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Materias 78 rimas materiales roductos Las materias primas bserva las siguientes fotografías: a) Qué podemos extraer de una cantera? Y de las algodoneras? Para qué sirven las plataformas petrolíferas? Qué podemos obtener de las ovejas? b) De dónde proceden las planchas de madera con las que se ha fabricado tu pupitre? Y las patas de acero? e) De dónde se extrae el vidrio de una botella? Y el corcho del tapón? El mármol, al igual que otras rocas, como el granito, se extrae de las canteras; las plataformas petrolíferas son instalaciones que permiten la extracción del petróleo, y, como sabes, la lana se obtiene de las ovejas. Las planchas de madera de tu mesa de estudio se han obtenido a partir de los troncos de los árboles, y el acero de las patas, de un mineral de hierro. El vidrio se extrae de la arena, y el corcho, de la corteza de l alcornoque. El mármol, el algodón, el petróleo, la lana de las ovejas, la madera de los árboles, los minerales y la arena son materias primas. Las materias primas son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Atendiendo a su origen, las materias primas se pueden clasificar en tres grandes grupos: Materias primas animales: lana, seda, pieles... Materias primas vegetales: madera, corcho, algodón, lino... Materias primas minerales: arcilla, arena, mármol, mineral de hierro... 1 proceso físico: cambio en el que no se altera la composición de la materia. Tiene lugar cuando una sustancia cambia de estado, por ejemplo cuando un metal se funde. 2 proceso químico: cambio en el que se transforma la composición de la materia. curre cuando una o más sustancias se transforman en otra u otras con características diferentes a las iniciales. Un ejemplo es la transformación de derivados del petróleo para obtener algunos plásticos. Los materiales Una vez extraídas las materias primas, se transforman mediante procesos físicos 1 y q uímicos 2 en los distintos tipos de materiales que se utilizan para fabricar productos. El papel, las planchas de madera, el plástico, el metal y el vidrio son ejemplos de materiales obtenidos a partir de diversas materias primas. Material es la materia preparada y disponible para elaborar directamente cualquier producto. ~ 1 78 Actividades 1, 2 y 3 (pag. 85) 'l
79 Materiales de uso técnico Los materiales más utilizados para elaborar productos tecnológicos se clasifican en: Se obtienen de la parte leñosa de los árboles. El abeto, el pino y el castaño, entre otros, son especies arbóreas aprovechables que existen en la naturaleza. Se obtienen a partir del petróleo, el carbón, el gas natural, las materias vegetales (celulosa) y las proteínas animales. El celofán, el PVC y el caucho son plásticos. Se obtienen de los minerales que forman parte de las rocas. Son metales el hierro, el acero, el cobre, el plomo, el estaño y el aluminio, entre otros. Se extraen de las rocas en diferentes formas, desde grandes bloques hasta arenilla. Algunos materiales pétreos son el mármol, la pizarra, el vidrio o el yeso. Se obtienen moldeando arcilla y sometiéndola después a un proceso de cocción a altas temperaturas. Son ejemplos la cerámica gruesa y la porcelana. Algunos se obtienen de materias primas naturales como la lana, el algodón y la seda; otros, como el nailon y la lycra, son materiales plásticos. Los productos tecnológicos Tu libro y tu cuaderno, la silla y la mesa que ahora estás utilizando, tu reloj y tu jersey son ejemplos de productos tecnológicos. Un producto tecnológico es cualquier objeto, utensilio..., creado por el ser humano para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida. Para elaborar un producto tecnológico, se extraen primeramente de la naturaleza las materias primas; posteriormente, dichas materias primas se transforman en materiales; por último, con estos materiales se fabrican los productos. Así, de los bosques se extraen los troncos de los árboles, que se transforman en tablones de madera con los que luego se construyen los muebles. Clasifica las siguientes materias primas según su origen: lana, mármol, lino, arcilla, corcho, arena y seda. De qué materias primas se obtienen los siguientes materiales: vidrio, acero, plástico, porcelana, contrachapado y hormigón? D Nombra tres objetos que se puedan construir con cada uno de los materiales de la actividad anterior. materia prima material producto Actividad 12 (pag. 85) 79 o
Propiedades de los 80 materiales (1) Todos los materiales poseen una serie de propiedades características que determinan su utilidad para el ser humano, como puedes ver reflexionando sobre el Piensa y deduce de esta página. Las propiedades de un material son el conjunto de características que hacen que se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, la aplicación de fuerzas, etcétera. Se clasifican en tres grandes grupos:fisicas, químicas y ecológicas. a) Por qué se fabrican con cobre los cables eléctri- cos? Por qué se recubren con material plástico? b) Qué material o materiales se suelen utilizar para hacer el recipiente de una sartén o una cafetera? Y el mango o las asas de los productos anteriores? Por qué? e) Qué tipo de materiales tiene, por lo general, un brillo característico? d) Cómo se denominan los materiales que dejan pasar la luz de manera difusa, como las mamparas de ducha? Propiedades físicas Estas propiedades se ponen de manifiesto ante estímulos como la electricidad, la luz, el calor o la aplicación de fuerzas. Propiedades eléctricas Son las que determinan el comportamiento de un material cuando a través de él circula una corriente eléctrica. La conductividad eléctrica es la propiedad que tienen los materiales de transmitir la electricidad. Actividades: 4, 5 y 9 (pág. 85) Los metales son buenos conductores eléctricos, a diferencia de los materiales plásticos y las maderas, que se consideran aislantes. t 80
