Introducción a los Materiales
Los materiales son las sustancias que componen los objetos que existen. Múltiples cosas están compuestas por los mismos materiales, incluso cuando sus formas y funciones son muy diferentes.
La tecnología utiliza los conocimientos sobre los materiales proporcionados por la física y la química desde una perspectiva instrumental, basándose en sus propiedades y usos. El objetivo es obtener información pertinente para lograr su transformación de manera eficiente con una finalidad específica: la producción.
Tipos de Materiales
Actualmente, se desarrollan materiales sintéticos que reúnen características como poco peso, alta resistencia y facilidad de transformación. Los materiales se distinguen en cuatro grandes grupos:
- Cerámicos: Sólidos, inorgánicos y no metálicos.
- Metales: Metales puros y sus diferentes aleaciones.
- Materiales compuestos: Mezclas de los anteriores, organizados en forma sólida.
- Polímeros: Sólidos orgánicos.
En cada grupo pueden existir materiales cristalinos (estructura organizada) o no cristalinos (estructura amorfa).
Los Metales: Del Cobre al Hierro
El hierro comenzó a utilizarse en Asia Menor alrededor del 1700 a.C. para la construcción de herramientas. Inicialmente, se empleaban hogueras y hornos rudimentarios de arcilla. 500 años después, se pasó de la Edad del Bronce a la Edad del Hierro, debido a su abundancia y mayor dureza en comparación con el cobre.
Más tarde, los Celtas descubrieron que al añadir carbono al hierro, este se tornaba más duro. También perfeccionaron técnicas como el templado (enfriamiento rápido en agua). Hoy en día, existen diversas aleaciones con propiedades específicas como la maleabilidad y puntos de fusión variables.
Metales Ferrosos
Son aquellos que tienen hierro como material predominante:
- Hierro: De uso limitado en la industria, pero vital en electricidad por sus propiedades magnéticas.
- Aceros: Aleación de hierro y carbono (0.03% a 1.76%). La adición de silicio y magnesio puede aumentar la fragilidad.
- Fundición: Contenido de carbono entre 2.25% y 6.77%.
- Grafito: Contenido de carbono superior al 6.77%.
Las ferroaleaciones (con cromo, níquel o molibdeno) permiten mejorar la resistencia a la corrosión, la dureza y la tracción.
Materiales Sintéticos: Los Plásticos
El plástico es un material de origen orgánico obtenido artificialmente a partir del petróleo, carbón o gas natural. Destaca por su resistencia a agentes químicos, aislamiento térmico y acústico.
Históricamente, figuras como Alexander Parkes y John Wesley fueron clave en el desarrollo de materiales como la parquesina y el celuloide. Actualmente, se clasifican en:
- Artificiales: Derivados de compuestos naturales (ej. caseína).
- Sintéticos: Creados en industrias químicas. Se dividen en termoplásticos (resistentes al calor) y termoestables (gran resistencia mecánica y aislación eléctrica).
Materiales Compuestos y Construcción
Los materiales compuestos, como el tetrabrik (combinación de plástico, cartón y metal), optimizan la conservación. En la construcción, el uso de materiales naturales como el adobe permite una mejor aislación térmica y acústica, promoviendo edificaciones más eficientes.
Herramientas: Extensión de la Capacidad Humana
Las herramientas son objetos técnicos accionados manualmente que potencian la fuerza y precisión humana. Se basan en las máquinas simples: polea, palanca, cuña, rueda y tornillo.
Clasificación de Herramientas
- Unir o sujetar: Clips, clavos, tornillos, pinzas.
- Cortar: Tijeras, alicates, cúter.
- Desgastar: Lija, lima.
- Cavar o manipular: Pala, cuchara, rallador.
- Ajustar: Destornillador, llave inglesa.
- Agujerear: Taladro, sacacorchos.
- Golpear: Martillo, mazo.