Materiales no metálicos

Materiales no Metálicos

Los materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es usado con un fin específico. Se agrupan en dos grandes grupos, que son los materiales metálicos y los no metálicos: estos son los que no tienen en su composición ninguna sustancia metálica.

Plásticos:[1]

El significado de plástico se aplica a las sustancias de similares estructuras que no tiene punto fijo de evaporación y que poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de flexibilidad y elasticidad que permiten adaptarlas y moldearlas a diferentes formas y aplicaciones.

El origen de los Plásticos:

La invención del primer plástico se da en un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante de bolsas de billar estadounidense Phelan and Collarder ofrecía una suma de 10000 $ a quien sustituyera el marfil natural, que se utilizaba para la fabricación de bolsas de billar. John Wesley Hyatt, fue quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa en una solución de alcanfor y etanol. Este no ganó el premio pero consiguió un producto muy comercial que sería de gran utilidad en la cinematografía.

En 1909 el químico estadounidense  Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial que se llamó  baquelita y fue el primer plástico sintético de la historia. A lo largo del siglo XX se comercializó tanto que empieza a sustituir a otros materiales, iniciando así la “era del plástico”.

En 1920 el químico alemán Hermann Staudinger descubrió que se componía de macromoléculas, lo que provocaría años posteriores un gran avance en este apartado de la química.

En la presentación 1 se explica qué son los plásticos y algunos de sus tipos.

Presentación 1: Explicación de qué son los plásticos y algunos de sus tipos más relevantes. Realizado por Itzá Dixie.

En la presentación 2 se exponen algunos ejemplos de los plásticos más comunes.

Presentación 2: Prezi que expone algunos ejemplos de los plásticos más comunes. Realizado por Itzá Dixie.

¿Cómo se hacen las botellas de plástico?

¿Cómo se hacen las bolsas?

¿Cómo se hacen los CD?

¿Cómo se hacen los borradores?

ACTIVIDADES:

1.- ¿Por qué crees que se utiliza más los envases de plástico en vez de los de cristal? Razona tu respuesta. Y, ¿cómo se denomina el plástico utilizado para los envases de botellas? Pon 1 aplicación más que se le pueda dar a este plástico.

2.-¿En qué año se inventa el CD?, ¿por quién o quiénes? y, ¿de que está compuesto? 

Fibras Textiles:[2]

Se denomina fibra textil a los materiales compuestos de filamentos y susceptibles de ser usados para formar hilos o telas, a si sea mediante tejido u otros procesos físicos o químicos. Se clasifican según su origen:

  • Origen natural:
               -De origen animal: los tejidos provienen de los animales.
                    · Lana: proviene del pelo de las ovejas.
                    · Seda: se extrae del gusano de seda en la fase de crisálida.
               -De origen vegetal: los tejidos provienen de plantas.
                    · Algodón: se extrae de una semilla.
                    · Lino: se extrae de un tallo.
                    · Esparto: se extrae de una hoja.
                -De origen mineral: los tejidos se obtienen de minerales.
                    · Fibra de vidrio.
                    · Fibra de metales.
  • Origen artificial: utilizan para su creación un componente natural (celulosa).
                 -Proteicas: CaseínaLanital.
                 -Minerales: Fibra de vidrioHilo metálico.
  • Origen sintético: no utilizan componentes naturales, son en su totalidad químicos.
                 -Bicomponentes: Fibras PoliésterFibras AcrílicasFibras OlefínicasFibras Poliamídica.
En la presentación 3 es un prezi en el que se exponen algunas propiedades de las fibras textiles.

Presentación 3: prezi en el que se exponen propiedades de las fibras textiles.

¿De dónde vienen las fibras textiles?

ACTIVIDADES:

1.-¿Qué es el ramio?, ¿de dónde se saca?, ¿cuáles son sus aplicaciones?

Madera:[3]

La madera es un material ortotrópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

Como la madera la producen y utilizan las plantas con fines estructurales, es un material muy resistente, y gracias a esta característica y a su abundancia natural, es utilizada ampliamente por los humanos ya desde tiempos muy remotos.

Partes de la madera:

-Duramen: Parte de la madera localizada en la zona central del tronco. Representa la parte más antigua del árbol, tiende a ser de color oscuro y de mayor durabilidad natural.

  • Madera utilizada para la construcción de jaranas y otros instrumentos de son jarocho tales como la leona y el mosquito. El ámbar de la madera es precioso.
  • Madera madura. Albura modificada por cambios físicos y químicos

Es la madera dura que constituye la columna del árbol. Es la antigua albura que se ha lignificado (células muertas).

