Tema 5: Materiales de uso técnico.

1.- ¿Cómo se obtienen los materiales?

Los materiales con los que hacemos los productos tienen su origen en la naturaleza, pero, antes de adquirir la forma y las propiedades necesarias para su uso técnico, recorren las siguientes etapas:

• Extracción: Los recursos naturales que utilizamos para la obtención de materiales reciben el nombre de materias primas. Los minerales y las rocas se extraen en canteras, minas o pozos; mientras que las materias de origen vegetal o animal (madera, seda) se recogen después de su plantación o crianza.
• Transformación: Las materias primas se someten a diferentes procesos físicos o químicos para conseguir los materiales de uso técnico. Ejemplo: separar los metales del mineral de origen, producir plástico a partir de petróleo.
• Elaboración: Una vez transformados, los materiales adoptan diferentes formas comerciales, como tableros de madera, hilos de algodón, barras de metal, etc. Con ellos se fabricarán las piezas de los distintos productos tecnológicos.
• Reciclado: En muchas ocasiones, los materiales procedentes de productos desechados se pueden recuperar para ser utilizados como materia prima en la obtención de nuevos materiales.

2.- Tipos de materiales:

Existe una gran variedad de materiales cuyo origen, podemos agrupar la mayoría de ellos en 4 grupos:

a) Materiales pétreos y cerámicos: Se obtienen a partir de rocas, arenas o arcillas. A este grupo pertenecen las piedras naturales, como el granito, la pizarra o el mármol; materiales de construcción, como el cemento o el yeso; cerámicas, como la loza o la porcelana, y vidrios.

                 

b) Materiales orgánicos: Proceden de diferentes tipos de vegetales o partes de animales. Destacan de este grupo la madera y sus derivados, como el papel y el cartón. También son orgánicos el corcho; las fibras y tejidos naturales de algodón, lana o seda; y los cueros y pieles.

 

c) Materiales metálicos: Se consiguen tras separarlos de los minerales metálicos que los contienen. El más importante de ellos es el acero en sus diferentes variedades. También son muy utilizados el aluminio, el cobre, el latón, y el bronce. Otro metales son el titanio, el cinc, el estaño, el plomo o los metales preciosos como el oro y la plata.

 

 d) Materiales sintéticos o plásticos: Resultan de combinar químicamente sustancias derivadas principalmente del petróleo o el gas natural. Algunos de ellos con el polietileno, el PVC, el metacrilato, el poliuretano, el poliéster o las siliconas. También pertenecen a este grupo las fibras y tejidos sintéticos como los acrílicos, el nailon, la licra, etc...

      
3.- Propiedades de los materiales:

La mayoría de los materiales se reconocen por su color, su brillo, su ligereza o pesadez, su textura o incluso su olor. Además de su diferente aspecto, los materiales responden de distinta manera ante fenómenos externos como el calor, los golpes, la humedad o la corriente eléctrica, entre otros.

• PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS:

          El aspecto y el comportamiento de un material ante acciones o fenómenos externos están determinados por sus propiedades físicas (dureza, tenacidad, elasticidad) y químicas (oxidación y corrosión).

1. DUREZA: Es la resistencia que oponen los materiales a ser rayados, cortados o perforados. Los metales son más duros que la madera o plásticos.
2. RESISTENCIA: Muestra la capacidad de un material para soportar pesos o presiones sin romperse. El acero, por ejemplo, es más resistente que el aluminio o la madera.
3. TENACIDAD: Depende de la capacidad para absorber golpes o impactos sin romperse. Los metales o la madera suelen ser tenaces, ya que no se rompen fácilmente, mientras que el vidrio o la cerámica son muy frágiles.
4. ELASTICIDAD: Si un material recupera su forma cuando cesa la fuerza que lo deforma, es elástico, de lo contrario es plástico. Si apenas presenta deformación, se trata de un material rígido.
5. CONDUCTIVIDAD: Expresa la propiedad de un material para permitir o impedir el paso del calor (TERMICA) o de la corriente eléctrica (ELÉCTRICA) a través de él. Los metales son buenos conductores, mientras que los plásticos son aislantes.
6. ESTABILIDAD QUÍMICA: Manifiesta la capacidad de un material para resistir la acción química del oxígeno del aire o de la humedad (oxidación y corrosión), o de otras sustancias agresivas como ácidos o disolventes.

• OTRAS PROPIEDADES:

         El empleo de un material para una aplicación concreta depende de que sus propiedades le permitan responder a las exigencias de funcionamiento. Por ejemplo, del material de una suela se espera que sea flexible e impermeable. Existen otros factores a la hora de elegir entre materiales:  Las posibilidades de fabricación, el comportamiento ecológico, el precio y la disponibilidad.

Pulsa en el siguiente enlace y comprueba con una serie de juegos, lo que has aprendido hasta el momento.

