1 NUEVAS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALES

2 PREHISTORIA Edad de Piedra Paleolítico Neolítico Edad de los Metales Cobre Oro Plata Bronce Hierro

3 Rocas y minerales poco variados Se descubre el fuego Edad de Piedra Paleolítico Rocas y minerales poco variados Se descubre el fuego Se desarrollaron las «técnicas de tallar» Supervivencia Neolítico Perfeccionamiento de las herramientas Cerámica Betún Fibras Vegetales

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7 Edad de los Metales Cobre: Desarrollo geográfico Oro Joyas Hileras de madera Plata Etiopía Galena Bronce: Formas de piedras Espada Hierro: Todo tipo de herramientas Objetos de cobre «Fundir hierro y añadir carbón vegetal»

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11 NUEVOS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALESMADERA: Sustancia fibrosa y parcialmente dura. Debajo de la corteza en troncos de arboles ACERO Aleación de carbono con níquel, cromo.. Dificultad: elevado punto de fusión NUEVOS NECESIDADES, NUEVOS MATERIALES VIDRIO: Sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice fundida a alta temperatura. Se halla en estado vítreo. No se produce cristalización Suele ser transparente Se fabricó antes del 2000 a.C TIPOS DE VIDRIO: Vidrio soluble: alto contenido en sodio. Se disuelve en agua Vidrio al plomo: Conocido como cristal Vidrio de borosilicato: contiene bórax https://www.youtube.com/watch?v=Ax_wJyHImHU

12 TITANIO ALUMINIO POLÍMEROS NAILONCuarto metal mas abundante Producción comercial Bajo peso, alta intensidad Tecnología aeroespacial ALUMINIO Elemento metálico mas abundante Se utiliza en reactores nucleares Moldeable Resiste la corrosión del agua POLÍMEROS Macromoléculas artificialmente formadas por monómeros Ej. Almidón, celulosa, ADN Vulcanización Celuloide Emite una «luz fría» NAILON Fibra sintética Wacalle Hume Carothers Duro, capacidad amortiguadora, resistencia al desgaste, calor y abrasión

13 MATERIALES CERÁMICOS Materiales inorgánicos Elevado punto de fusión Odontología, ortopedia y medicina cardiovascular. Clasificación (arcilla utilizada, técnicas de cocción) Porosos Impermeables y semipermeables FIBRA ÓPTICA Hilo muy muy fino (vidrio o materiales plásticos) Telecomunicaciones, sónar Contracción o estiramiento, capacidad de enrollarse MATERIALES ELECTRÓNICOS Sustancias inorgánicas unidas mediante enlaces covalentes Tipos: Silicio: Germanio https://www.youtube.com/watch?v=sFq8kwYorKc

14 CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALESMATERIALES METÁLICOS: sustancias inorgánicas( dos o mas elementos metálicos). Características: elevada conductividad térmica y eléctrica, resistencia mecánica, gran plasticidad, maleabilidad y ductilidad. Metales férricos: el hierro se alea con el carbono y otros elementos. Los principales son hierro puro, fundición y acero. Proceso siderúrgico. Metales no férricos: mayor aplicación el cobre y sus aleaciones. Clasificación: Aleaciones pesadas Aleaciones ligeras Aleaciones superligeras Mejora de las propiedades de los metales: Tratamientos térmicos Tratamientos termoquímicos Tratamientos mecánicos Tratamientos superficiales

15 4. Sintetización o metalurgia de polvos:Ejemplo: herramientas de corte o los rodamientos. La corrosión metálica 5.1 Pérdidas económicas: acero en la industria. 5.2 Causas: inestabilidad termodinámica 5.3 Proceso: 5.6 Métodos de protección: MATERIALES POLIMÉRICOS (PLÁSTICOS) Propiedades: Baja densidad Alta relación resistencia/densidad Alta resistencia eléctrica Maleabilidad Ductilidad Elevada resistencia al ataque químico Pequeña conductividad térmica Grado de polimerización Clasificación: Atendiendo a su origen: naturales y sintéticos Atendiendo a sus cualidades y su precio: polímeros de uso general, polímeros técnicos o de ingeniería, polímeros especiales. Atendiendo a sus propiedades físicas