-Albura: Parte joven de la madera, corresponde a los últimos ciclos de crecimiento del árbol, suele ser de un color más claro.

La formación de la nueva madera en el tronco del árbol se lleva a cabo por una capa de células denominadas cambium, que está situada entre la corteza interna y la albura.

En la madera de más reciente formación (albura) tienen lugar dos importantes funciones: la conducción de la savia (desde la raíz a las hojas) y el almacenamiento.

Desde el punto de vista industrial, los materiales que interesan son el duramen y la albura, que adquieren el mismo color tras talar y dejar secar el árbol.

Luego el duramen y la albura se procesan mediante aplanadoras y lijas industriales hasta llegar al producto (tablas en sí), también lápices, bates y mesas entre otros. La calidad de la dureza depende del mercado hacia donde va dirigido, de acuerdo al costo.

-Cámbium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.

-Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.

Composición de la madera:

En composición media se compone de un 50% de carbono (C), un 42% de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% de resto de nitrógeno (N) y otros elementos. Los componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que constituye alrededor de la mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es un polímero resultante de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (alrededor de un 25%) cuya función es actuar como unión de las fibras. Existen otros componentes minoritarios como resinascerasgrasas y otras sustancias.

Celulosa:

Es un polisacárido estructural formado por glucosa que forma parte de la pared de las células vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con el valor mínimo de n = 200. Sus funciones son las de servir de aguante a la planta y la de darle una protección vegetal. Es muy resistente a los agentes químicos, insoluble en casi todos los disolventes y además inalterable al aire seco, su temperatura de astillado a presión de un bar son aproximadamente unos 232,2 °C.

Procesos de obtención de la celulosa.

-Proceso de Kraft:

Se trata con solución de sulfuro sódico e hidróxido sódico en relación 1:3 durante 2-6 h a temperaturas de 160 -170 °C. Después, en ebullición, se añade sulfato sódico que posteriormente             pasa a sulfuro sódico y se elimina.

-Método de la sosa:

Se usa hidróxido sódico para digerir el material.

-Método del sulfito:

Se digiere con solución de bisulfito cálcico con dióxido de azufre libre, y las ligninas se transforman en lignosulfonatos solubles.

En medio de esto se hace uno de los tres casos en la madera. Esta llega y es descortezada y chipeada, y echada a la caldera de acopio y de allí a una clasificación de lavado donde se selecciona y blanquea, más tarde se seca y embala. Los sobrantes van a silos que después se usarán para dar energía.

Tenemos árboles de dos tipos:

  • Caducifolios: son los árboles en los que las hojas se caen en el otoño o invierno y vuelven a salir en la primavera. Los más característicos son: el roble, el almendro, el manzano y bastantes árboles frutales.
  • Perennifolios: son por el contrario los que se caracterizan por mantener la hoja todo el año, es decir, que no se les caen las hojas. Los más característicos son: el pino, el ciprés, el abeto, el tejo… Estos árboles suelen proporcionar una madera más blanda que la de los caducifolios.
Dureza de la madera:
  • Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, por lo que son más densas y soportan mejor las inclemencias del tiempo si se encuentran a la intemperie que las blandas. Estas maderas proceden de árboles de hoja caduca, que tardan décadas, e incluso siglos, en alcanzar el grado de madurez suficiente para ser cortadas y poder ser empleadas en la elaboración de muebles o vigas de los caseríos o viviendas unifamiliares. Son mucho más caras que las blandas, debido a que su lento crecimiento provoca su escasez, pero son mucho más atractivas para construir muebles con ellas. También son muy empleadas para realizar tallas de madera o todo producto en el cual las maderas macizas de calidad son necesarias.
  • Maderas blandas: el término madera blanda es una denominación genérica que sirve para englobar a la madera de los árboles pertenecientes a la orden de las coníferas. La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, procedentes de especies de hoja caduca con un periodo de crecimiento mucho más largo, es su ligereza y su precio, mucho menor. Este tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras, pero puede ser empleada para trabajos específicos. Por ejemplo, la madera de cedro rojo tiene repelentes naturales contra plagas de insectos y hongos, de modo que es casi inmune a la putrefacción y a la descomposición, por lo que es muy utilizada en exteriores. La manipulación de las maderas blandas es mucho más sencilla, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas. Además, la carencia de veteado de esta madera le resta atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla o teñirla.
En la presentación 4 se muestra el proceso que sufre un tronco de árbol hasta la obtención de la madera.

Presentación 4: Prezi en el que se muestra el proceso de la madera. Realizado por Isabel Blazquez.

Slideshare donde se exponen algunos árboles de donde se saca la madera.

En la presentación 5 se explica el proceso de fabricación del papel y sobre todo del reciclaje.

Presentación 5: Prezi que explica la febricación del papel y el reciclaje. Realizado por Alberto Castillon.

Tipos de papel:


¿Cómo se hace el papel?

CORHO[4]

El corcho es la corteza del alcornoque. Puede presentarse en bruto, como fruto directo de la extracción de la corteza del árbol o elaborado para su utilización en diferentes áreas. El principal componente del corcho es la suberina.

La producción mundial de corcho es de unas 340.000 toneladas, de las cuales Portugal produce un 52%, España un 32% e Italia un 6%.

ACTIVIDADES:

1.- Describe brevemente el proceso que sufre la madera desde el bosque hasta su comercio.

2.- Realiza una tabla, un poplet, un prezi o una presentación explicando los tipos de papel.

MATERIALES PÉTREOS[5]

Los materiales pétreos son las piedras naturales, que pueden presentarse en forma de bloques, losetas y gránulos, i.e, pizarramármol o arena.

Suelen ser naturales aunque a veces procesados por el hombre, derivan de la roca o poseen una calidad similar a la de ésta, siendo usados casi exclusivamente en el sector de la construcción. Los pétreos corresponden a una de las formas de clasificación de los materiales en general. Estos pueden ser pétreos naturales extraídos directamente de la naturaleza o pétreos artificiales procesados e industrializados por el hombre.

Existen, después los materiales pétreos artificiales, entre los cuales se encuentran el vidrio, la cerámica, los aglomerados y los aglomerantes.

Tipos de rocas:

Materiales de construcción:

En la presentación 6 se muestran los materiales de construcción.

Presentación 6: Prezi con la explicación de los materiales de construcción. Realizado por Altman Guillermo.

Vidrio:[6]

-Historia del vidrio:

El vidrio en la antigüedad

Plinio el Viejo (siglo I), en su Historia Natural, cuenta que unos mercaderes que se dirigían hacia Egipto para vender natrón (carbonato de sodio), se detuvieron para cenar a orillas del río Belus, en Fenicia. Como no había piedras para colocar sus ollas, decidieron utilizar algunos trozos de natrón. Calentaron sus alimentos, comieron y se dispusieron a dormir. A la mañana siguiente vieron asombrados que las piedras se habían fundido y habían reaccionado con la arena para producir un material duro y brillante, el vidrio.

En realidad, el hombre aprendió a fabricar el vidrio muchísimo tiempo antes en forma de esmaltes vitrificados, la fayenza. Hay cuentas de collares y restos de cerámica elaborados con fayenza en tumbas del periodo predinástico de Egipto, en las culturas Naqada (3500-3200 a. C.)

Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o abalorios. Es probable que fueran artesanos asiáticos los que establecieron la manufactura del vidrio en Egipto, de donde proceden las primeras vasijas producidas durante el reinado de Tutmosis III (1504-1450 a. C.) La fabricación del vidrio floreció en Egipto y Mesopotamia hasta el 1200 a. C. y posteriormente cesó casi por completo durante varios siglos. Egipto produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban de azul y verde. Durante la época helenística Egipto se convirtió en el principal proveedor de objetos de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se desarrolló el importante descubrimiento del vidrio soplado en el siglo I a.C. Durante la época romana la manufactura del vidrio se extendió por el Imperio, desde Roma hasta Alemania.

El vidrio en la Edad media

En el norte de Europa y Gran Bretaña continuaron produciendo objetos utilitarios de vidrio. El vidrio común tipo Waldglas (del alemán, ‘vidrio del bosque’) continuó fabricándose en Europa hasta la era moderna. Sin embargo, la producción más importante en este material durante la edad media fueron los mosaicos de vidrio en la Europa mediterránea y las vidrieras en la zona del norte. Los mosaicos se hacían con teselas de vidrio, que se cortaban de bloques de vidrio. En documentos del siglo VI se hace referencia a vidrieras en las iglesias, aunque los primeros conservados datan del siglo XI. Las más apreciadas se elaboraron durante los siglos XIII y XIV, principalmente en Francia e Inglaterra. El vidrio se coloreaba o se laminaba con color y después se cortaba. Los detalles se pintaban sobre el cristal con un esmalte. Las piezas se sujetaban con varillas de plomo en una estructura de hierro. El arte de la fabricación de vidrieras decayó a finales del renacimiento aunque volvió a recuperarse en el siglo XIX.

El vidrio en los países islámicos, entre los siglos VIII y XIV, tuvo su auge en el Oriente Próximo. La antigua tradición Sasánida de tallado del vidrio fue continuada por los artesanos musulmanes que realizaron vasijas decoradas en altorrelieve, muchas con motivos animales, y con vidrio incoloro de gran calidad con diseños tallados a la rueda. La técnica de esmaltado al fuego y la del dorado incrementaron las posibilidades decorativas, destacando los artesanos vidrieros de Alepo y Damasco. De Egipto proviene el descubrimiento de coloraciones vidriadas con brillantes efectos metálicos, tanto en cerámica como en vidrio. Las lámparas de las mezquitas y otras vasijas de uso cotidiano se pintaron con motivos geométricos propios del islam. Sus formas y decoraciones influyeron en la producción occidental posterior, destacando las de Venecia y España.

Del renacimiento al siglo XVIII

El cristal veneciano

El «cristal veneciano» más antiguo conocido data del siglo XV, aunque el vidrio ya se fabricaba en Venecia desde el siglo X. Con centro en la isla de Murano, los venecianos dominaron el mercado europeo hasta el año 1700. La contribución más importante fue la elaboración de un vidrio sódico duro y refinado muy dúctil. Conocido como «cristallo», era incoloro, de gran transparencia, muy semejante al cristal de roca. También se hacían en cristal coloreado y opaco. Hacia finales del siglo XVI los vasijas se hicieron más ligeras y delicadas. Desarrollaron un tipo de filigrana de vidrio que sería muy imitada. Consistía en incorporar hebras de vidrio blanco opaco dentro de un cristal transparente, que producía el efecto de un encaje.

También en Murano surgieron muchos estilos diferentes para lámparas de cristal, aunque fue la factoría de Nevers, en Francia, la que adquirió mayor fama durante el siglo XVII. La práctica del grabado al diamante, técnica de los artesanos holandeses del siglo XVII, lograba elaborados diseños.

Los fabricantes de vidrio de Europa intentaron copiar las técnicas y decoraciones de los venecianos. La información se difundió con el libro El arte del vidrio (1612) de Antonio Neri. También de los sopladores de vidrio venecianos, pues aunque una ley prohibía a los artesanos vidrieros abandonar Venecia y divulgar los secretos de su arte, muchos se instalaron en otros países europeos. Cada país desarrolló sus imitaciones. La influencia italiana declinó en el siglo XVII, al surgir en Alemania e Inglaterra nuevos métodos para la fabricación de vidrio.

En la presentación 7 se habla sobre el reciclaje del vidrio

Presentación 7: Prezi del reciclaje del vidrio. Realizado por Felipe Herrera.

Tipos de vidrios:

Otra clasificación de los vidrios:

Materiales cerámicos:

En la presentación 8 se explican algunos materiales cerámicos.

Presentación 8: Prezi que expone materiales cerámicos nuevos. Realizado por Jorge Rangel.

Aglomerantes y aglomerados:

En la presentación 9 se explica el funcionamiento del hormigón lanzado.

Presentación 9: Explicación del funcionamiento del hormigón armado. Realizado por Mateo Arcila Aristizabal.

ACTIVIDADES:

1.-Realiza una tabla, un poplet, un prezi o una presentación explicando los tipos de vidrios que hay.

2.-Explica brevemente la historia del vidrio y de algunos materiales cerámicos que te interesen.

Referencias:

http://es.wikipedia.org/wiki/Plasticos#Historia[1]

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_textil[2]

http://es.wikipedia.org/wiki/Madera[3]

http://es.wikipedia.org/wiki/Corcho[4]

http://es.wikipedia.org/wiki/Materiales_petreos[5]

http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio[6]

3 comentarios (+add yours?)

  1. FIDEL GARCIA NAVARRO
    may 09, 2012 @ 22:12:32

    FELICITACIONES!…Es un excelente trabajo y muy didactico. Les agradezco me envíen mas información al respecto. Cordial saludo,
    Fidel García.
    E-mail: inspecweld@hotmail.com

    Responder

  2. ybar Palomino Malpartida
    ago 29, 2013 @ 13:28:44

    Excelente un trabajo muy bueno, ayuda muchísimo al sector académico e industrial en esta área. Gracias particularmente,me gustaria establecer contacto.
    Saludos
    Ybar G. Palomino Malpartida

    Responder

  3. Ana Fer Madrid
    mar 15, 2014 @ 23:29:15

    me gusto mucho tu trabajo pero me faltaron materiales pero de todos modos gracias

    Responder

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