81 Propiedades mecánicas Describen el comportamiento de los materiales cuando son sometidos a la acción de fuerzas exteriores. La densidad de un material se calcula mediante la siguiente expresión matemática: m p=- v Estira un trozo de plastilina y colócalo sobre la mesa. Repite la misma operación con una goma. donde p es la densidad del material; m, la masa del material expresada en kilogramos, y \!, el volumen que ocupa esa masa en metros cúbicos. Qué ocurre cuando sueltas la plastilina? Y la goma? Se denomina elasticidad a la propiedad de los materiales de recuperar su for~ a original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deforfuaba, a diferencia de la plasticidad, que es la propiedad de los cuerpos para adquirir deformaciones permanentes. La densidad también se puede expresar en gramos por centímetro cúbico. La propiedad de ciertos materiales de extenderse en planchas o láminas recibe el nombre de maleabilidad, y la de extenderse formando cables o hilos, ductilidad. Los metales son dúctiles y maleables. La dureza es la resistencia que opone un material a ser rayado. El geólogo austriaco Friedrich Mohs (1773-1839) elaboró la escala de minerales que lleva su nombre, en la que estos se gradúan del 1 al 10: 1. Talco 2. Yeso 3. Calcita 4. Fluorita 5. Apatita 6. rtosa 7. Cuarzo 8. Topacio 9. Corindón 10. Diamante La resistencia mecánica es la que presenta un cuerpo ante fuerzas externas. Esfuerzo es la tensión interna que experimentan los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas. Los esfuerzos se clasifican en: esfuerzos de tracción, de compresión, de flexión, de torsión y de cizalladura. Actividades 7, 10 y 13 (pag. 85) compresión cizalladura Po.rosidad y permeabilidad La porosidad es la propiedad que presentan los materiales que tienen poros e indica la cantidad de líquido que dicho material puede absorber o desprender. La madera y algunos materiales pétreos y cerámicos son porosos. La resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado se llama tenacidad, y la propiedad contraria, fragilidad. El metal es un material tenaz, a diferencia del vidrio, que es frágil. 81 tros materiales dejan filtrar a través de ellos agua u otros líquidos. La tela de algodón, el lino y ciertos materiales cerámicos, por ejemplo, son permeables. - o
iedades de los82 materiales Propiedades térmicas Determinan el comportamiento de los materiales ante el calor. La conductividad térmica es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciendo una sensación fría al tocarlos. Los metales son buenos conductores térmicos, mientras que la madera y los materiales plásticos son aislantes térmicos. Juntas de dilatación en los raíles de las vías férreas. Cuando hace calor, los perfiles metálicos de las vías del ferrocarril se dilatan y su longitud aumenta; para evitar accidentes, se deja una junta de separación entre perfiles contiguos. Los metales, algunos plásticos y el vidrio pueden pasar del estado sólido al líquido al elevar la temperatura. Esta propiedad se denomina fusibilidad. Además, estos materiales pueden soldarse consigo mismo o con otro material. Esta propiedad recibe el nombre de soldabilidad. La dilatación consiste en el aumento de tamaño que experi~hta un material cuando se eleva su temperatura. Los metales son especialmente / sensibles a esta propiedad. Propiedades ópticas Se ponen de manifiesto cuando la luz incide sobre un material: No se pueden ver los objetos a través de ellos, ya que estos materiales no permiten el paso de la luz, como la madera y los metales. Los objetos se ven claramente a través de estos materiales, pues dejan que los rayos de luz los atraviesen, como sucede con el vidrio y con algunos plásticos. Estos materiales permiten el paso de la luz, pero no dejan ver con nitidez lo que hay tras ellos, como algunos vidrios o el papel de cebolla. Propiedades acústicas Determinan la respuesta de los materiales ante el sonido. La conductividad acústica es la propiedad de los materiales de transmitir el sonido. El poliuretano es un plástico que se utiliza, entre otras cosas, para insonorizar habitaciones. Los metales son buenos transmisores del sonido. La fibra de vidrio, el corcho y los plásticos en general, dificultan la transmisión del sonido y se denominan, por ello, aislantes acústicos. Propiedades magnéticas Ponen de manifiesto el comportamiento frente a determinados metales. El magnetismo es la capacidad de atraer a otros materiales metálicos. Actividad 6 (pag. 85) El hierro tiene la propiedad de convertirse en un imán permanente, que puede atraer a otros metales ferrosos, como el acero. ;-\e 82
Propiedades químicas 83 Se manifiestan cuando los materiales sufren una transformación debida a su interacción con otras sustancias. La oxidación es la facilidad con que un material se oxida, es decir, reacciona en contacto con el oxígeno del aire o del agua. Los materiales más sensibles a la oxidación son los metales. Las latas se han oxidado y se han cubierto de un polvo rojizo. Para recubrir objetos elaborados con metal, se suelen utilizar pinturas, esmaltes y lacas, productos químicos que, a la vez que decoran, evitan la oxidación de los materiales. Propiedades ecológicas Según el impacto que producen en el medio ambiente, los materiales se clasifican en: Reciclables. Son los materiales que se pueden reutilizar, como el vidrio, el papel y los plásticos. El reciclaje contribuye a conservar los recursos naturales y evita la acumulación de grandes cantidades de residuos. Este símbolo indica que un material es reciclable. Tóxicos. Estos materiales son nocivos para el medio ambiente, ya que pueden resultar venenosos para los seres vivos y contaminan el suelo, el agua y la atmósfera. Biodegradables. Con el paso del tiempo, los materiales se descomponen de forma natural en sustancias más simples; los materiales orgánicos son los que tardan menos tiempo en descomponerse. Cabl:mencionar, para concluir este apartado, las materias primas renoyables, que son aquellas que existen en la naturaleza de forma ilimita9a, ya que se pueden regenerar, como la lana y la madera. D Indica cuáles de los siguientes materiales son conductores eléctricos y cuáles aislantes: plástico, aluminio, madera, hierro y cobre. Qué materiales utilizarías para insonorizar una habitación? IJI B lll Qué es un material maleable? Investiga y cita tres ejemplos. Las pilas contienen sustancias químicas muy contaminantes, como el mercurio. Deposita las pilas usadas en los contenedores de tu ciudad destinados a este uso para que el mercurio pueda eliminarse de manera que no ocasione deterioro medioambiental. Crees que un material duro puede ser frágil? Razona tu respuesta. Qué aspecto adquieren los metales cuando se oxidan? o En qué se diferencian los términos reciclable y renovable? Nombra tres materiales reciclables y tres materias primas renovables. Actividades 8, 9 y 11 (pag. 85) 83
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85 D Clasifica los siguientes términos en materias primas, materiales y productos tecnológicos: petróleo, arcilla, láminas de hierro, mesa, mineral de cobre, tronco de un árbol, arena, cristalería. m Qué diferencias existen entre las propiedades físicas y químicas de un material? [Il] Qué es más denso, el corcho o el mármol? Por qué? Nombra cinco materias primas y cinco materiales que se obtengan a partir de ellas. [D A qué nos estamos refiriendo cuando hablamos de D Con qué materiales se pueden elaborar estos productos tecnológicos: un vaso, un marco de fotos, un puente, una estantería, una escultura, una camisa, una vajilla? [B Analiza los diferentes materiales que componen un Construirías unos zapatos de vidrio, la luna de un escaparate de piedra o un paraguas de cartón? las propiedades ecológicas de un material? automóvil (carrocería, chasis, ruedas, mecanismos de transmisión, motor, frenos... ) y estudia sus propiedades ecológicas. rn Copia en tu cuaderno las siguientes afirmaciones e indica si son verdaderas. En caso contrario, explica por qué son falsas: a) Las propiedades químicas de los materiales se ponen de manifiesto ante estímulos externos como la luz, la electricidad, el calor, las fuerzas aplicadas sobre ellos... b) Las propiedades ecológicas se relacionan con el impacto que producen los materiales en el medio ambiente. e) Los materiales translúcidos dejan pasar la luz, pero no es posible ver con nitidez lo que hay detrás de ellos. Crees que es muy importante conocer las propiedades de los materiales a la hora de elaborar diferentes productos tecnológicos? Por qué?.d d) Los materiales plásticos son buenos conductores de la corriente eléctrica. e) Los materiales metálicos son excelentes conductores térmicos. En qué tres grandes grupos se clasifican las propiedades de los materiales? Qué tendrías que hacer para determinar las siguientes propiedades de un material: permeabilidad, elasticidad, brillo y dureza? f) La dilatación térmica consiste en el aumento de tamaño de un material cuando desciende su temperatura. Con qué materiales se pueden fabricar las ollas? Por qué las asas son normalmente de plástico? g) La plastilina es un material elástico. 1, \ h) El corindón es un mineral que presenta mayor dureza que el diamante. ~ La propiedad contraria a la tenacidad es la fragilidad. i) j) Los metales son materiales que se oxidan, al contrario que la madera. k) La ductilidad es la propiedad de algunos materiales de extenderse en forma de cables o hilos. /) Los materiales orgánicos son los que tardan más tiempo en descomponerse. m) Las materias primas renovables son aquellas que B Cómo se puede calcular la densidad de un material? Cuál será la densidad de una esfera de hierro que tenga una masa de 390 g y ocupe un volumen de 50 cm 3? Qué volumen ocupará si su masa se incrementa 100 g? existen en la naturaleza de forma ilimitada, como la lana y la madera. ~ rn Por qué se recubre con pinturas y lacas la carrocería metálica de los automóviles? 85 Busca en enciclopedias o en Internet información relativa a los distintos materiales que se utilizan normalmente en la construcción de la estructura de una casa. A continuación, indica materiales alternativos con mejores características ecológicas. e ~ ~ --+- e :e: -.;t-