CAPÍTULO 1 / TEMA 1

materiales: variedades y propiedades

¿SABÍAS QUE TODO LO QUE NOS RODEA ESTÁ FABRICADO CON MATERIALES? LAS CASAS, LOS MUEBLES, LOS JUGUETES Y HASTA LOS AUTOS ESTÁN HECHOS CON ALGÚN TIPO DE MATERIAL. LOS MATERIALES SON LOS ELEMENTOS QUE SE NECESITAN PARA FABRICAR UN OBJETO, Y SEGÚN DE DÓNDE VIENEN PUEDEN SER NATURALES O ARTIFICIALES ( TAMBIÉN CONOCIDOS COMO SINTÉTICOS).

MATERIALES NATURALES

COMO SU NOMBRE LO INDICA, SON AQUELLOS QUE VIENEN DE LA NATURALEZA. LOS MATERIALES NATURALES PUEDEN SER DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.

  • MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL: SE OBTIENEN DE LAS PLANTAS.
  • MATERIALES DE ORIGEN ANIMAL: SE OBTIENEN DE LOS ANIMALES.
  • MATERIALES DE ORIGEN MINERAL: SE OBTIENEN DE LOS MINERALES Y LAS ROCAS.
LA ARCILLA CON LA QUE SE FABRICAN ALGUNOS OBJETOS DE DECORACIÓN ES UN MATERIAL NATURAL.

EJEMPLOS

  • MADERA: PROVIENE DEL TRONCO DE LOS ÁRBOLES.
  • ALGODÓN: PROVIENE DE LA PLANTA DEL ALGODÓN.
  • NÁCAR: PROVIENE DE LA CONCHA DE UNOS ANIMALES QUE VIVEN EN EL MAR LLAMADOS OSTRAS.
  • METALES Y GEMAS PRECIOSAS: PROVIENEN DE LAS ROCAS EN EL SUELO. EL DIAMANTE, LA ARCILLA Y EL CARBÓN SE ENCUENTRAN EN ESTE GRUPO.
¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES SON UNA MEZCLA DE SERES VIVOS Y NO VIVOS, COMO POR EJEMPLO EL SUELO, QUE ESTÁ FORMADO POR PEQUEÑOS ORGANISMOS, RESTOS DE ANIMALES Y PLANTAS, ROCAS, AIRE Y AGUA.

¡DESCUBRE EL ORIGEN DEL MATERIAL!

TOMA UNA CARTULINA Y ESCRIBE AL LADO DE CADA PALABRA EL ORIGEN DEL MATERIAL NATURAL QUE SE ENCUENTRA EN EL SIGUIENTE LISTADO. RECUERDA QUE LOS MATERIALES NATURALES SON DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.

POR EJEMPLO: MADERA – VEGETAL

MATERIAL ORIGEN
ARENA
LECHE
PETRÓLEO
SEDA
MIEL
NÁCAR

EL NÁCAR ES UN MATERIAL DURO, BRILLANTE Y COLORIDO QUE SE USA PARA JOYAS O PARA DECORAR OBJETOS. PROVIENE DEL INTERIOR DE LAS OSTRAS.

MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS

SON AQUELLOS QUE VINIERON DE LA NATURALEZA PERO FUERON MODIFICADOS POR LAS PERSONAS.

 

LOS JUGUETES ESTÁN FABRICADOS CON MATERIALES ARTIFICIALES.

LA BASE PARA FABRICAR LOS OBJETOS SE CONOCE COMO MATERIA PRIMA. PARA CREAR UN OBJETO CON MATERIAL ARTIFICIAL SE REALIZA EL SIGUIENTE PROCESO:

  1. SE EXTRAE LA MATERIA PRIMA DE LA NATURALEZA (POR EJEMPLO MADERA, AGUA Y PETRÓLEO).
  2. SE TRANSFORMA EN UN MATERIAL ARTIFICIAL.
  3. SE FABRICA EL OBJETO.
LA LANA SE UTILIZA PARA FABRICAR ROPA ABRIGADA Y MANTAS.