16 Proceso de la corrosión

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18 Uniforme Localizada Galvánica

19 Polimerización

20 MATERIALES CERÁMICOS: materiales inorgánicos formados por uniones fuertes y estables de elementos metálicos y no metálicos mediante enlaces iónicos o covalentes. Propiedades: Elevada dureza Alta resistencia a elevadas temperaturas Tienden a ser frágiles Propiedades aislantes Clasificación: Cerámicas tradicionales Cerámicas avanzadas MATERIALES COMPUESTOS (COMPOSITES) Son mezclas de dos o más materiales diferentes cuyas propiedades dependen de la mezcla de los materiales que lo componen(matriz y refuerzo). Cualidades

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24 LA MADERA Y SUS DERIVADOS: una sustancia fibrosa y relativamente dura que se encuentra en los troncos de los arboles, debajo de la corteza (celulosa y lignina) Propiedades: baja densidad, su escasa conductividad térmica y eléctrica y su facilidad para soportar esfuerzos de tracción, compresión y flexión. Obtención de la madera Maderas artificiales Derivados de la madera Impacto ambiental de la explotación Consecuencias de la deforestación MATERIALES TEXTILES: en forma de fibras MATERIALES PÉTREOS AGLOMERANTES Cal Yeso Cemento Hormigón VIDRIO

25 Proceso de obtención de la celulosa

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27 MATERIALES TEXTILES NaturalesDe origen animal De origen vegetal Lana Algodón

28 Químicas Artificiales Sintéticas Rayón

29 MATERIALES PÉTREOS

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31 Materiales cerámicos avanzadosEstudio de estos materiales dirigido a la mejora y potenciación de sus propiedades y a la corrección de sus defectos. Construcción de motores de combustión mas ligeros, fabricación de herramientas de corte, etc. Algunos poseen propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas muy especiales

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33 Nuevos materiales metálicosMejora de las técnicas Primeros materiales metálicos Investigación y avances EL ACERO: Las propiedades de los aceros actuales nada tiene que ver con la de los producidos años atrás. Tienen alta resistencia y luego por otros capaces de endurecerse el sufrir un impacto, aumentando así la seguridad de los vehículos.

34 Se utilizan para fabricar turbinas y multitud de piezas aerodinámicas.ALEACIONES DE ALUMINIO Han pasado de ser casi desconocidos a utilizar mas de 24 millones de toneladas anuales. Su baja densidad hace que su aplicación para el transporte sea prioritaria. Las nuevas aleaciones de aluminio tienen la capacidad de seguir operando cuando se ha producido un daño en la estructura. Se utilizan para fabricar turbinas y multitud de piezas aerodinámicas. OTROS MATERIALES METÁLICOS Super-aleaciones Propiedades Aplicaciones Memoria de forma https://www.youtube.com/watch?v=cdSf5GOyJdw

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36 Los nuevos polímeros Fibras de alto modulo: un ejemplo es el KevlarLos polímeros sinteticos son un invento del siglo XX. Los polimeros de esqueleto molecular rigido dan lugar a materiales de gran tenacidad y con gran resistencia mecanica. Aplicaciones: fibras de alto modulo y membranas. Fibras de alto modulo: un ejemplo es el Kevlar

37 Aplicaciones de KlevarArmadura

38 Equipamiento deportivo

39 Biomateriales MEMBRANA Escasez crónica de aguaMembranas poliméricas actuales Biomateriales Los materiales utilizados para estas aplicaciones pueden ser de origen metálico, cerámico, polimérico o composites Aportan soluciones muy eficaces en el diseño y aplicación de prótesis y diversos dispositivos en el organismo humano.