4.- El trabajo con materiales:

Para construir distintos objetos hay que disponer de una gran variedad de materiales: maderas, metales, plásticos, telas, etc. Algunos de ellos se pueden conseguir aprovechando productos desechados; el resto se adquiere en diferentes tiendas como papelerías, ferreterías, etc...

Para comprar un material es necesario señalar diferentes datos, como la cantidad, la forma comercial, el tipo de material y las dimensiones características.

• Aprovechamiento de los materiales:

En los trabajos de Tecnologías se puede sacar el máximo provecho de los materiales si se tienen en cuenta una serie de recomendaciones.

- Ajusta las dimensiones de los proyectos, evitando proyectos demasiado grandes.
- Dibuja y distribuye las piezas sobre el material a partir de los bordes, y lo más justas posible.
- Pon mucha atención al cortar las piezas para evitar repetirlas y desperdiciar material.
- Guarda y aprovecha todos los recortes de material sobrante.
- Recupera trozos de material de objetos desechados o de trabajos anteriores.
- Clasífica y ordena todos los materiales. Además, debes dejarlos limpios antes de guardarlos.

• Normas de seguridad en el taller:

El trabajo con materiales debe realizarse en talleres bien acondicionados. En ellos se encuentran los útiles, las herramientas y las máquinas necesarias. El orden y la limpieza resultan muy importantes para el buen funcionamiento del taller. 

- Mantén ordenados los útiles y las herramientas.
- Sujeta las piezas con firmeza mediante tornillos y mordazas.
- Limpia los útiles y herramientas una vez usados.
- Pon mucha atención cuando utilices herramientas, en especial si son cortantes o punzantes.
- En algunas tareas debe usar elementos de protección, como gafas o guantes.
- Utiliza las herramientas con corrección. Cada una tiene su cometido.     

 5.- Obtención y propiedades de la madera:

La madera se obtiene del tronco y las ramas de los árboles. En el tronco cortado de un árbol se pueden apreciar diferentes partes:

• La corteza o capa exterior protectora.
• La albura o madera más joven, por donde circula la savia.
• El duramen o madera más envejecida y dura

  El crecimiento de muchos árboles es desigual a lo largo del año, siendo lento en otoño y más rápido en primavera. Este fenómeno se aprecia mediante los anillos de crecimiento, que en la mayoría de las especies corresponden a cada año de vida del árbol. 

• Propiedades de la madera: 

La madera sigue siendo un material muy utilizado debido a sus excelentes cualidades, entre las que destacamos las siguientes:

- Es un recurso abundante y renovable, dado su origen vegetal. Se degrada de forma rápida, natural y no contamina.
- Es un excelente combustible que arde con rapidez, proporcionando abundate calor.
- Se trabaja con facilidad, sin tener que recurrir a máquinas o procesos muy complicados.
- Es capaz de resistir fuerzas y presiones elevadas.
- Suele ser muy flexible, especialmente algunos tipos de madera.
- Son muy ligeras debido a su baja densidad, normalmente inferior a la del agua, lo que permite que puedan flotar en ella. 
- Es un buen aislante del frío y del calor.

• Aplicaciones de la madera:

 Algo más de la mitad de la madera que se utiliza cada año en el mundo sirve como combustible. El resto se dedica a diferentes usos:

- Producción de papel y cartón. Para la producción de papel se emplean árboles de crecimiento rápido.
- Construcción de edificios y barcos, puertas y ventanas, suelos, paneles de revestimiento, etc.
- Fabricación de muebles, material deportivo, utensilios domésticos, instrumentos musicales, marcos, etc. 

Veamos un vídeo sobre el proceso de obtención de la madera.

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  ACTIVIDAD COMPETENCIAL (en el conocimiento y en la interacción con el mundo físico).

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EL TESORO DE LOS ALCORNOCALES

Entre el 15 de junio y el 15 de agosto, un buen número de alcornoques son desnudados de su valiosa corteza: el corcho. Entre España y Portugal producen más de 200.000 toneladas de este valioso material al año, lo que supone alrededor de las tres cuartas partes del corcho utilizado en el mundo.

El corcho se emplea principalmente en la elaboración de tapones para botellas de vino, champán o cava; aunque también se utiliza en forma de paneles aislantes, losetas decorativas, flotadores, etc...

INVESTIGA Y ANALIZA:

1.- El corcho posee extraordinarias propiedades: impermeabilidad, ligereza, elasticidad, resistencia química a líquidos, es prácticamente imputrescible o un gran aislante térmico y acústico. ¿Cúales de ellas le hacen idóneo para su uso como tapón de botellas? ¿Y para otras aplicaciones?

2.- El mayor bosque de alcornoques en España se encuentra en el Parque Natural de Los Alcornocales. Averigua dónde se encuentra y cuáles son las características de este tipo de bosques. Infórmate y explica cómo se extrae el corcho y cómo se transforma para sus diferentes aplicaciones.

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ACTIVIDADES DE REPASO

Pulsa en el siguiente enlace para visualizar actividades de repaso sobre el tema, y comprobar lo aprendido durante el desarrollo del mismo.
  
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