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Los materiales metálicos enero 15, 2015

Posted by emilem1 in 1º ESO.
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Los metales se conocen desde la antigüedad, incluso han dado nombre a distintas épocas de la historia: Edad del hierro, edad del cobre o edad del bronce.

Todos los metales son sólidos a temperatura ambiente (25ºC) menos el mercurio, que es líquido.

Definición de metal: Los metales son unos materiales que se caracterizan por ser buenos conductores de la electricidad y del calor, poseen un brillo característico (brillo metálico) y son duros, ya que no se rallan fácilmente.

Clasificación de los metales

  • Ferrosos: Son aquellos metales que contienen hierro.
    • Hierro
    • Acero
  • No ferrosos: Son aquellos metales que no contienen hierro. Los principales son:
    • Cobre
    • Estaño
    • Aluminio
    • Cinc
    • Oro
    • Bronce
    • Latón

Metalurgia: La mayoría de los metales no se encuentran en estado puro en la naturaleza, sino que forman parte de minerales. La metalurgia agrupa las técnicas necesarias para la obtención de los metales puros a partir de los minerales.

Aleación: Una aleación es un material que está compuesto por una mezcla de materiales de los que al menos uno es un metal. Las principales aleaciones son el acero, el bronce y el latón.

A continuación vamos a estudiar los principales metales puros y aleaciones:

  • Metales ferrosos.

Hierro: El hierro puro se corroe fácilmente con la humedad y además es muy frágil, por ello no tiene mucha utilidad.

Acero: El acero es el metal más utilizado y es una aleación formada por hierro como componente principal y carbono. Es un material más duro y menos frágil que el hierro y tiene muchos usos. Por ejemplo, se emplea para fabricar carrocerías de coches, herramientas, puentes, alambres…

Si cuando estamos fabricando el acero le añadimos pequeñas cantidades de cromo y níquel obtenemos los aceros inoxidables, que tienen la propiedad de no oxidarse (corroerse) con la humedad.

El acero de obtiene en un alto horno a partir de un mineral de hierro.

  • Metales no ferrosos

Cobre: Es un metal de color rojizo que se utiliza para fabricar cables, ya que es un material dúctil y muy buen conductor de la electricidad, y para fabricar tuberías, ya que es muy resistente a la corrosión.

Estaño:  Es un metal plateado y muy resistente a la corrosión, por lo que se utiliza para recubrir el acero o el hierro y formar la hojalata, que se usa mucho en la fabricación de latas de conserva.

Aluminio: Después del acero es el metal más utilizado. Es de color blanco, muy ligero, resistente a la corrosión y buen conductor de la electricidad. Tiene muchos usos y se emplea para fabricar marcos de ventanas, cables de alta tensión, fuselajes de aviones o latas de refresco.

Cinc: Es de color blanco azulado y es de los metales menos abundantes en la naturaleza. Es un metal muy resistente a la corrosión y se utiliza fundamentalmente para recubrir al hierro y al acero, ya que los metales recubiertos de cinc resisten bien a la intemperie.

Oro: El oro es un metal que se encuentra en estado puro en la naturaleza (“pepitas de oro”) y es muy valioso. De color dorado, es muy resistente a la corrosión y se emplea principalmente para fabricar objetos de bisutería (collares, pendientes,…). Si calentamos el oro hasta que pasa a estado líquido y vaciamos el oro líquido en un molde rectangular y lo dejamos enfriar, obtenemos los lingotes de oro.

Bronce: Es una aleación de cobre y estaño, formando una de las aleaciones más importantes. Descubierta en la antigüedad, da nombre a la “edad del bronce”. El bronce tiene muchos usos: por su excelente sonoridad, se utiliza para fabricar campanas. También se utiliza para fabricar estatuas ornamentales (de adorno) y para fabricar piezas de maquinarias.

Latón: Es una aleación de cobre y cinc. Posee un brillo similar al del oro y se utiliza para fabricar cerraduras, bisagras y elementos de fontanería.

El reciclaje de los metales: Un coche de tamaño medio requiere aproximadamente. 800 kg. de acero y 130 kg. de metales no ferrosos. En un año la industria mundial del acero a través del reciclado, ahorra el equivalente a la energía requerida para 110 millones de hogares.