40 Materiales biocompatiblesUn material es biocompatible cuando no produce reacciones de rechazo en los organismos vivos. Debe ser estéril, no toxico y no corrosivo. los materiales biocompatibles más comunes son el titanio para implantes o el acero

41 Regeneración de tejidos e “ingeniería tisular”Tiene como objetivo aprovechar los conocimientos de la bioingeniería, la biología y la ciencia de los materiales, para conseguir controlar procesos de regeneración de tejidos. Su desarrollo propone la regeneración de tejidos a partir de cultivos celulares específicos in vitro, bien utilizando un soporte que posteriormente se implanta en el organismo, o aplicando un sistema soporte in situ, conteniendo los factores de crecimiento necesarios para conseguir estimular un proceso de regeneración tisular.

42 Cultivo de piel

43 MATERIALES SUPERCONDUCTORESDescubrimiento de la superconductividad Metales: resistencia al paso de la corriente eléctrica Aplicación

44 Nanotecnología

45 Historia de los nanomaterialesEstructura del fullereno C60

46 Nanotubo

47 Propiedades de los nanotubos

48 Aplicaciones de la nanotecnologíaMedio ambiente Energía

49 Medicina https://www.youtube.com/watch?v=V5FgjYxTZSE

50 Industria de alimentos

51 Construcción Textil

52 Electrónica Tecnologías de la comunicación e informática

53 Agricultura Ganadería

54 Cosméticos

55 Combatir el Ébola con nanotecnología

56 Análisis medioambiental y energético del uso de materialesEl proceso de obtención de los diferentes produce diversos efectos que afectan al medio ambiente: cambios en la superficie de la corteza terrestre emisiones a la atmosfera de distintos contaminantes utilización de grandes cantidades de energía.

57 PERTURBACIONES DEBIDAS A LAS ACTIVIDADES EXTRACTIVASLas explotaciones forestales pueden ocasionar: la extinción local o regional de especies la pérdida de recursos genéticos, el aumento de plagas la disminución en la polinización de cultivos comerciales la alteración de los procesos de formación y mantenimiento de los suelos (erosión En las explotaciones mineras, el proceso “a cielo abierto” es el más dañino : destrucción de la cubierta vegetal producir emisiones de polvo contaminar cursos de aguas y acuíferos subterráneos causar un fuerte impacto visual.

58 Deforestación en la Amazonia de Brasil

59 Explotaciones mineras

60 GENERACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES

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62 UTILIZACION DE GRANDES CANTIDADES DE ENERGÍATodos los procesos de transformación de materiales precisan energía, aunque en alguno de ellos el consumo es mayor: la fusión de materias primas o de materiales semielaborados (como la electrolisis de la alúmina)

63 POSIBLES MEDIDAS PARA LA REDUCCION DEL IMPACTO AMBIENTALUtilización de diferentes filtros Empleo de procesos de absorción Utilización de la reducción catalítica Es preciso establecer un compromiso mayor entre consumo y respeto al medio natural. Otra técnica es la reutilización de objetos, este se lleva a cabo de forma sencilla y eficiente. El reciclaje supone la reutilización del material sometiéndolo a fusión, como ocurre con los metales, el vidrio, los plásticos etc. En otros casos consiste en la trituración y conformación por presión, calor, unión con adhesivos.

64 AGOTAMIENTO DE MATERIALESLos recursos naturales pueden ser: renovables: radiación solar, las mareas, el viento y la energía hidroeléctrica no renovables: yacimientos de minerales. El desarrollo económico y tecnológico de la sociedad actual proporciona en términos generales un mayor bienestar social, pero trae como consecuencia el agotamiento de los diferentes recursos. El cambio tecnológico nos permite producir más de lo que demandamos y ofertar más de los que necesitamos. Se estima que el 26% del cobre de la corteza terrestre se pierde actualmente en deshechos no reciclados. Para el cinc, este valor es del 19%; sin embargo los precios actuales no reflejan esas pérdidas porque el suministro es todavía lo suficientemente grande como para cubrir la demanda. Esto significa que la humanidad debe asumir el reciclaje en una escala mucho más amplia.