TeMa 8: LoS MaTeRiALeS

introduccion

Introduccion historica de los materiales

Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de la civilización , los materiales y la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como las cosas están hechas a base de materiales , estos se encuentran en cualquier parte .Los mas comunes son madera , hormigón , ladrillo , acero , plástico , vidrio , caucho , aluminio , cobre y papel . Existen muchos mas tipos de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de ello .

Desde antes del inicio del hombre actual (homo sapiens) nuestros antepasados han empezado a manipular los diferentes elementos de la naturaleza , esto se explica con necesidades como el sustento lo cual se deriva el herramientas para la caza elaboradas en piedra(material ceramico) y despues en la agricultura con la incorporacion de los metales. tambien hay que agregar otra gran necesidad como lo es el abrigo, tanto la vestimenta como el los refugios los cuales eran primero las cuevas y luego a las primeras edificaciones hechas en madera.

Evolucion historica de los materiales:

-Edad de piedra: Es la etapa más antigua de la humanidad,comenzo hace aproximadamente un millón de años, en ella aparece la piedra y los huesos como los principales materiales trabajados por el hombre.

-Paleolítico: Es el período que se extiende desde hace aproximadamente 2.000.000 de años, hasta 10.000 años atrás. Durante este periodo, los hombres comienzan a fabricar las primeras herramientas, en un principio muy simples, las que fueron perfeccionando cada vez más.
La preocupación principal era conseguir alimentos y defenderse de los grandes animales que recorrían la Tierra, o de cualquier otro peligro que la naturaleza presentara. La forma de vida era nómada.

-Neolítico: Comenzó hace aproximadamente 10.000 años y sus transformaciones son tan importantes que los historiadores las llaman “la revolución neolítica”. El hombre comienza a producir sus alimentos a partir de la domesticación de plantas y animales: el paso decisivo fue plantar deliberadamente semillas en un suelo adecuado y cultivar la tierra. También aparece la alfarería, como una necesidad, pues había que fabricar recipientes para contener las semillas y los granos. Las viviendas estuvieron hechas en barro, cañas, leños o piedras, y las herramientas para construirlas fueron más específicas. Entre ellas se destacó el “hacha de piedra pulida’, que se realizaba en una roca de grano fino y luego se afilaba por medio de un pulido a base de arena.

-Edad de bronce: Empezó aproximadamente en el año 3000 a.C. El bronce se fabricaba mediante la combinación(en estado fundido) de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de obtener y fundir. Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y mássencillas de fabricar que las realizadas sólo con cobre.

-Edad de hierro: Se extendió entre los años 1200 y 500 a.C., aproximadamente. La obtención del hierro era más complicada que la del cobre y el estaño, ya que, a fin de separar las impurezas y poder fabricar herramientas, había que calentar el mineral que lo contuviera (materia prima para su obtención) a una temperatura mucho mayor para fundirlo. Pero tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las herramientas obtenidas.

-Edad actual: Hay muchos especialistas que afirman que en la actualidad estamos viviendo en una época que bien podría denominarse Edad del Silicio, ya que el empleo de este material en multitud de componentes electrónicos está provocando un cambio en nuestra sociedad, cuyos medios distan bastante de los que había a principios del siglo XX.

Clasificacion de los materiales: naturales, artificiales y sintéticos.

Materiales naturales:

Son aquellos que se obtienen de la naturaleza. Son la materia prima de los materiales artificiales. A través de los años, el hombre aprendió y mejoró las técnicas de localización y extracción u obtención de estos materiales, que algún día se pueden agotar. Por tanto, es muy importante que se usen, cuando sea posible productos renovables y, cuando no se pueda, con responsabilidad los no renovables. El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costes.

Son naturales la madera, la lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc.

Materiales artificiales:

Son aquellos que se obtienen a partir de los materiales naturale y sirven de materia prima de materiales sintéticos. Ej.: hormigón.

Materiales sintéticos:

Están fabricados por el hombre a partir de los materiales artificiales. Ej.: plásticos.

Propiedades de los materiales

-Propiedades sensoriales: A menudo elegimos los materiales dependiendo del efecto que puedan producir en alguno de nuestros sentidos. Por ejemplo:la textura de la ropa, el color, el color...

-Propiedades opticas: Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Existen materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese; materiales transparentes, que dejan pasar la luz, y materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz pero no dejan ver nítidamente a través de ellos. Existen otros que reaccionan de alguna manera cuando la luz incide sobre ellos; así, encontramos materiales sensibles a la luz , placas solares, etcétera.

-Propiedades térmicas: Describen el comportamiento de un material frente al calor. Por lo general, los metales son buenos conductores del calor. Hay otros materiales, denominados aislantes, que evitan que el calor los atraviese con facilidad. Ejemplos de ello son el algodón, la lana, la fibra de vidrio, los poliuretanos, etcétera.

-Propiedades magnéticas: Se refieren a la capacidad que tiene un metal ferroso (hierro y sus aleaciones) para ser atraído por un imán, así como a la posibilidad de que las propiedades magnéticas del imán sean transferidas al metal.

-Propiedades químicas: Una de las más importantes es la relativa a la oxidación y corrosión (especialmente en los metales). Tenemos que el acero y sus aleaciones se oxidan con bastante facilidad en contacto con la humedad. La elección de un material se debe con cuidado desde el punto de vista de sus propiedades químicas, para que lo vayas a utilizar.

-Propiedades mecánicas: Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales cuando actúan fuerzas sobre ellos

Tipos de esfuerzos físicos

Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, tiende a deformarlo. La deformación producida dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación donde esté colocada esa fuerza. Los distintos tipos de esfuerzos a que pueden estar sometidos los cuerpos, independientemente de su material y forma, son: tracción, compresión, flexión, torsión, cortadura y pandeo.

Introduccion a los ensayos de los materiales

Con objeto de averiguar si un material es más adecuado para soportar alguno o varios de los esfuerzos estudiados anteriormente, se le somete a una serie de pruebas en las que se determina cada una de las propiedades mecánicas, así como la resistencia a un determinado esfuerzo.

Algunos de los muchos ensayos empleados son: de tracción, de fatiga, de dureza y de resiliencia.