puede soldar fácilmente, conductor térmico y eléctrico. Su mayor problema es que se corroe y oxida fácilmente, por eso se le suelo añadir una capa protectora de cromo y/o níquel. Por ejemplo un acero 18/10 es un acero con 18% de Cromo y el 10% de níquel. Usos: tiene multitud de usos como cuberterías y utensilios de cocina, vigas, puentes, tirantes, chasis y carrocerías de coches, piezas de unión, herramientas, etc. Fundición: es una aleación de hierro y carbono con un porcentaje en carbono superior al 2% del total de la aleación, pero sin superar el 4%. Es un material muy duro, con gran resistencia al desgaste, de color gris oscuro, resistente a la corrosión. Los principales problemas de la fundición es que no es ni dúctil ni maleable y no se puede soldar, solo se les puede dar forma fundiendo el material en un molde y luego dejándolo enfriar. La ventaja frente al acero es que es más barato. Usos: carcasas de motores y maquinaria, tapaderas de alcantarillado, farolas, patas de las mesas, etc. El Hierro Forjado: también llamado hierro dulce, es hierro con un porcentaje muy bajo en carbono (entre el 0,05% y el 0,025%) siendo una de las variedades de uso comercial con más pureza en hierro. Es un material poco tenaz y puede soldarse mediante forja (dar forma al metal mediante fuego y el martillo, como los herreros). Es duro, maleable y fácilmente aleable con otros metales, sin embargo es un material relativamente frágil. Usos: se utiliza en la construcción de grandes estructuras como puentes, para fabricar rejas, puertas, cerraduras y pestillos. NO FERROSOS El aluminio: se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita. Es un mineral muy abundante en la naturaleza, de color blanco plateado. Presenta una alta resistencia a la corrosión, es muy blando, muy maleable, dúctil, soldable y tiene baja densidad. También es conductor eléctrico y térmico. Usos: cables de líneas eléctricas de alta tensión, fabricación de aviones, automóviles y bicicletas debido a su baja densidad (peso). También se emplea en carpintería metálica para fabricar puertas y ventanas, en útiles de cocina y botes de bebidas. El Cobre: se obtiene a partir de los minerales cuprita, calcopirita y malaquita. Es de color rojizo y brillo intenso, maleable, dúctil, blando y se oxida fácilmente. A partir de cobre se pueden obtener varias aleaciones, las más conocidas son el latón (cobre y zinc) y el bronce (cobre y estaño). Usos: cables eléctricos, hilos de telefonía, bobinas de motores, tuberías, calderas, radiadores y también para aplicaciones decorativas, bisutería y artesanía. El Plomo: se obtiene de la galena y es de color gris plateado, blando y pesado (muy denso). Tiene gran plasticidad, es maleable, dúctil, conductor del calor y tóxico por inhalación. Posee la propiedad de poder ser forjado y martilleado cuando está muy caliente (al rojo vivo) y que se enfría muy rápidamente. Usos: se utiliza en la fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas. En la industria del vidrio se utiliza para dar dureza al vídreo y también se utiliza para la fabricación de armas. El Níquel: el mineral más usado para la extracción del níquel es la niquelita aunque aparece en algunos meteoritos. El níquel es de color blanco plateado, duro, maleable y dúctil. Usos: se emplea como protector y revestimiento ornamental de otros metales, en especial de aquellos que se corroen como el hierro y el acero. El cuproníquel (cobre y níquel) se utiliza para la fabricación de las monedas. OTROS MATERIALES COLTAN Vamos a explicar qué es el coltan, las propiedades que lo hacen sumamente valioso, donde se encuentra, los usos que tiene sobre todo en electrónica y sobre la famosa guerra del coltan. Hoy en día al coltán también se le conoce ‘oro azul’, ‘nuevo mana’ o ‘petróleo de barro’, veamos porqué. Coltán Realmente o químicamente el coltán no es un mineral, sino un término, alias o abreviatura comercial usada originalmente en África, para nombrar una serie de minerales que, en alta concentración, tienen los elementos tantalio (Ta) y niobio (Nb). Estos dos minerales se encuentran sobre todo en unos compuestos llamados Columbita y Tantalita, que precisamente son los compuesto que forman el llamado coltán. De hecho la palabra coltan procede de las abreviaturas de estos dos compuestos Col y Tan (columbita y tantalita). Químicamente al coltán se le puede llamar columbotantalita. Coltan = columbita + tantalita Coltan Propiedades Más que hablar de las propiedades del coltan hay que hablar de las propiedades