EJEMPLOS

  • PLÁSTICO: PROVIENE DEL PETRÓLEO. SIRVE PARA FABRICAR MUCHOS TIPOS DE OBJETOS QUE PODEMOS VER EN NUESTRA CASA COMO JUGUETES, VASOS Y BOTELLAS.
  • CARTÓN: PROVIENE DE LA MADERA. SIRVE PARA FABRICAR CAJAS DE DIVERSOS TIPOS.
  • PAPEL: PROVIENE DE UN MATERIAL NATURAL LLAMADO CELULOSA QUE SE OBTIENE DE LA MADERA DE LOS ÁRBOLES. LAS HOJAS DE LOS CUADERNOS ESTÁN HECHAS DE PAPEL.
  • VIDRIO: PROVIENE DE MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN EL SUELO Y QUE SE FUNDEN A TEMPERATURAS MUY ALTAS. EN GENERAL SE CONOCEN COMO SÍLICES. SIRVE PARA FABRICAR BOTELLAS, VENTANAS Y ESPEJOS.
  • LADRILLO: PROVIENE DE LA ARCILLA. SE UTILIZA PARA FABRICAR LAS PAREDES DE NUESTRAS CASAS.
¿Sabías qué?
LOS SERES HUMANOS AHORA USAMOS 20 VECES MÁS PLÁSTICO QUE HACE 50 AÑOS.

¡ESCOGE TU PAR FAVORITO!

EN LA SIGUIENTE IMAGEN HAY DIFERENTES OBJETOS, ESCOGE UN PAR QUE ESTÉ FABRICADO CON EL MISMO MATERIAL ARTIFICIAL Y ESCRIBE CUÁL ES EL MATERIAL NATURAL DE ORIGEN.

¿CÓMO SE LLAMA EL MATERIAL ARTIFICIAL DEL QUE ESTÁN HECHOS ESTOS BLOQUES DE JUGUETE?

A. MADERA

B. PLÁSTICO

C. VIDRIO

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

CONOCER LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ES MUY IMPORTANTE PARA PODER DECIDIR EL USO QUE VA A TENER CADA OBJETO QUE SE VAYA A FABRICAR. LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES SON:

  • DUREZA: SE REFIERE A LA RESISTENCIA DE UN MATERIAL MIENTRAS SE ALTERA O SE DEFORMA.

– UN MATERIAL ES DURO CUANDO SE HACE DIFÍCIL O CASI IMPOSIBLE RAYARLO, PERFORARLO O CAMBIARLO DE FORMA. POR EJEMPLO EL DIAMANTE.

¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES PUEDEN SER MARTILLADOS O APLASTADOS EN MUCHAS FORMAS DIFERENTES SIN ROMPERSE Y SE LLAMAN MATERIALES MALEABLES.

– UN MATERIAL ES BLANDO CUANDO FÁCILMENTE SE PUEDE MOLDEAR O CAMBIAR SU FORMA. POR EJEMPLO LA MADERA.

¿DURO O BLANDO?

ESCRIBE EN LA LÍNEA DE ABAJO SI EL MATERIAL DEL QUE ESTÁ HECHO SU LÁPIZ ES DURO O BLANDO.

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  • FRAGILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD O DIFICULTAD QUE TIENE EL MATERIAL PARA ROMPERSE.

– UN MATERIAL ES FRÁGIL SI AL GOLPEARLO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL VIDRIO.

– UN MATERIAL ES TENAZ SI NO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL ACERO.

EL MATERIAL CON EL QUE ESTÁN FABRICADOS LOS OBJETOS QUE TIENEN EN LAS MANOS ES FRÁGIL.
  • FLEXIBILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD QUE TIENE UN MATERIAL PARA DOBLARSE SIN ROMPERSE.

– UN MATERIAL ES FLEXIBLE SI SE DOBLA FÁCILMENTE. POR EJEMPLO LA GOMA.