El acero es completamente reciclable al final de la vida útil del producto y podría ser reciclado un número ilimitado de veces, sin perder calidad. Es el material más reciclado del mundo.
La mayor parte de los metales que existen pueden fundirse y volver a procesare creando nuevos metales. Metales como aluminio, plomo, hierro, acero, cobre, plata y oro son reciclados fácilmente cuando no están mezclados con otras sustancias, porque pueden ser fundidos y cambiar de forma o adoptar la misma anterior.
Reciclando una lata de refresco se ahorra la energía necesaria para mantener un televisor encendido durante 3 horas.

Por ello es importante dejar los objetos metálicos que no nos interesen, como por ejemplo una lata vacía, en el contenedor amarillo, donde además se dejan los envases de plástico y los tetrabriks que hayamos gastado.

 

Metal Mineral del que se obtiene
Hierro Pirita
Cobre Cuprita
Estaño Casiterita
Aluminio Bauxita
Cinc Blenda

 

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Materiales de construcción diciembre 25, 2013

Posted by emilem1 in 3º ESO.
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MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

MATERIALES PÉTREOS: Los materiales pétreos son las piedras naturales, se obtienen de rocas y se utilizan sin apenas sufrir transformaciones principalmente en la construcción de edificios, obras públicas y para ornamentación. Los principales son:

  •  Mármol: Roca caliza de diferentes tonalidades que puede pulirse y obtener un acabado muy fino. Se utiliza para la construcción de lujo y para fabricar objetos ornamentales o de adorno.
  • Granito: Roca ígnea (procedente del magma de los volcanes) constituida por tres minerales (cuarzo, feldespato y mica). Se utiliza para hacer mampuestos (trozos de roca a los que no se les da forma), sillares (trozos de roca que se les da la forma de prisma rectangular), losas, pavimentos y bordillos.
  • Pizarra: Roca sedimentaria (producida por la erosión y formada por capas de sedimentos) que se utiliza principalmente para las cubiertas de los tejados debido a que es impermeable.
  • Áridos: Formados por materiales fragmentados de diverso tamaño, como arenas, gravas y guijarros. Se utilizan para fabricar mortero y hormigón.

MATERIALES PÉTREOS AGLOMERANTES: Llamamos aglomerante a un material que se emplea para unir otros materiales.

Los aglomerantes utilizados en la construcción son materiales que, una vez mezclados con agua, tienen la propiedad de endurecerse (fraguar), por lo que son muy usados en las obras para formar parte de estructuras, unir materiales cerámicos, enlucir exteriores e interiores,…etc. Los principales son:

  •  El yeso: Material que se obtiene a partir de la piedra de aljez que se tritura, se cuece en hornos hasta su deshidratación y se muele. Se utiliza en el revestimiento interior de paredes (enlucido).
  •  El cemento: Material formado por una mezcla de arcilla y caliza pulverizada y cocida en hornos hasta su deshidratación. Los cementos son productos que amasados con agua fraguan (proceso por el que el cemento se endurece) formándose nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratación que son estables tanto al aire como sumergidos en agua.

 Otros materiales que incluimos entre los aglomerantes por sus características aunque son compuestos son:

  •  El mortero: Mezcla de agua, arena y cemento que sirve para unir piezas de obra como ladrillos, mampuestos y sillares. También se utiliza para revestir el exterior de las casas (enfoscado),
  •  El hormigón: mezcla de grava, arena, agua y cemento que se endurece con el tiempo; es económico, duradero, resistente al fuego y puede ser fabricado directamente en la obra. Aunque es muy resistente a la compresión, su principal problema es su baja resistencia a la tracción. Una característica importante del hormigón es poder adoptar formas distintas, a voluntad del proyectista. Al colocarse en obra es una masa plástica que permite rellenar un molde, previamente construido con una forma establecida, que recibe el nombre de encofrado. Una vez fraguado este, se esmonta el armazón y queda un bloque compacto con la forma deseada. Las técnicas de encofrado permiten dar diversas formas al hormigón, como escalones, suelos, pilares, vigas, …etc.
  •  El hormigón armado: Se obtiene al introducir barras de hierro o acero en el hormigón antes de que este fragüe, sirve para mejorar su resistencia a la tracción y a la flexión. Las estructuras de hormigón armado se han difundido cubriendo casi toda la gama de edificaciones de baja y media altura. Es el sistema constructivo mas empleado en el mundo.

