metales

Los metales son materiales que tienen múltiples aplicaciones. Pero... ¿Qué son los Metales?. Metales se llaman a aquellos materiales que son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, tienen una elevada capacidad de reflexión de la luz, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio). Se extraen de los minerales de las rocas. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la prehistoria, por eso son materiales muy importantes en la Tecnología. Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro se llaman ferrosos, el resto se llaman no ferrosos. Otro tipo de metales, pero que no son de uso en la industria, serían los llamados metales preciosos. metales Ejemplo de Materiales Metálicos son el acero, la fundición, el bronce, el latón, etc. Los Materiales Metálicos son metales transformados mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. La gran mayoría de los metales los podemos encontrar en la naturaleza mezclados con otros elementos, es por eso que necesitamos someterlos algún proceso de limpieza antes de su utilización. Algunos de los procedimientos de trabajo más habituales sobre los materiales metálicos son: fundición y moldeo, deformación, corte y mecanizado. Vamos a conocer los tipos de materiales metales más importantes. Es importante que conozcas las propiedades de las que vamos hablar que tiene cada uno de los materiales. Algunas de ellas son las siguientes: Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas. Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos. Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado. Fragilidad: seria lo contrario a tenaz. Si te interesa, tienes todas las propiedades de los materiales en este enlace: Propiedades de los Materiales. Metales Más Importantes y Usados FERROSOS Los principales minerales de los que se extrae el hierro son: - Hematita (mena roja): 70% de hierro - Magnetita (mena negra): 72.4% de hierro - Siderita (mena café pobre): 48.3% de hierro - Limonita (mena café): 60-65% de hierro La mena café es la mejor para la producción de hierro, existen grandes yacimientos de este mineral en Estados Unidos y en Suecia. En todo el mundo se pueden encontrar grandes cantidades de pirita, pero no es utilizable por su gran contenido de azufre. El hierro por sí solo no se suele utilizar como material, es por eso que se le añade carbono para darle mayor dureza y mejorar sus propiedades. El hierro puede aceptar determinadas cantidades de carbón diluidas (carbono), estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbono el hierro es de muy baja calidad. Veamos los metales ferrosos más utilizados. metales ferrosos Acero : es una aleación de hierro y carbono donde la cantidad de carbono no supera el 2% de la cantidad en la aleación. Es un material dúctil, tenaz, maleable, se puede soldar fácilmente, conductor térmico y eléctrico. Su mayor problema es que se corroe y oxida fácilmente, por eso se le suelo añadir una capa protectora de cromo y/o níquel. Por ejemplo un acero 18/10 es un acero con 18% de Cromo y el 10% de níquel. Para saber más sobre el acero y el acero inoxidable te recomendamos este enlace: Acero Inoxidable. Usos: tiene multitud de usos como cuberterías y utensilios de cocina, vigas, puentes, tirantes, chasis y carrocerías de coches, piezas de unión, herramientas, etc. Fundición: es una aleación de hierro y carbono con un porcentaje en carbono superior al 2% del total de la aleación, pero sin superar el 4%. Es un material muy duro, con gran resistencia al desgaste, de color gris oscuro, resistente a la corrosión. Los principales problemas de la fundición es que no es ni dúctil ni maleable y no se puede soldar, solo se les puede dar forma fundiendo el material en un molde y luego dejándolo enfriar. La ventaja frente al acero es que es más barato. Usos: carcasas de motores y maquinaria, tapaderas de alcantarillado, farolas, patas de las mesas, etc. El Hierro Forjado: también llamado hierro dulce, es hierro con un porcentaje muy bajo en carbono (entre el 0,05% y el 0,025%) siendo una de las variedades de uso comercial con más pureza en hierro. Es un material poco tenaz y puede soldarse mediante forja (dar forma al metal mediante fuego y el martillo, como los herreros). Es duro, maleable y fácilmente y fácilmente aleable con otros metales, sin embargo es un material relativamente frágil. Usos: se utiliza en la construcción de grandes estructuras como puentes, para fabricar rejas, puertas, cerraduras y pestillos. NO FERROSOS El aluminio: se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita. Es un mineral muy abundante en la naturaleza, de color blanco plateado. Presenta una alta resistencia a la corrosión, es muy blando, muy maleable, dúctil, soldable y tiene baja densidad. También es conductor eléctrico y térmico. Usos: cables de líneas eléctricas de alta tensión, fabricación de aviones, automóviles y bicicletas debido a su baja densidad (peso). También se emplea en carpintería metálica para fabricar puertas y ventanas, en útiles de cocina y botes de bebidas. El Cobre: se obtiene a partir de los minerales cuprita, calcopirita y malaquita. Es de color rojizo y brillo intenso, maleable, dúctil, blando y se oxida fácilmente. A partir de cobre se pueden obtener varias aleaciones, las más conocidas son el latón (cobre y zinc) y el bronce (cobre y estaño). Usos: cables eléctricos, hilos de telefonía, bobinas de motores, tuberías, calderas, radiadores y también para aplicaciones decorativas, bisutería y artesanía. El Plomo: se obtiene de la galena y es de color gris plateado, blando y pesado (muy denso). Tiene gran plasticidad, es maleable, dúctil, conductor del calor y tóxico por inhalación. Posee la propiedad de poder ser forjado y martilleado cuando está muy caliente (al rojo vivo) y que se enfría muy rápidamente. Usos: se utiliza en la fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas. En la industria del vídreo se utiliza para dar dureza al vídreo y también se utiliza para la fabricación de armas. El Níquel: el mineral más usado para la extracción del níquel es la niquelita aunque aparece en algunos meteoritos. El níquel es de color blanco plateado, duro, maleable y dúctil. Usos: se emplea como protector y revestimiento ornamental de otros metales, en especial de aquellos que se corroen como el hierro y el acero. El cuproníquel (cobre y níquel) se utiliza para la fabricación de las monedas.

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Producción del papel

vidrio soplado

vidrio flotado

VIDRIO

Vidrio

Multitud de objetos que utilizamos hoy en día están hechos de vidrio: las ventanas de casas y automóviles, los espejos, las botellas, frascos de medicamentos, pantallas de televisión, focos, mostradores de tiendas, carátulas de relojes, floreros, adornos y muchas, muchas cosas más y además es un material reciclable. También es importante diferenciar entre vidrio y cristal. Vamos a estudiar como se hace el vidrio, la diferencia entre el vidrio y el cristal y como se hace el cristal.

 El vidrio se hace con arena, y es que en la arena existe un elemento llamado sílice, que es la base para elaborar el vidrio. El llamado cristal vulgarmente también es vidrio pero añadiéndole plomo. Luego veremos todo esto más extensamente.

 También se necesitan otras sustancias como carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3) para la fabricación del vidrio. Por último si lo quieres de color, basta con añadirle colorantes. Pero veamos todo esto un poco mejor.
 

 ¿Cómo se Hace el Vidrio?

 El vidrio se hace o fabrica a partir de una mezcla de arena de cuarzo, sosa y cal. Estos 3 elementos se funden en un horno a temperaturas muy elevadas, aproximadamente de 1.400ºC a 1.600ºC.



 El resultado de esta fusión es una pasta vítrea que se somete en caliente a diversas técnicas de conformación, es decir, técnicas paradarle forma, que veremos a continuación. Podríamos decir que la materia prima del vidrio es la arena.

 En la siguiente imagen puedes ver la pasta vítrea:




 Vamos a ver las 3 técnicas más utilizadas para dar forma al vidrio. Verás que son muy sencillas.

 -Conformación por soplado automático: el material vítreo(vidrio fundido) entra en un molde hueco cuya superficie interior tiene la forma que queramos darle al vidrio, mejor dicho, la forma del objeto final. Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido en su interior para que el material se adapte a sus paredes. Tras enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto. Fíjate en la imagen:



 Como puedes ver, al principio al vidrio fundido se le da una preforma, y al final, la parte que sobra llamada rebaba, se corta. Al final de la página tienes un video para que veas la técnica realmente.

 Esta técnica se utiliza para la fabricación de botellas, frascos, vasos, etc.

 -Conformación por flotación sobre un baño de estaño: Este tipo de técnica se utiliza para obtener láminas de vidrio, por ejemplo para fabricar cristales y lunas. El material fundido se vierte en un depósito que contiene estaño líquido. Al ser el vidrio menos denso que el estaño, se va distribuyendo sobre el estaño (flota) formando una lámina, la cual es empujada por un sistema de rodillos hacia un horno de recocido, donde se enfría. Una vez frío se cortan las láminas.



 -Conformación por laminado: El material fundido se hace pasar por un sistema de rodillos de laminado granados o lisos. Esta técnica se utiliza para fabricar vidrios de seguridad. Es prácticamente igual que el método anterior, lo que cambia es que donde está el dispositivo de corte, tenemos unos rodillo para dar forma y/o grosor a la lámina antes de cortarla.