– UN MATERIAL ES RÍGIDO SI ES DIFÍCIL DE DOBLAR. POR EJEMPLO ALGUNOS METALES.

– UN MATERIAL ES ELÁSTICO SI AL ESTIRARLO O DEFORMARLO RECUPERA SU FORMA INICIAL. POR EJEMPLO EL RESORTE.

¿CONOCES ALGÚN MATERIAL ELÁSTICO?

SI LOGRAS IDENTIFICAR EL MATERIAL ELÁSTICO EN LA IMAGEN ESCRÍBELO EN LA LÍNEA DE ABAJO.

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RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Generalidades de los materiales”

Artículo destacado con información detallada sobre los tipos de materiales y sus propiedades.

VER

Infografía “Industria del plástico”

Recurso didáctico que describe el proceso industrial de uno de los materiales más usados por el hombre.

VER

Polímeros: Hidrocarburos conformados por macromoléculas

En la naturaleza y en productos fabricados por el hombre se pueden encontrar algunos compuestos llamados polímeros. Las proteínas y el caucho son algunos ejemplos de estas estructuras químicas que nos rodean.

Polímeros de uso cotidiano.

Polímero

Son macromoléculas (moléculas de gran tamaño) que están conformadas por cientos de miles de moléculas más pequeñas y se caracterizan porque una misma unidad se repite muchas veces a lo largo de una cadena. Un polímero está conformado por una cantidad indefinida de monómeros, los cuales son moléculas pequeñas que lo conforman por medio de un proceso denominado polimerización. Este proceso se encarga de enlazar o unir esas pequeñas moléculas.

Los polímeros no tienen un número de unidades definidas, por lo tanto, se repiten “n” cantidad de veces.

Clasificación de los Polímeros

Los polímeros pueden clasificarse según su origen y según el comportamiento que adquieren a elevadas temperaturas.

Según su origen.

Naturales: son aquellos que se pueden encontrar en la naturaleza como las proteínas, la seda, el caucho, el almidón y el algodón, entre otros.

En el caso del almidón su monómero es la glucosa, por otro lado, las proteínas presentan como monómero a los aminoácidos.

Sintéticos: son aquellos que se elaboran en un laboratorio o industria a partir de un monómero natural. Entre los más comunes se encuentran el nailon, la porcelana y el vidrio.

En la vida cotidiana se utilizan normalmente polímeros naturales.

Según su comportamiento a elevadas temperaturas.

Termoplásticos: son materiales rígidos a temperatura ambiente, pero al aplicarles temperatura se vuelven moldeables y blandos, por lo que se pueden fundir y moldear varias veces sin cambiar sus propiedades. Algunos son el poliéster, la seda, el polietileno, la lana, entre otros.

Termoestables: son materiales rígidos, frágiles, resistentes al calor o a la aplicación de elevadas temperaturas. Una vez que son moldeados no pueden volver a su forma original. Por ejemplo: la baquelita y el PVC.

 

Los plásticos son uno de los polímeros más usados por el hombre.

Comportamiento térmico de un Polímero

Temperatura de ebullición: los polímeros se degradan debido a la aplicación del calor y por lo tanto, pueden romperse.

Temperatura de fusión: la fusión de un polímero tiene dos zonas, la primera llamada zona amorfa, donde se da el desorden de moléculas ocurriendo a una temperatura de transición determinada y la segunda, zona cristalina, la cual ocurre a la temperatura de fusión.

Debido a que los polímeros son moléculas conformadas por un gran número de átomos, resulta imposible que la misma esté totalmente ordenada, por lo cual un polímero en estado sólido presenta zonas amorfas y cristalinas.

 

Hoy en día existen varias industrias que se dedican a la fabricación de polímeros para ser utilizados más adelantes en otras ramas como la textil.

Grado de polimerización

Se refiere al número de veces en la que el monómero se repite para formar el polímero. