NUEVAS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALES

Puntos de interés

• 1. Historia y evolución de los materiales.

• 2. Tipos de materiales: clasificación.

• 3. La madera y sus derivados.

• 3.1. Impacto ambiental de la explotación de la madera.

• 4. La metalurgia.

• 5. La corrosión metálica.

• 6. Nuevos materiales para el siglo XXI.

• 7. Análisis medioambiental del uso de los materiales.

• 8. Agotamiento de materiales.

1.Historia y evolución de los Materiales

Es la etapa más antigua de la humanidad, en ella aparece la piedra como el principal material trabajado por el hombre y se divide en dos períodos: el Paleolítico y el Neolítico.

PALEOLÍTICO: El paleolítico, constituye casi el 99% del registro arqueológico mundial.

Los hombres comienzan a fabricar las primeras herramientas, en un principio muy simples, pero fueron perfeccionándolas cada vez más porque de ellas dependía la caza y sobrevivir.

Con el Homo sapiens llegó el apogeo de la tecnología

Paleolítica, con las “técnicas de tallar” en materiales

como el hueso, marfil o la resina.

NEOLÍTICO: “La revolución neolítica”. Se sigue utilizando la piedra en instrumentos cada vez más perfeccionados, como las hoces de sílex. Se inventa la cerámica, se empieza a utilizar el betún aprovechándose como adhesivo; se utilizan también fibras vegetales como juncos y aprenden a obtener la sal.

1.1.Edad de los Metales

Es la etapa en la cual el hombre descubre el uso de los metales y los incorpora a su cultura para fabricar distintos elementos. Aparece la metalurgia. Hay tres edades de los metales: Edad de cobre, Edad de bronce y Edad de Hierro. El cobre fue el primer metal utilizado, seguido del bronce, cuando el hombre aprendió a fundir cobre con estaño. Con estos metales se hicieron espadas, puñales, vasijas , etc. Por último apareció el hierro, muy abundante en la naturaleza pero de extracción más complicada. También se descubre el vidrio.

1.2. Nuevas necesidades, nuevos materiales

• En el año 20 a.C un arquitecto romano descubre el método para la obtención del hormigón, que junto con el uso de materiales pétreos (granito, arenisca, etc) dieron lugar a multitud de futuras construcciones.

• Posteriormente se descubren otros metales que ayudarían al desarrollo de la Rev.Industrial, como el níquel, el cromo, el titanio o el aluminio. (1839)

• Además de los metales el hombre experimento con otros materiales como los polímeros (macromoléculas).

• El descubrimiento del nailon (fibra sintética), dio lugar a una avalancha de productos plásticos.(1939)

• Posteriormente mejorando la transparencia del vidrio se producen fibras ópticas, de muy pequeño espesor, capaces de conducir señales luminosas a mucha distancia. (1970-80)

2.Tipos de materiales: clasificación

• Materiales metálicos: son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o más elementos metálicos.

• Materiales poliméricos (plásticos): materiales de origen orgánico constituidos por macromoléculas naturales o sintéticas, cuyo principal componente es el carbono.

• Materiales cerámicos: materiales inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos.

• Aglomerantes: son aquellos que mezclados con agua, forman una masa plástica.

• Materiales pétreos: son materiales que se obtienen de las rocas.

3.La madera

La madera es una sustancia fibrosa y parcialmente dura que se encuentra en los troncos de los árboles, debajo de la corteza y es una de las materias primas básicas.

3.1. Impacto ambiental de la explotación de la madera

En los últimos 100 años el planeta ha perdido casi la mitad de su superficie forestal y pierde cada año 11,2 millones de hectáreas de bosques vírgenes. Esto es consecuencia de su uso como fuente de energía para cerca de 2000 millones de personas en todo el mundo. Las consecuencias más nocivas de la deforestación son: erosión del suelo, la reducción de la biodiversidad, el aumento del desequilibrio climático y la contaminación.

4. La Metalurgia

• Metales Férricos: estos metales contienen como elemento base el hierro. Los principales metales férricos son: hierro puro, fundición y el acero.

• Metales no férricos: aleaciones pesadas, aleaciones ligeras y las aleaciones superligeras.

5. La corrosión metálica

• La corrosión puede definirse como la reacción química de un metal o aleación con su medio, con el consiguiente deterioro de sus propiedades. La corrosión de los metales constituye una de las pérdidas económicas más grandes de la civilización moderna.

• Sin embargo, en ciertas ocasiones, este proceso se usa para producir energía eléctrica en las pilas “secas”.

6.Nuevos materiales para el siglo XXI

• Materiales cerámicos avanzados: la investigación en estos materiales están dirigidas a la mejora y potenciación de sus propiedades y a la corrección de sus defectos; para disminuir su fragilidad o impurezas químicas.

• Fibras de alto módulo: muchos polímeros cristalinos presentan extraordinarias propiedades mecánicas; las mejores propiedades se obtienen de las fibras, en las que se consigue mediante estiramiento, ordenar las cadenas de polímero en una misma dirección.

• Biomateriales: Han supuesto la base del desarrollo de técnicas y aplicaciones médicas. Los materiales utilizados pueden ser de origen metálico, cerámico o polimérico; aportando soluciones muy eficaces en el diseño y aplicación de prótesis en el organismo humano.

7. Análisis medioambiental y energético del uso de los materiales

• Perturbaciones debidas a las actividades extractivas: La extracción de materiales puede afectar tanto a especies vegetales y especies animales, como al terreno utilizado, que provocará la destrucción de ecosistemas.

• Generación de emisiones contaminantes: La contaminación química es la más importante. Los productos más dañinos emitidos a la atmósfera son las partículas sólidas, los óxidos de nitrógeno y de azufre (lluvia ácida), los gases tóxicos y oxidantes y los gases inertes responsables del efecto invernadero.

• Generación de residuos líquidos y sólidos: Podemos clasificarlos en residuos inertes y los residuos tóxicos y peligrosos.

8. Agotamiento de materiales

• La capacidad biológica se refiere a la capacidad de un área específica biológicamente productiva de generar un abastecimiento regular de recursos renovables y de absorber los desechos resultantes de su consumo.

• Cuando la huella ecológica de una región supera su capacidad biológica, quiere decir que se está usando de manera no sostenible .

En el 2050:

• Se consumirán los recursos de 2 planetas Tierra.