 Propiedades del Vidrio

  Las propiedades más importantes del vidrio son : transparente, translúcido, impermeable, resistente a las condiciones medioambientales y agentes químicos y por último, duro pero muy frágil. Duro significa que no se raya fácilmente y frágil que se rompe por un golpe fácilmente. Es importante distinguir entre el vidrio y el cristal. Puedes ver todas las propiedades de los materiales en el siguiente enlace: Propiedades de los Materiales.

 El Cristal

 Lo primero es entender la diferencia entre el vidrio y el cristal.

 El cristal se encuentra en la naturaleza en diferentes formas, por ejemplo en cuarzo o cristal de roca, por lo tanto es una materia prima. El vidrio, sin embargo es un material (fabricado por el hombre), ya que es el resultado de la fusión de ciertos ingredientes, sílice, sosa y cal.

 Químicamente la sal, el azúcar y el hielo son cristales, también, al igual que las piedras preciosas, metales y pinturas fluorescentes.

 Pero el nombre de cristal a menudo se usa como un término genérico para cualquier material de vidrio que tiene una forma más elegante que los frascos de vidrio o botellas utilizadas todos los días. La mayoría de la gente habla de "cristal" refiriéndose a un tipo de vidrio al que se le añade plomo (óxido de plomo). Este tipo de "cristal" realmente es "vidrio de plomo". Este tipo de vidrio es muy apreciado por sus propiedades de durabilidad y decorativas, incluso si no posee necesariamente una estructura cristalina. Se le denomina cristal y es el cristal habitual para las copas y adornos. Para que no haya equivocaciones se establecieron 3 criterios para considerar como cristal al vidrio de plomo.

 Estas especificaciones fueron establecidas en 1969 por la Unión Europea, el principal bloque comercial. Los Estados Unidos nunca estableció sus propios criterios, pero acepta la norma europea a efectos de aduana.

 Las 3 Condiciones para Considerar Cristal al Vidrio de Plomo son:

 - Un contenido de plomo con más del 24 por ciento. Recuerda que es simplemente vidrio con Plomo.

 - Una densidad superior a 2,90.

 - Un índice de refracción de 1,545. 

 Existen sin embargo vidrios creados por la naturaleza, como la obsidiana que se forma por el calor generado en el interior de los volcanes y que es parecido al vidrio. 

 Como has visto llamamos erróneamente cristal al vidrio de plomo o vidrio óptico pues su transparencia imita al cristal de roca natural; esta imitación había sido siempre la meta principal de los vidrieros.

 Nunca debemos meter dentro de un recipiente de reciclado de vidrio objetos de cristal ni de vidrio de plomo. Por ejemplo las bombillas, los fluorescentes, las copas de vino son de cristal y no de vidrio. Sin embargo los vasos comunes de cocina suelen ser de vidrio. Puedes saber más aquí : Basura y Residuos.

 Como Se Hace el Cristal

  Pues como has visto el cristal se hace exactamente igual que el vidrio (realmente es vidrio) pero añadiéndole plomo y teniendo en cuenta que debe cumplir las 3 especificaciones vistas anteriormente. Lo único que cambia es la proporción de componentes de la pasta vítrea.




 Por último os dejamos un video muy interesante donde se explicacomo se hace el vidrio y las botellas de vidrio que usamos todos los días.

 

 ¿Qué es la Madera?

 La madera es una de las materias prima de origen vegetal más explotada por el hombre. Se encuentra en los árboles de tallo leñoso (que tienen tronco) encontrando su parte más sólida debajo de la corteza del árbol. Se utiliza para fabrican productos de gran utilidad como mesas, sillas y camas, muebles en general y en tecnología se usa para realizar muchos proyectos.

 La madera es un recurso renovable, abundante, orgánico, económico y con el cual es muy fácil de trabajar.

 Después de lo dicho anteriormente, si tuviéramos que hacer una definición de la madera sería: "Materia prima que se obtiene de la parte de abajo de la corteza de los árboles con tallo leñoso".

  Veamos un corte del tronco de un árbol y como se llaman sus partes.





 Puedes hacer el juego: Partes del Tronco de un Arbol para repasar las partes del tronco.

 Composición de la Madera

  Está formada por fibras de celulosa, sustancia que conforma el esqueleto de los vegetales, y lignina, que le proporciona rigidez y dureza.

  Por las fibras circulan y se almacenan sustancias como agua, resinas, aceites, sales... 

  En su composición están en mayoría el hidrógeno, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno con cantidades menores de potasio, sodio, calcio, silicio y otros elementos.

