UNIDAD 8: NUEVAS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALES

Transcripción

1 UNIDAD 8: NUEVAS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALES

2 1. La crisis ambiental y modelos de desarrollo. 2. Obsolescencia programada. 3. Los materiales. 4. Nuevos materiales. 5. Los materiales del futuro. 6. Centros de producción y de consumo.

3 1. La crisis ambiental. Modelos de desarrollo En la actualidad existe una CRISIS AMBIENTAL debido a que estamos explotando ilimitadamente los recursos naturales. Crecimiento demográfico Aumento del consumo de recursos Gran crecimiento en la producción industrial MODELO DE DESARROLLO COMPLETAMENTE INSOSTENIBLE

4 Modelos de desarrollo Desarrollo insostenible: el que estamos siguiendo en la actualidad. Desarrollo sostenible: el que debemos alcanzar. INSOSTENIBLE SOSTENIBLE

5 Desarrollo insostenible Continuo y derrochador, solo tiene en cuenta los beneficios económicos. Considera los recursos naturales como ilimitados. Afirma que el desarrollo tecnológico será capaz de resolver cualquier problema medioambiental que pueda plantearse en el futuro.

6 Desarrollo sostenible Se basa en la utilización responsable de los recursos a través del respeto al medio ambiente, sin impedir al ser humano alcanzar la calidad de vida deseable desde los puntos social y económico.

7 Bases para el desarrollo sostenible Compatibilizar el crecimiento económico y social con la preservación a largo plazo de los recursos naturales y de la calidad del medio ambiente. Considerar no solo los costes económicos de la fabricación de productos, sino también los costes de los impactos medioambientales que producen. Fomentar la educación medioambiental y asumir las necesidades de las generaciones futuras.

8 2. Obsolescencia programada Programación del fin de la vida útil de un producto o servicio de modo que éste se torne obsoleto, no funcional, inútil o inservible tras un período de tiempo calculado de antemano, por el fabricante o empresa de servicios, durante la fase de diseño de dicho producto o servicio. RELACIÓN DESARROLLO INSOSTENIBLE Y OBSOLESCENCIA PROGRAMADA?

9 3. Los materiales La historia de la humanidad va unida a la historia de los materiales. El ser humano ha tratado de obtener los materiales más adecuados para su uso en construcción, ingeniería, instrumentos domésticos Antiguamente los materiales se extraían del medio natural y se empleaban tras escasas transformaciones. Poco a poco los materiales se van transformando más para conseguir fines muy específicos.

10 Los diseñadores de nuevos materiales utilizan sistemas de simulación por ordenador para calcular la estructura molecular que tendría cierta combinación de átomos y deducir de ellas sus propiedades físicas y químicas. GRAFENO y SILICENO, los nuevos materiales de la tecnología: Un móvil que se dobla y se convierte en reloj o una tableta tan elástica como la goma. Así serán los aparatos del futuro gracias a los nuevos materiales que se investigan en laboratorios.

11 Clasificación de materiales 1. Materiales metálicos: sustancias inorgánicas compuestas de uno o más elementos metálicos (aleaciones para mejorar las propiedades). Ej: aluminio, zinc, níquel 2. Materiales poliméricos: materiales de origen orgánico naturales o sintéticos formados por la repetición de pequeñas moléculas (monómeros). Suelen obtenerse del petróleo. Entre ellos: Los plásticos: muchos tipos (polietileno, policarbonato, PVC, polipropileno). Caucho, silicona 3. Materiales cerámicos: materiales inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos. Ej: barro, vidrio

12 4. Semiconductores: se pueden comportar como conductores o como aislantes. Muy importantes en la industria electrónica. Ej: el silicio, en principio no es metálico ni conductor, pero con otros elementos como el fósforo se vuelve conductor.

13 4. NUEVOS MATERIALES Entre los materiales que más se vienen desarrollando en los últimos años caben destacar: 1. Los materiales híbridos o compuestos. 2. Los biomateriales. 3. Los nanomateriales (la nanotecnología).

14 Los materiales híbridos o compuestos - Materiales mixtos, obtenidos a partir de materiales metálicos, poliméricos y cerámicos - Los más usados: fibras de carbono y fibra de vidrio.

15 Los materiales híbridos o compuestos - Materiales ligeros y de gran resistencia. - Uso en industria aeronáutica, para construcción de embarcaciones, para cables de fibra óptica para las telecomunicaciones

16 Biomateriales: repuestos para el cuerpo humano Materiales farmacológicamente inertes destinado a ser implantados dentro de un ser vivo con el fin de restaurar o reemplazar algunas de sus funciones, o favorecer la estética personal. Materiales de origen metálico, cerámico o polimérico. Inocuidad Biocompatibilidad Estabilidad estructural CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOMATERIALES

17 Implantes en el corazón (STENT) muelles de níquel-titanio Silicona compuesto de silicio e hidrógeno Prótesis de rodilla En cirugía maxilofacial Tornillos en columna vertebral

18 Los nanomateriales (nanotecnología) - Aplicación práctica de estructuras y sistemas de dimensiones nanométricas (1 100 nm; 1 nm = 1 x 10-9 m; milmillonésima parte de un metro). A este nivel la materia presenta propiedades diferentes: conductividad, elasticidad (Un cabello humano tiene el grosor de nm). - Control de la materia a nivel de átomos y moléculas.

19 Aplicaciones prácticas comercializadas Catalizadores con nanopartículas de platino en los vehículos (hacen más eficiente el consumo de combustible). Encapsulado de fármacos en diminutas esferas de lípidos llamadas liposomas (mejor dosificación). Almacenamiento de datos de alta densidad mediante el uso de capas nanométricas

20 Futuras aplicaciones Creación de componentes informáticos rápidos y de mínimas dimensiones. Producción de sensores moleculares capaces de detectar y destruir selectivamente células cancerígenas. Obtención de materiales muy resistentes y ligeros. Almacenamiento de datos de alta densidad. Microchips capaces de realizar análisis genéticos.

21 Materiales inteligentes Responden de modo reversible ante diferentes estímulos químicos y físicos. Equipados con sensores y controles que hacen que se comporten de manera similar a los sistemas biológicos. Cambio de forma. Memoria de forma: ej. stents. Cambian de color según la temperatura. Mejora de la precisión de robots: ej. garra para un robot capaz de asir objetos a nivel de micras. Autorreparación: puentes que sellan grietas durante terremotos. Algunos ya desarrollados, pero queda mucho por inventar Autorreparación

22 5. LOS MATERIALES DEL FUTURO Qué se les va a pedir? tres propiedades: Nanoescala. Inteligencia: capacidad para responder a estímulos, ahorra energía, ser auto-reparantes y hasta destructibles. Biomimetismo: para adaptarse y comportarse como los materiales biológicos verdaderos. Qué materiales primarios serán el punto de partida para los del futuro? Los tradicionales a partir de ellos con una composición, diseño, nanoestructura MATERIALES A LA CARTA

23 Nuevos materiales El grafeno

24 6. CENTROS DE OBTENCIÓN, PRODUCCIÓN Y CONSUMO Obtención minerales Producción y consumo de materiales

25 ROBOTS HUMANOS

26 LA MENTIRA DE LAS BOMBILLAS DE BAJO CONSUMO