que tienen sus componentes. La tantalita es un mineral compuesto por óxidos de tantalio, hierro y manganeso, la columbita es oxidos de hierro, niobio y manganeso. y es menos densa que la tantalita. El interés de la explotación del coltán es fundamentalmente poder extraer el tantalio de la tantalita. El tantalio se obtiene del procesamiento y refinación de la tantalita. En este procesamiento hay que eliminar el hierro, el manganeso y otras impurezas de la tantalita para quedarnos con el óxido de tantalio. El tantalio, que es sólido en su forma natural, tiene una elevada dureza, es dúctil, muy resistente a la corrosión y es muy buen conductor de la electricidad (superconductor). Es un metal de los llamados refractarios, ya que tiene un alto punto de ebullición y fisión, o lo que es lo mismo, soporta unas temperaturas muy elevadas, por lo que es muy resistentes al calor (el doble que el hierro). El niobio tiene propiedades parecidas. Con todas estas propiedades ya te darás cuenta que podría tener muchas aplicaciones, pero la clave no está en ninguna de estas propiedades, la clave está en que el tantalio metálico en combinación con óxido de tantalio, tiene la excelente propiedad de almacenar carga eléctrica temporal y liberarla cuando se necesita. Si, ¿Te has dado cuenta? Eso es lo que hacen los condensadores eléctricos. Resumiendo las propiedades del coltan son que es un mineral capaz de soportar altas temperaturas, gran capacidad para almacenar cargas eléctricas, alta resistencia a la corrosión y al desgaste y un 80% mejor conductor que el cobre. Usos del coltan La pregunta es ¿Para Qué Sirve el Coltan?. Bueno más bien el tantalio extraído del coltan es lo que tiene una gran utilidad, aunque también el niobio como veremos más adelante. Como explicamos anteriormente el tantalio se utiliza para hacer condensadores, pero claro, también hay otros minerales que podrían servir para construir condensadores, como por ejemplo los más habituales hasta ahora que eran de aluminio. ¿Cual es la diferencia? La diferencia es que con los condensadores de tantalio podemos conseguir una mayor capacidad (cualidad de almacenar carga eléctrica de un condensador) y además con un menor tamaño y mucho más delgados. Como hoy en día los aparatos electrónicos, tales como los teléfonos móviles, lo que interesa es que sean lo más pequeños posibles, los condensadores que llevan en su interior, que son bastantes, serán todos fabricados con tantalio procedente del coltan. Pero no solo interesa la miniaturización en los teléfonos móviles, sino en casi todos los aparatos como elementos de informática, consolas de video juegos, iPods, microprocesadores, satélites, GPS, cámaras digitales, relojes, rectificadores de circuitos de bajo voltaje, etc. Todos estos aparatos también suelen llevar en su interior condensadores de tantalio. Para que te hagas una idea, un teléfono móvil que ahora pesa unos 100 gramos, si no fuera por los condensadores de tantalio pesaría aproximadamente 1 Kilogramo, entre 10 y 20 veces más. Además, el tantalio al ser ultra refractario y tener alta resistencia a la corrosión y a la alteración en general, es utilizado para aleaciones empleadas en turbinas de aeronaves y reactores nucleares y, por su superconductividad, en trenes magnéticos. También se fabrican con él, matrices para extrusión, moldes para fundición, punzones para perforar, tazas y recipientes refractarios, equipo para electroplateado y herramientas de corte, como carburo de tantalio de altísima dureza. Por su parte, el niobio tiene menos aplicaciones electrónicas que el tantalio y su mayor uso es en forma de Ferro- Niobio como aleante para aceros, y como carburo de niobio en aceros para herramientas de mecanizado de alta velocidad. Debido a las excelentes propiedades que tienen tanto el tantalio como el niobio, podríamos resumir diciendo que se utilizan en la fabricación de componentes de alta tecnología y en aleaciones metalúrgicas supe resistentes. ¿Donde Hay Coltán? El coltan se extrae en diversas partes del mundo, siendo Australia el principal productor mundial, también lo explotan Brasil, Nigeria, China, Tailandia y los países escandinavos (donde se descubrió originalmente), pero investigaciones recientes calculan que la mayor parte de las reservas globales potenciales de tantalita se sitúan en África, y de ellas, el 80 % se encuentran en el territorio de la República Democrática del Congo. Es por eso que en los últimos años, todas las grandes multinacionales como Intel, Sony, Siemens, Ericsson, Nokia, Hitachi y muchas otras compran el coltán en el Congo. Precisamente el problema del coltan y las muertes causadas por dominar el territorio de las minas de coltán viene del coltan del Congo. Precio del Coltan El precio del coltan puede llegar incluso a los 500 dólares el Kilogramo, aunque al trabajador congoleño se le suele pagar unos 50 dólares a la semana si extrae 1Kg al día, pero ojo, un trabajador normal en el Congo gana unos 10 dólares al mes, lo que hace que muchos trabajadores abandonen sus trabajos para trabajar en las minas del coltan del Congo. Guerra del Coltan Últimamente se habla mucho de la guerra del coltan en el Congo. Realmente no es una guerra, mas bien es un conflicto provocado por las antiguas guerrillas de la guerra en el Congo (1998 hasta el 2003) para hacerse con el dominio de las minas de coltan en ese país y del que obtenían dinero para la compra de armas. Lógicamente todo esto surge por la gran necesidad de abastecimiento de coltan en los países desarrollados. Se cree que miles de personas fueron obligadas a trabajar en las minas de Coltán por los combatientes durante la guerra, bajo amenaza de muerte y con unas condiciones inhumanas. Aunque ahora el País ya no está en guerra, el coltan sigue siendo un elemento estratégico fundamental para la zona y con un gran valor económico, por lo que continúa la explotación ilegal de muchas minas y la situación no ha mejorado demasiado. Ahora, después de la guerra, empresarios y jefes militares bien posicionados políticamente, atesoran licencias de explotación y se apoyan en milicias privadas, antiguos combatientes, para hacer valer sus derechos. Estas milicias son las encargadas de controlar las minas. Mientras las milicias se benefician, algunas multinacionales se enriquecen. La venta legal y normalizada de estas reservas congoleñas de coltan suponen solo el 1% del mercado ‘legal’. Esto significa que gran parte del resto sale del Congo de manera incontrolada por las mafias y conexiones internacionales ocultas. Mientras el Congo sigue figurando como una de las naciones más pobres del mundo —ocupa el puesto 155 en un ranking de 173 países realizado por la ONU—, en torno a los yacimientos existe un complejo entramado empresarial convenientemente diseñado para el reparto del botín. Principalmente en las minas de Katanga y los Kivus, por menos de un dólar al día, casi desnudos y a menudo malnutridos, menores alimentan el mercado mundial de coltán y otros minerales. Cada día bajan a las minas los mineros forzados, muchos niños, sin instrucción, sin casco, sin plan de trabajo, equipados con instrumentos de siglos pasados y sin ninguna medida de protección, para encontrar el tesoro. Sus manos extraen los minerales, normalmente mezclados con otros minerales radioactivos y que son altamente cancerígenos. Pero aún así, la mina se convierte para muchos en la única forma de vida, y la necesidad y el hambre generan nuevos mineros. Con todo este panorama, el Centro de Estudio Internacional del Tántalo-Niobio, en Bélgica, ha recomendado a los compradores internacionales que eviten el coltan de la región del Congo por motivos éticos. El 29 de noviembre de 2010 el Consejo de Seguridad aprobó la resolución 1952 que insta a sus miembros a exigir que se certifique el origen del coltán que adquieran, como lo hace la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE). El Congreso de Estados Unidos aprobó una ley al respecto y tiene otra en camino. Esto ha generado que el suministro de tantalio proveniente de “países no conflictivos” sea escaso y la demanda en Occidente es tan fuerte que no pueda ser satisfecha. ¿Hay Alternativas al Coltan? Además de todos estos problemas hay que sumarle que en el Congo se ha erradicado el 90% de la población de gorilas de la zona, y se ha mermado gravemente la población de elefantes a consecuencia de la caza indiscriminada y la deforestación de sus hábitats naturales para obtener este preciado mineral. Parece que la única solución a todo esto sea la Reutilización de nuestros aparatos electrónicos, mediante el aprovechamiento de las partes de todos los componentes electrónicos que ya no usamos y la gran esperanza que hay con el llamado polímero de aluminio. Es una alternativa más fiable y con mejores características que el tantalio. Los condensadores de polímero de aluminio son más caros, pero lo que puedes hacer con cuatro condensadores de tántalo lo haces con uno solo de polímero.

PRIMER TRIMESTRE 2018 Empezaremos explicando lo que son las materias primas, los materiales, y un producto tecnológico. Después veremos qué son las propiedades de los materiales y por último todas las propiedades de los materiales, una a una. Materia prima: son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Tenemos animales (la seda, pieles, etc) vegetales (madera, corcho, algodón, etc) y minerales (arcilla, arena, mármol, etc.) Los materiales: Son las materias primas transformadas mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. Ejemplo de Materiales son los tableros de madera, el plástico, láminas de metal, etc. Los productos tecnológicos son los objetos construidos para satisfacer las necesidades del ser humano. Una mesa, una viga, un vestido, etc. El proceso sería: primero se extrae la materia prima, posteriormente se convierte en un material, y con los materiales construimos el producto tecnológico CLASIFICACION DE LOS MATERIALES  Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal. A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. Los metales, la piedra o la arena son materiales de origen mineral. A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho.  Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que usamos en muchas prendas de vestir, en bolsos, zapatos, etc.  Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos. Los Principales Materiales son: Materiales Cerámicos: se obtienen moldeando la arcilla y sometiéndola después a un proceso de cocción a altas temperaturas. Son ejemplos la cerámica y la porcelana. Materiales Plásticos: se obtienen a partir del petróleo, el gas natural, las materias vegetales (como la celulosa) y las proteínas animales. El celofán, el PVC y el caucho son plásticos. Materiales Metálicos : se obtienen de los minerales que forman parte de las rocas. Son metales el hierro, el acero, el cobre, el plomo, el estaño y el aluminio, entre otros muchos. Maderas: se obtienen de la parte leñosa de los árboles. El abeto, el pino y el castaño, entre otros, son especies arbóreas aprovechables que existen en la naturaleza. Materiales Textiles: algunos se obtienen de materias primas naturales como la lana, el algodón y la seda; otros, como el nailon y la lycra son materiales plásticos. Materiales Pétreos: se extraen de las rocas en diferentes formas, desde grandes bloques hasta arenillas. Algunos materiales pétreos son el mármol, la pizarra, el vidrio o el yeso. Lógicamente los materiales se eligen por sus propiedades. ¿Qué son las propiedades de los materiales? Las propiedades de los materiales son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, etc. También se les puede llamar Propiedades Tecnológicas o Características de los Materiales. Veamos las propiedades de los materiales según su clasificación. Propiedades Eléctricas de los Materiales Determinan el comportamiento de un material cuando pasa por el lacorriente eléctrica. Una propiedad eléctrica es la llamada conductividad, que es la propiedad que tienen los materiales para transmitir la corriente eléctrica. En función de ella los materiales pueden ser: Conductores: Lo son si permiten el paso de la corriente fácilmente por ellos Aislantes: Lo son si no permiten fácilmente el paso de la corriente por ellos. Semiconductores: se dicen que son semiconductores si solo permiten el paso de la corriente por ellos en determinadas condiciones. (Por ejemplo si son conductores a partir de una temperatura determinada y por debajo de esa temperatura son aislantes). Masaqui: Semiconductor. Propiedades Mecánicas Estas quizás son las más importantes, ya que nos describen el comportamiento de los materiales cuando son sometidos a las acciones de fuerzas exteriores. Una propiedad muy general de este tipo es la resistencia mecánica, que es la resistencia que presenta un material ante fuerzas externas. Algunas más concretas son: Elasticidad: propiedad de los materiales de recuperar su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba. Un material muy elástico, después de hacer una fuerza sobre el y deformarlo, al soltar la fuerza vuelve a su forma original. Lo contrario a esta propiedad sería la plasticidad. Plasticidad: propiedad de los cuerpos para adquirir deformaciones permanentes. Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas. Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos. Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. El más duro es el diamante. Los diamantes solo se pueden rayar con otro diamante. Para medir la dureza de un material se utiliza la escala de Mohs, escala de 1 a 10, correspondiendo la dureza 10 al material más duro. Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado. Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Es la propiedad que tienen los cuerpos de romperse fácilmente cuando son golpeados. El metal es tenaz y el vidrio es frágil y duro. Aquí puedes ver una escala de la dureza de los materiales llamadoescala de Mohs Propiedades Térmicas Determinan el comportamiento de los materiales frente al calor. Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo. Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse (pasar de líquido a solido o viceversa). Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad. Dilatación: es el aumento de tamaño que experimenta un material cuando se eleva su temperatura. Nota: Las juntas de dilatación (separación) se hacen para que al aumentar de volumen por el calor el material pueda alargarse sin curvarse. Propiedades Ópticas Se ponen de manifiesto cuando la luz incida sobre el material. Materiales opacos: no se pueden ver los objetos a través de ellos. Materiales transparentes: los objetos se pueden ver a través de ellos, pues dejan pasar los rayos de luz. Materiales translúcidos: estos materiales permiten el paso de la luz, pero no dejan ver con nitidez a través de ellos. Por ejemplo el papel de cebolla. Propiedades Acústicas de los Materiales Determinan la respuesta de los materiales ante el sonido. Conductividad acústica: es la propiedad de los materiales de transmitir el sonido Decibelímetro: mide el sonido en decibelios. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB) Propiedades Magnéticas de los Materiales Ponen de manifiesto el comportamiento frente a determinados metales. Magnetismo: es la capacidad de atraer a otros materiales metálicos Propiedades Químicas de los Materiales Se manifiestan cuando los materiales sufren una transformación debida a su interacción con otras sustancias. El material se transforma en otro diferente (reacción química) La oxidación: es la facilidad con la que un material se oxida, es decir, reacciona en contacto con el oxigeno del aire o del agua. Los metales son los materiales que más se oxidan. Si un material se oxida con el agua se puede decir que se corroe en lugar de que se oxida. La sustancia roja que se forma cuando se oxida el hierro se llamaorín y es muy tóxica. No llevarse las manos a la boca después de tocarla. Propiedades Ecológicas de los Materiales Según el impacto que producen los materiales en el medio ambiente, se clasifican en: Reciclables: son los materiales que se pueden reciclar, es decir su material puede ser usado para fabricar otro diferente. Reutilizable: Se puede volver a utilizar pero para el mismo uso. Tóxicos: estos materiales son nocivos para el medio ambiente, ya que pueden resultar venenosos para los seres vivos y contaminar el agua, el suelo o la atmósfera. Biodegradables: son los materiales que la naturaleza tarda poco tiempo en descomponerlos de forma natural en otras sustancias. Símbolos que las identifican estas propiedades en los materiales. NORMALIZACION DE LOS MATERIALES La Normalización o Estandarización La normalización o estandarización es la redacción y aprobación de normas que se establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos independientemente, así como garantizar el repuesto en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados, la seguridad de funcionamiento y trabajar con responsabilidad social. La normalización es el proceso de elaborar, aplicar y mejorar las normas que se aplican a distintas actividades científicas, industriales o económicas con el fin de ordenarlas y mejorarlas. Se ha definido la normalización como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada en una actividad específica para el beneficio y con la cooperación de todos los involucrados. Según la ISO (International OrganizationforStandarization) la normalización es la actividad que tiene por objeto establecer, ante problemas reales o potenciales, disposiciones destinadas a usos comunes y repetidos, con el fin de obtener un nivel de ordenamiento óptimo en un contexto dado, que puede ser tecnológico, político o económico. La normalización persigue fundamentalmente tres objetivos: • Simplificación: se trata de reducir los modelos para quedarse únicamente con los más necesarios. • Unificación: para permitir el intercambio a nivel internacional. • Especificación: se persigue evitar errores de identificación creando un lenguaje claro y preciso. Las