  La Madera se descompone por parte de microorganismos tales como bacterias y hongos o daños por parte de insectos, por tal razón es importante darles un tratamiento que evite su deterioro.

  Tipos de Maderas

 - Maderas Blandas: Son las de los árboles de rápido crecimiento, normalmente de las coníferas, árboles con hoja de forma de aguja. Son fáciles de trabajar y de colores generalmente muy claros. Constituye la materia prima para hacer el papel. Ejemplo: Álamo, sauce, acacia, pino, etc. 

  - Maderas Duras: Son las de los árboles de lento crecimiento y de hoja caduca. Suelen ser aceitosas y se usan en muebles, en construcciones resistentes, en suelos de parqué, para algunas herramientas, etc. Las antiguas embarcaciones se hacían con este tipo de maderas. Ejemplo: Roble, Nogal, etc. 

  - Maderas Resinosas: Son especialmente resistentes a la humedad. Se usa en muebles, en la elaboración de algunos tipos de papel, etc. Ejemplos: Cedro, ciprés, etc.

  - Maderas Finas: Se utilizan en aplicaciones artísticas, (escultura y arquitectura), para muebles, instrumentos musicales y objetos de adorno. Ejemplo: Ébano, abeto, arce, etc. 

  - Maderas Prefabricadas: La mayoría de ellas se elaboran con restos de maderas, como virutas de resto del corte. De este tipo son el aglomerado, el contrachapado, los tableros de fibras y el táblex. Puedes saber más sobre este tipo de maderas en este enlace:Aglomerado.

 Según la longitud de sus fibras, las maderas pueden ser clasificadas en maderas de fibras largas y maderas de fibras cortas. 

 También se clasifican según su grano fino y grano grueso

 Aquí tienes una tabla con los tipos de maderas según su grano y si son aceitosas o resinosas:



 Propiedades de la Madera

   La disposición de las fibras de la madera, su tamaño, orientación, el contenido de humedad, el tamaño de los poros, etc., determinarán sus propiedades. Dependiendo de las propiedades serán mejor para un uso o para otro. Existe mucha diferencia entre las propiedades de una madera u otra, por eso hablaremos de las generales. Si no conoces muy bien las propiedades de los materiales te recomendamos que antes veas este enlace: Propiedades de los Materiales.

 La Madera es aislante térmico y eléctrico.

 Es buena conductora del sonido (acústico).

 Es un Material renovable, biodegradable y reciclable.

 Es dúctil, maleable y tenaz.

 El color es debido a las sales, colorantes y resinas. Las más oscuras son más resistentes y duraderas.

 La textura depende del tamaño de los poros. Condiciona el tratamiento que debe recibir la madera.

 Las vetas se deben a la orientación y color de las fibras. La densidad depende del peso y la resistencia.

 La Densidad, Cuanto más tiene la madera es más resistente. Casi todas las maderas tienen una densidad menor que la del agua, lo que les permite flotar.

 Las maderas de baja densidad (hasta 0.5 gr/cm3) se conoce como coníferas.

 Las de alta densidad (mayor a 0.5 gr/cm3) se conoce como latifaliadas

 Flexibilidad, es la facilidad para ser curvadas en el sentido de su longitud, sin romperse ni deformarse. La tienen especialmente las maderas jóvenes y blandas. 

 La hendidura, consiste en la facilidad que contiene la madera en partirse o rajarse en el sentido de la fibra. La resistencia será menor si es de fibra larga y carece de nudos, así como si está verde la madera.

 Dureza o resistencia al corte, que dependerá de la mayor o menor cohesión entre sus fibras. Está en relación directa entre la mayor cantidad de fibras y la menor cantidad de agua. Por ejemplo, una zona de nudos tendrá mayor cohesión de sus fibras que una zona limpia, por tanto será más dura y resistente al corte.

 Al ser un Material Poroso absorbe la humedad.



  ¿Cómo se Obtiene la Madera?

 - El primer paso es la tala de los árboles.

 - Una vez derribado los árboles se podan, cortando sus ramas.

 - Los troncos son transportados a la serrería.

 - En la serrería se les quita la corteza (descortezado).

 - Los troncos se cortan en tablas o tablones. Este proceso se llama Tronzado.

 - Para evitar deformaciones y hacerla más duradera y ligera se seca para reducir la cantidad de agua que tiene.

 - Po último se eliminan las irregularidades mediante el cepillado.

 Aqui te dejamos un video donde se explica el proceso de obtención de la madera desde que se corta el tronco: