1. Unidad 7Nuevos materialespara nuevas necesidades

2. 7.1. Definicin y clasificacin demateriales1Segn su procedencia se clasifican en: Materiales naturales: Se pueden obtener directamente del medio mediante tcnicasque no implican la transformacin de su naturaleza primaria. Materiales transformados: sufren algn tipo de elaboracin o manufactura previa asu utilizacin. Materiales sintticos: son fabricados de forma artificial por el ser humano a travs deprocesos qumicos industriales.Las propiedades a tener en cuenta a la hora de analizar un material son:tcnicas pticas sensoriales qumicas mecnicas elctricasAgrupando algunas de estas propiedades, un material slido se puede clasificarcomo:Metlico CermicoPolmeros (plsticos) Materiales compuestos (composites)Los materiales son sustancias (elementos o componentes) que nos permitenfabricar objetos. 3. 7.2. Materiales con historia2La evolucin de las sociedades humanas ha estado ligada al desarrollo denuevos materiales.Todo natural: piedra y maderaPaleoltico: fabricacin de los primeros utensilios en cuarcita, slex, madera,cuero y fibras vegetales.Neoltico: descubrimiento de la cermica y posterior fundicin de metales.Los metales (Edad de los metales): cobre, bronce, hierro proceso demetalurgia ms desarrollado (extraccin y tratamiento).Materiales de la energa: petrleo y carbnUtilizados desde la Antigedad. El carbn se convirti en un elementoestratgico durante la Revolucin Industrial. Los usos actuales del carbn sonproduccin de electricidad y acero, y fabricacin de cemento.El petrleo sustituy al carbn como principal fuente de energa primaria en lasegunda mitad del siglo XX. Se utiliza en la actualidad para fabricarcombustible, cremas y vaselinas, materia prima de plsticos y asfalto paracarreteras. 4. 7.2. Materiales con historia3La era del plsticoLos plsticos o polmeros sintticos son materiales orgnicos constituidos porlargas cadenas de unidades repetidas (monmeros) formadas principalmentepor tomos de carbono e hidrgeno.La humanidad lo ha utilizado durante milenios en forma de algodn, seda, etc.En el siglo xx, los qumicos lograron imitar estos compuestos obteniendo en ellaboratorio polmeros sintticos o plsticos a partir de metano, etileno,propileno, butileno, benceno, tolueno y otros derivados del petrleo.Propiedad caracterstica: elsticos y fcilmente moldeables, resistencia a lacorrosin y bajo peso amplio uso.Nuevos plsticos muy prometedores: Los bioplsticos: hechos a base de recursos naturales renovables ygeneralmente biodegradables. Los plsticos conductores de la electricidad: fabricados aadiendo unadelgada lmina de metal al polmero. 5. 7.3. Los materiales del siglo XXI4Materiales de las nuevas tecnologasExtraccin costosa y compleja que, a menudo, causa problemas al medioambiente:Materiales en caminoEl grafeno y el siliceno pueden llegar a tener interesantes aplicaciones en laindustria fotovoltaica, para la fabricacin de bateras, en la industriaaeronutica, en electrnica, etc. y son menos contaminantes.AluminioResiste a lacorrosin y es ligero.Se utiliza para lafabricacin de latasde conservas,ventanas, vehculos,bicicletas, etc.SilicioSalvo que seasometido adeterminadascondiciones de calor,luz o carga elctrica,es semiconductor(no conduce laelectricidad).Se utiliza para loscomponenteselectrnicos (LEDs,memorias, etc.).ColtnResistencia a lacorrosin y lacapacidad desoportar altsimastemperaturas(ultrarrefractarios).Sus dos minerales(columbita ytantalita) contienenelementosimprescindibles parael desarrollo de losmodernosdispositivoselectrnicos .LitioEl ms ligero de losmateriales.Se utiliza para lasbateras recargablesde los mviles, losordenadoresporttiles y tambinde los cocheselctricos. 6. 7.4. El ciclo de los materiales5Los materiales actuales dependen de los recursos naturales existentes ennuestro planeta y deben ser sometidos a un proceso de transformacin.actividad altamente impactante:coste econmicorepercusin negativa para el medio ambienteEl denominado Anlisis del Ciclo de Vida (ACV) estudia el impacto de unmaterial o producto sobre el medio ambiente desde que se obtienen lasmaterias primas hasta el momento en que se desecha. Por eso tambin seconoce como anlisis de la cuna a la tumba.El ciclo de un material puede acabar de varias maneras: Desecho y acumulacin en vertederos. Biodegradacin que le permite regresar al ciclo natural. Reciclaje y reutilizacin para formar parte de un nuevo ciclo productivo. 7. 7.4. El ciclo de los materiales6ExtraccinTransformacinConsumoRepercusinLocalizacinVentajas: Desarrollo econmico eindustrial de la sociedad Beneficios para la vida y eldesarrollo de la humanidad Inconvenientes: Agotamiento de losrecursos Gasto desmedido de unasociedad de consumo Aumento de los residuos IMPORTANTE:USO Y CONSUMORESPONSABLE 8. 7.5. Los materiales que vienen7Desafos de cara al futuro:Minimizar los costes medioambientales, sociales y econmicos de losmateriales que utilizamos.Los materiales inteligentes, tambin llamados activos, son aquellos capacesde reaccionar a los estmulos externos fsicos o qumicos, de forma reversible ycontrolable, modificando sus propiedades.Innovacin Fabricar materiales ms ligeros. Reducir los costes de fabricacin. Eliminar los componentescontaminantes o txicos. Utilizar materiales biodegradables. Facilitar tanto el reciclaje como lareutilizacin. Optimizar los diferentes procesosde fabricacin. Disminuir el gasto en materiaprima.Retos Conseguir fuentes de energasostenible, inagotable y barata. Conocer, manipular y controlar lamateria en su escala ms pequea. Conseguir materiales que seadapten a diferentes condicionesexternas.