elevadas sumas de dinero que los países desarrollados invierten en los organismos normalizadores, tanto nacionales como internacionales, es una prueba de la importancia que se da a la normalización. Normalización y certificación Hay que tener en cuenta que normalización y certificación no son lo mismo. Normalización consiste en elaborar, difundir y aplicar normas. Mientras que la certificación es la acción llevada a cabo por una entidad reconocida como independiente de las partes interesadas mediante la que se manifiesta la conformidad, solicitada con carácter voluntario, de una determinada empresa, producto, servicio, proceso o persona, con los requisitos mínimos definidos en las normas o especificaciones técnicas La industria moderna ha cimentado su desarrollo en un conjunto de reglas que determinan las características que deben cubrir los materiales, los productos, la maquinaria o los procedimientos. Dichas reglas implementadas adecuadamente, constituyen los estándares o normas industriales, cuya aplicación ha sido factor determinante del desarrollo científico y tecnológico, solo alcanzado por algunos países de nuestro planeta. Las normas establecen con precisión el reconocimiento de calidad, estimulando la confianza del consumidor, dan prestigio al fabricante, fomentan la organización de estructuras sólidas para el incremento de una producción masiva, simplificando los procesos y aumentando la eficiencia del trabajo, reducen los costos y aumentan los beneficios. En general se dice que una norma (una regla) es la que determina dimensiones, composición y demás características que debe poseer un material producto u objeto industrial; establecido de común acuerdo con la autoridad gubernamental competente y los principales usuarios. La cual se usará como base comparativa durante un tiempo determinado. Metrotecnia La metrotecnia es la tecnología o el conjunto de técnicas que estudia las medidas. A diferencia de la metrología, que se centra en la parte teórica y definición de medida, la metrotecnia se ocupa de la realización de la medida propiamente dicha, el uso de los instrumentos, su contracción y conservación, sus instrucciones de uso, y todo lo que tiene que ver con los trabajos de medición. La metrología como ciencia y la metrotecnia como tecnología, suelen estudiarse juntas, metrología y metrotecnia, dado que las referencias mutuas son constantes, hay que tener en cuenta que la metrotecnia no define magnitudes, ni sistemas de unidades; se ocupa desde el punto de vista práctico de las mediciones. Partiremos de un sistema de unidades, el sistema internacional de unidades, definido y consolidado que aquí no discutiremos. Instrumento de medición Las reglas son los instrumentos de medición más populares. Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones, y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión. Características principales Las características importantes de un instrumento de medida son: • Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones • Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real • Apreciación: es la medida más pequeña perceptible en un instrumento de medida • Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real Tipos Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta los microscopios electrónicos y aceleradores de partículas. A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud que miden: Para medir masa: • balanza • báscula • espectrómetro de masa • catarómetro Para medir tiempo: • calendario • cronómetro • Reloj de arena • reloj • reloj atómico • datación radiométrica Para medir longitud: • Cinta métrica • Regla graduada • Calibre • vernier • micrómetro • reloj comparador • interferómetro • odómetro • el metro metalico Para medir ángulos: • goniómetro • sextante • transportador Para medir temperatura: • termómetro • termopar • pirómetro Para medir presión: • barómetro • manómetro • tubo de Pitot Para medir velocidad: • velocímetro • anemómetro (Para medir la velocidad del viento) • tacómetro (Para medir velocidad de giro de un eje) Para medir propiedades eléctricas: • electrómetro (mide la carga) • amperímetro (mide la corriente eléctrica) • galvanómetro (mide la corriente) • óhmetro (mide la resistencia) • voltímetro (mide la tensión) • vatímetro (mide la potencia eléctrica) • multímetro (mide todos los valores anteriores) • puente de Wheatstone • osciloscopio Para medir volúmenes • Pipeta • Probeta • Bureta • Matraz aforado Para medir peso • dinamometro • bascula • barometro • pluviometro • catarometro Para medir otras magnitudes: • barometro • pluviometro • catarometro • Caudalímetro (utilizado para medir caudal) • Colorímetro • Espectroscopio • Microscopio • Espectrómetro • Contador geiger • Radiómetro de Nichols • Sismógrafo • pHmetro (mide el pH) • Pirheliómetro • Luxómetro (mide el nivel de iluminación) • Sonómetro (mide niveles de presión sonora) • Dinamómetro (mide la fuerza) OBTENCION DE MINERALES ¿QUE SON LOS MINERALES? Los minerales son elementos o Compuestos químicos naturales, homogéneos por su Composición y estructura y forman parte de las rocas y las micas. Se encuentran en la naturaleza en estado sólido o liquido. Los minerales son recursos naturales no renovables, por ello se hace necesario una explotación controlada de los yacimientos minerales, ya que podemos compararlos como un depósito bancario y su duración dependerá del manejo que se haga de él. ¿QUE MÉTODOS SE UTILIZAN PARA LA EXTRACCIÓN DE MINERALES? En el proceso de extracción minera se utilizan diferentes métodos y técnicas, veamos algunos de ellos: Extracción de mineral a cielo abierto: se realiza cuando el yacimiento puede ser explotado en la superficie; tales son los casos de las minas de hierro en Cerro Bolívar y El Pao o las minas de bauxita en Los Pijiguaos en Guayana. Extracción de mineral del subsuelo: cuando se trata de excavar a cierta profundidad para extraer el rnineral, por lo general el carbón se extrae en esa forma. Extracción por cernido: se refiere a la búsqueda de minerales en la tierra o arena, cerniéndola y pasándola por corrientes de agua como lo hacen los mineros al buscar diamantes u otras piedras preciosas. Extracción por bombeo: se refiere a la remoción de grandes cantidades de arena desde el fondo de los ríos para obtener diamantes, otras piedras preciosas u oro. ¿COMO SE CLASIFICAN LOS MINERALES? Tipos de minerales a) Minerales metálicos Metales abundantes: hierro, aluminio, cromo, manganeso, titanio, magnesio. Metales escasos: cobre, plomo, zinc, estaño, tungsteno, oro, plata, platino, uranio, mercurio, molibdeno. b) Minerales no metálicos Minerales para fertilizantes y aplicaciones químicas (industrias químicas): cloruro de sodio, nitrato, azufre. Materiales para la construcción y edificación: cemento, grava, arena, yeso, amianto. Roca triturada. Combustibles fósiles: petróleo, carbón, gas natural. Agua: el recurso más importante. Obtención del metal El metal al igual que otros minerales se extrae de las rocas, podemos decir que el metal se puede extraer de dos diferentes tipos de minerales: -La calcopirita -La malaquita La extracción del metal se da en las canteras a cielo abierto o sea no tapadas sino al aire libre haciendo un agujero en el suelo.Pero si el yacimiento es profundo, la excavación se da bajo tierra en estos dos tipos se usan los explosivos para excavar en la roca. En el lugar de donde obtenemos el metal,el metal se encuentra unido a otros tipos de minerales útiles como la mena y minerales no utilizados como la ganga. Este último como no tiene utilidad se separa del metal. Después se extrae la mena mediante: -La metalurgia: es el conjunto de industrias que se encargan de la extracción y trasformación de los minerales metálicos. -Siderurgia:rama de metalurgia que trabaja con los materiales ferrosos.Incluye el proceso de extracción.

¿Qué es la Madera? La madera es una de las materias prima de origen vegetal más explotada por el hombre. Se encuentra en los árboles de tallo leñoso (que tienen tronco) encontrando su parte más sólida debajo de la corteza del árbol. Se utiliza para fabrican productos de gran utilidad como mesas, sillas y camas, muebles en general y en tecnología se usa para realizar muchos proyectos. La madera es un recurso renovable, abundante, orgánico, económico y con el cual es muy fácil de trabajar. Después de lo dicho anteriormente, si tuviéramos que hacer una definición de la madera sería: "Materia prima que se obtiene de la parte de abajo de la corteza de los árboles con tallo leñoso". Veamos un corte del tronco de un árbol y como se llaman sus partes. arbolResultado de imagen para imagenes de madera Resultado de imagen para imagenes de madera Resultado de imagen para imagenes de madera Puedes hacer el juego: Partes del Tronco de un Arbol para repasar las partes del tronco. Composición de la Madera Está formada por fibras de celulosa, sustancia que conforma el esqueleto de los vegetales, y lignina, que le proporciona rigidez y dureza. Por las fibras circulan y se almacenan sustancias como agua, resinas, aceites, sales... En su composición están en mayoría el hidrógeno, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno con cantidades menores de potasio, sodio, calcio, silicio y otros elementos. La Madera se descompone por parte de microorganismos tales como bacterias y hongos o daños por parte de insectos, por tal razón es importante darles un tratamiento que evite su deterioro. Tipos de Maderas - Maderas Blandas: Son las de los árboles de rápido crecimiento, normalmente de las coníferas, árboles con hoja de forma de aguja. Son fáciles de trabajar y de colores generalmente muy claros. Constituye la materia prima para hacer el papel. Ejemplo: Álamo, sauce, acacia, pino, etc. - Maderas Duras: Son las de los árboles de lento crecimiento y de hoja caduca. Suelen ser aceitosas y se usan en muebles, en construcciones resistentes, en suelos de parqué, para algunas herramientas, etc. Las antiguas embarcaciones se hacían con este tipo de maderas. Ejemplo: Roble, Nogal, etc. - Maderas Resinosas: Son especialmente resistentes a la humedad. Se usa en muebles, en la elaboración de algunos tipos de papel, etc. Ejemplos: Cedro, ciprés, etc. - Maderas Finas: Se utilizan en aplicaciones artísticas, (escultura y arquitectura), para muebles, instrumentos musicales y objetos de adorno. Ejemplo: Ébano, abeto, arce, etc. - Maderas Prefabricadas: La mayoría de ellas se elaboran con restos de maderas, como virutas de resto del corte. De este tipo son el aglomerado, el contrachapado, los tableros de fibras y el táblex. Puedes saber más sobre este tipo de maderas en este enlace:Aglomerado. Según la longitud de sus fibras, las maderas pueden ser clasificadas en maderas de fibras largas y maderas de fibras cortas. También se clasifican según su grano fino y grano grueso Aquí tienes una tabla con los tipos de maderas según su grano y si son aceitosas o resinosas: tipos de maderas Propiedades de la Madera La disposición de las fibras de la madera, su tamaño, orientación, el contenido de humedad, el tamaño de los poros, etc., determinarán sus propiedades. Dependiendo de las propiedades serán mejor para un uso o para otro. Existe mucha diferencia entre las propiedades de una madera u otra, por eso hablaremos de las generales. Si no conoces muy bien las propiedades de los materiales te recomendamos que antes veas este enlace: Propiedades de los Materiales. La Madera es aislante térmico y eléctrico. Es buena conductora del sonido (acústico). Es un Material renovable, biodegradable y reciclable. Es dúctil, maleable y tenaz. El color es debido a las sales, colorantes y resinas. Las más oscuras son más resistentes y duraderas. La textura depende del tamaño de los poros. Condiciona el tratamiento que debe recibir la madera. Las vetas se deben a la orientación y color de las fibras. La densidad depende del peso y la resistencia. La Densidad, Cuanto más tiene la madera es más resistente. Casi todas las maderas tienen una densidad menor que la del agua, lo que les permite flotar. Las maderas de baja densidad (hasta 0.5 gr/cm3) se conoce como coníferas. Las de alta densidad (mayor a 0.5 gr/cm3) se conoce como latifaliadas Flexibilidad, es la facilidad para ser curvadas en el sentido de su longitud, sin romperse ni deformarse. La tienen especialmente las maderas jóvenes y blandas. La hendidura, consiste en la facilidad que contiene la madera en partirse o rajarse en el sentido de la fibra. La resistencia será menor si es de fibra larga y carece de nudos, así como si está verde la madera. Dureza o resistencia al corte, que dependerá de la mayor o menor cohesión entre sus fibras. Está en relación directa entre la mayor cantidad de fibras y la menor cantidad de agua. Por ejemplo, una zona de nudos tendrá mayor cohesión de sus fibras que una zona limpia, por tanto será más dura y resistente al corte. Al ser un Material Poroso absorbe la humedad. madera ¿Cómo se Obtiene la Madera? - El primer paso es la tala de los árboles. - Una vez derribado los árboles se podan, cortando sus ramas. - Los troncos son transportados a la serrería. - En la serrería se les quita la corteza (descortezado). - Los troncos se cortan en tablas o tablones. Este proceso se llama Tronzado. - Para evitar deformaciones y hacerla más duradera y ligera se seca para reducir la cantidad de agua que tiene. - Po último se eliminan las irregularidades mediante el cepillado. Aqui te dejamos un video donde se explica el proceso de obtención de la madera desde que se corta el tronco: