1.Introducción
El ser humano ha empleado diversos materiales desde épocas antiguas(edad de piedra, edad de bronce, edad de hierro…). En la mayoría de los casos, lo ha realizado aprovechando los recursos disponibles en el entorno como la madera, la piedra, la arcilla… Cualquier producto esta fabricado con uno o mas materiales, los cuales condicionan las propiedades o características de dicho objeto. Este estará fabricado con el material que mejor se adopte a su empleo. Como vimos en el teme 1(el proceso tecnológico) la elección del material adecuado es fundamental si no se quiere fracasar a la hora de construir un producto tecnológico. #Recuerda: Un producto tecnológico es cualquier objeto creado por el ser humano para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida. Por tanto, vosotros al igual que técnicos, diseñadores e ingenieros deberéis conocer los tipos y características de los materiales que se pueden emplear para construir cualquier producto. Únicamente de ese modo podréis valorar las ventajas, inconvenientes y la idoneidad de emplear un material concreto para una determinada aplicación.
2.Materias primas y materiales
Se define materia prima como cualquier substancia que se extrae directamente de la naturaleza(Ej: madera, el algodón, la lana, la arena…). Dichas materias primas se clasifican según su origen en:
-De origen animal: la lana, las pieles, el marfil… -De origen vegetal: madera, corteza, algodón, lino… -De origen mineral: arcilla, arena, mármol, minerales…
Por otro lado se llama material a cualquier materia que esta disponible o ha sido preparada para elaborar cualquier producto. Debemos distinguir claramente ambos conceptos. Para elaborar un producto tecnológico primero se extraen las materias primas de la naturaleza. Posteriormente dichos materias primas se transforman en materiales y, por ultimo, se emplean estos para fabricar el producto. Inicialmente los materiales pueden clasificarse en tres grandes grupos según su origen:
-Materiales naturales: se encuentran en la naturaleza. Ej: la madera, la lana, la arcilla… –
Materiales artificiales
Se obtienen de materiales naturales que se encuentran en la naturaleza y que no han sufrido transformación previa. Ej: el cemento, el vidrio, hilos de cobre… -Materiales sintéticos: Fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales. No se encuentran en la naturaleza ni ellos ni ninguno de lo materiales que los componen. Ej: los plásticos.
3.Propiedades de los materiales
Cada aplicación necesita de un material que cumpla determinadas características. Para poder elegir adecuadamente un material debemos conocer sus características o propiedades. Podemos definir las propiedades de un material como el conjunto de características que hacen que dicho material se comporte de un modo determinado ante fenómenos externos(luz, calor, aplicación de fuerzas, la electricidad…). Estas propiedades son las que nos permiten diferenciar un material de otro Estudiaremos los mas importantes.
3.1.Propiedades físicas
Estas propiedades hacen referencia al efecto que sobre el material ejercen estímulos como la luz, el calor, la aplicación de fuerzas, la electricidad…
3.1.1.Propiedades sensoriales
Se refieren al efecto que producen a alguno de nuestros sentidos, ej: el tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura y el color.
3.1.2.Propiedades ópticas
Definen el comportamiento del material en presencia de luz. Así podemos clasificar los materiales en:
-Opacos: que no permiten que la luz los atraviese. -Transparentes: dejan pasar la luz. -Translucidos: permiten que penetre la luz pero no dejan ver nítidamente a su través.
3.1.3.Propiedades térmicas
Se refieren al comportamiento del material frente al calor.
-Conductividad térmica: es la facilidad con la que un material trasmite el calor a través. Según dicha propiedad, podemos clasificar los materiales como:
#Aislantes térmicos: dificultan la trasmisión de calor a su través. Ej: madera, fibras textiles… #Conductores térmicos: el calor pasa fácilmente a su través. Ej: los metales. De ahí que al tocar un metal de la sensación de frío al tocarlo.
-Dilatación/contracción: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de aumentar/disminuir su volumen con al temperatura. Al aumentar la temperatura, el volumen del material también aumenta; mientras que cuando la temperatura disminuye su volumen se reduce. Dicho comportamiento se observa claramente en los materiales metálicos.
-Fusibilidad: Algunos materiales pueden pasar del estado solido al liquido al elevar la temperatura, como los metales. Cuando estos materiales se funden pueden unirse consigo mismos o con otro material. Esta unión se llama soldadura.
3.1.4.Propiedades acústicas
Definen el comportamiento de los materiales ante el sonido pudiéndose clasificar en aislantes(si trasmiten mal el sonido) como las espumas de aislamiento, la madera…, o transmisores(si lo trasmiten bien) como los metales.
3.1.5.Propiedades eléctricas
Se refieren al comportamiento de un material frente a la corriente eléctrica. La mas importante es la conductividad eléctrica o facilidad con que se trasmite la corriente eléctrica. Así podemos distinguir, entre materiales conductores que conducen la corriente eléctrica la plata, el platino, el oro, el cobre…) y materiales aislantes, que no conducen la corriente eléctrica(la madera, los plásticos, fibras, textiles…)
3.1.6.Densidad
La densidad de un cuerpo se define como la relación entre la masa(o cantidad de materia) del cuerpo y su volumen; expresándose como:
p= masa(m)
= m
volumen(V) V Sus unidades serán Kg/m elevado a 3, g/cm elevado a 3…
No se debe confundir la densidad con el peso. Es muy famosa la pregunta de que pesa mas un kilogramo de paja o uno de hierro. La masa (cantidad de materia) de ambos es la mismo, por lo que su peso es también el mismo. Lo que si que cambia es la densidad, ya que la mismo masa de material ocupa menos volumen en el caso del hierro(es mas denso).