MATERIALES CERÁMICOS: Los materiales cerámicos se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La arcilla se moldea y se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas. Dependiendo de la naturaleza y el tratamiento de las materias primas, se distinguen dos grandes grupos: cerámicas porosas y cerámicas impermeables.

 Cerámicas porosas:

  • Loza: Se fabrica cociendo en el horno una mezcla de arcilla amarilla y arena. Posteriormente se recubre de esmalte. Se utiliza para hacer vajillas.
  •  Arcilla roja cocida: Se utiliza para fabricar ladrillos, tejas y objetos de alfarería.
  • Arcillas refractarias: Formados por arcillas cocidas con óxidos metálicos que resisten hasta 3.000 ºC y se utilizan para revestir los altos hornos en los que se fabrica el acero.

Cerámicas impermeables:

Porcelana: Se obtiene del caolín (arcilla blanca pura) y es muy fina, dura y generalmente translúcida.  Se utiliza para fabricar vajillas, jarrones, objetos decorativos, sanitarios, aislantes eléctricos,…etc.

Gres: Se fabrica a partir de arcillas refractarias y sal. Es un material muy duro por lo que se utiliza para fabricar azulejos y baldosas. 

VIDRIO: Material formado por una mezcla de arena, cal y carbonato sódico. Dicha mezcla se calienta a unos 1.500 ºC hasta que se funde formándose el vidrio que es un material frágil, duro, transparente y de diferentes colores que se emplea para fabricar ventanas, botellas,…etc. Los principales tipos de vidrio son:

  • Vidrio soplado: Se inyecta aire en el interior de la pasta vítrea para que se adapte al molde. Una vez enfriado, se abre el molde y se extrae. Es apropiado para botellas, vasos, frascos,…etc.
  • Vidrio flotado: En este caso la pasta vítrea se extiende sobre una lámina de estaño fundido (la pasta vítrea flota al ser menos densa que el estaño) y se deja que solidifique. Se emplea para fabricar cristales planos y lunas.
  • Vidrio laminado: La pasta vítrea se hace pasar por unos rodillos, con lo que se obtienen vidrios lisos o grabados. Este método permite la unión de varias láminas de vidrio con una lámina plástica intermedia: así se fabrican los vidrios de seguridad, que se emplean en parabrisas de coches y en sistemas antirobo.

El efecto invernadero mayo 24, 2010

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Electricidad marzo 6, 2010

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La materia está constituida por partículas muy pequeñas, llamadas átomos.

Los átomos están formados por un núcleo, que consta de neutrones (n) y protones (H+), y de la corteza, formada por los electrones (e) que giran alrededor del núcleo describiendo órbitas (al igual que la Tierra gira alrededor del Sol).

Los neutrones no tienen carga eléctrica, los protones tienen carga eléctrica positiva y los electrones carga eléctrica negativa.

Los átomos son eléctricamente neutros (su carga total es cero), debido a que el número de electrones es igual al número de protones. Sin embargo, si un electrón salta a otro átomo, uno de los átomos queda cargado positivamente (el que ha perdido el electrón), mientras que el otro queda cargado negativamente (el que ha ganado el electrón). Cuando este fenómeno tiene lugar en muchos átomos a la vez, se produce una  corriente eléctrica. No obstante, este salto de electrones no se produce espontáneamente y debe ser provocado por algún tipo de energía (generador).

 Existen dos tipos de corriente eléctrica:

  • Corriente continua (Ej: La que nos proporciona una pila).
  • Corriente alterna (Ej: La que llega a nuestras casas procedentes de los alternadores de las centrales eléctricas).

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí formando un camino cerrado por el que circulan los electrones.

Un circuito eléctrico consta de los siguientes elementos:

 Generadores: Se encargan de producir la corriente eléctrica; existen los siguientes tipos:

  • Generadores de corriente continua.
    • Pilas: Transforman la energía química de las sustancias que contienen en energía eléctrica (Ej: Las pilas de los juguetes) .
    • Baterías: Transforman la energía química en energía eléctrica (Ej: La batería de un coche).
    • Dinamos: Transforman la energía del movimiento en energía eléctrica. (Ej: La luz de una bicicleta).
  • Generadores de corriente alterna: El alternador, que produce  corriente eléctrica alterna en las centrales eléctricas (central nuclear, central térmica, central hidroeléctrica,…etc.)
  • Receptores: Transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, siendo los principales:
    • Zumbador: Transforma la energía eléctrica en energía sonora.
    • Resistencia: Transforma la energía eléctrica en energía calorífica (Ej: tostador de pan, estufa eléctrica).
    • Motor: Transforma la energía eléctrica en energía mecánica (de movimiento).
    • Lámpara: Transforma la energía eléctrica en energía luminosa
  • Elementos de mando: Sirven para abrir o cerrar el circuito.
    •  Interruptor: Por ejemplo, los interruptores para encender y apagar la luces de una vivienda.
    • Pulsador: Por ejemplo, los timbres de una vivienda.
  • Conductores: Se encargan de unir todos los elementos anteriores y permiten así el paso de la corriente eléctrica. Generalmente, se trata de un cable de cobre recubierto de un material aislante (Ej: los conductores de una vivienda). En los cables aéreos de alta tensión que transportan la energía eléctrica a las viviendas, el material empleado es el aluminio, debido a que es un material ligero, aunque conduce la electricidad peor que el cobre.

Según lo visto anteriormente podemos decir que la electricidad es una forma de energía (eléctrica) capaz de transformarse en otras formas de energía (mecánica, calorífica, luminosa, sonora,…etc). El ser humano no es capaz de crear ningún tipo de energía, lo único que es capaz de hacer es transformar unas formas de energía en otras formas de energía. Las magnitudes eléctricas se encargan de medir las diferentes características de la corriente eléctrica, siendo las principales las siguientes:

  • Carga eléctrica (Q): La carga eléctrica se mide en culombios (C) y 1 culombio = 6,25·1018 electrones.
  • Intensidad (I):  Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un conductor en un tiempo determinado y se mide en amperios (A) con un aparato llamado amperímetro.
  • Voltaje o tensión (V): Es la diferencia de energía (o diferencia de potencial) que existe entre dos puntos de un determinado circuito eléctrico. Se mide en voltios (V) con un aparato llamado voltímetro.
  • Resistencia (R): Es la dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios con un aparato llamado polímetro, que también se utiliza para medir intensidad y voltaje. Un material aislante como la madera presentará una resistencia eléctrica elevada y un material conductor como el cobre presentará una resistencia eléctrica baja, permitiendo circular a los electrones en un circuito eléctrico cerrado.
  • Potencia eléctrica (P): Es la cantidad de energía eléctrica que consume un receptor (bombilla, motor, zumbador,…etc.) durante el tiempo de un segundo ó también la cantidad de energía eléctrica que suministra un generador en el tiempo de un segundo. Se mide en vatios (W). 

Los tipos de pilas noviembre 29, 2009

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Descortezado y aserrado de la madera. noviembre 17, 2009

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Fabricación del papel noviembre 15, 2009

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Materiales noviembre 7, 2009

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LAS MATERIAS PRIMAS Y LOS MATERIALES DE USO TÉCNICO

MATERIAS PRIMAS: Se denomina materia prima a las materias tal como se encuentran en la naturaleza.

MATERIALES DE USO TÉCNICO: A partir de la materias primas, siguiendo diferentes procesos de fabricación, obtenemos los materiales de uso técnico que conocemos, a partir de los cuales podemos fabricar diferentes objetos tecnológicos.

En la siguiente tabla se recogen algunos ejemplos de objetos tecnológicos, indicando el material de uso técnico del que están fabricados y la materia prima necesaria para fabricar el material de uso técnico. 

Objeto tecnológico Material de uso técnico Materia Prima Fundamental
Periódico Papel Madera
Bolígrafo Plástico Petróleo
Marco de una ventana Aluminio Bauxita (mineral)
Vaso Vidrio Sílice (mineral)

En el siguiente esquema se recogen las principales materias primas, indicando sus principales usos:

  • De origen mineral
    • Minerales: Se utilizan para obtener metales.
    • Arcilla: Se utiliza para hacer cerámica.
    • Piedras: Se utilizan para la construcción.
    • Arena: Se utiliza para la construcción.
  • De origen vegetal
    • Maderas de árboles: Se utilizan para fabricar papel y muebles.
    • Fibras
      • Algodón: Se utiliza para fabricar ropa.
      • Lino: Se utiliza para fabricar ropa.
    • Corcho: Es la corteza del alcornoque y tiene diferentes usos, como por ejemplo los tableros de corcho existentes en las aulas, para fabricar tapones de botellas,…etc.
    • Caucho: Es el látex de un árbol tropical existente en la selva del amazonas denominado Haevea Brasilensis y se utiliza para fabricar neumáticos, si bien actualmente también se utiliza el caucho sintético.
  • De origen animal
    • Petróleo: A partir del petróleo se obtienen los  plásticos y productos tan importantes como la gasolina o el gasóleo.
    • Cuero: Se utiliza para fabricar zapatos, ropa, cinturones,…etc.
    • Lana: Se utiliza para  fabricar ropa, alfombras,…etc.
  • PROPIEDADES DE LOS MATERIALES: A continuación se indican las principales propiedades de los materiales: 

  • Propiedades ópticas
    • Objetos opacos: Objetos que no  dejan pasar la luz. Ejemplo: Una mesa de madera.
    • Objetos transparentes: Objetos que dejan pasar la luz y dejan ver los objetos claramente. Ejemplo: El vidrio de una ventana.
    • Objetos translúcidos: Aquellos objetos que dejan pasar la luz pero no dejan ver los objetos claramente. Ejemplo: Los vidrios que se colocan en las puertas de los salones.
  • Propiedades eléctricas
    • Materiales conductores: Aquellos materiales que conducen la corriente eléctrica. Ejemplo: El hilo de cobre.
    • Materiales aislantes: Aquellos materiales que no conducen la corriente eléctrica. Ejemplo: Un objeto de plástico. 
  • Propiedades mecánicas
    • Elasticidad: Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma una vez que ha desaparecido la fuerza que los deformaba.
    • Plasticidad: Capacidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado. Es opuesta a la elasticidad.
    • Ductilidad: Capacidad que tiene un material para estirarse en hilos. Ejemplos: el cobre y el oro.
    • Maleabilidad: Aptitud de un material para extenderse en láminas sin romperse. Ejemplo: el aluminio.
    • Dureza: Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro cuerpo.
    • Fragilidad: El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él. Ejemplo: El vidrio.
    • Colabilidad:Aptitud que tiene un material fundido para llenar un molde.

 

Estructuras noviembre 7, 2009

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TIPOS DE ESTRUCTURAS 

ESTRUCTURAS MASIVAS:  Son estructuras muy pesadas y macizas formadas por superficies muy anchas y resistentes. Ejemplos: muros, bóvedas.

ESTRUCTURAS LAMINARES O DE CARCASA: Están formadas por láminas o paneles resistentes que forman una caja o carcasa. Ejemplos: carrocería de un coche, carcasa de la lavadora, carcasa de un ordenador.

ESTRUCTURAS DE ARMAZÓN O ARMADURAS: Formadas por piezas alargadas como barras, tubos, pilares, vigas y tensores unidos entre si para formar una especie de esqueleto o armazón. Pueden ser de tres tipos:

  1. Trianguladas: Formadas por la unión de barras que forman triángulos. La triangulación hace que la estructura sea indeformable. Ejemplos: Torres de la red eléctrica, grúas, puentes.
  2. Entramadas: Forman un entramado de piezas horizontales y verticales. Ejemplos: pilares y vigas de un edificio, patas  de una silla.
  3. Colgadas: Se caracterizan porque están formadas por cables que soportan el peso de una construcción. Ejemplo: puentes colgantes.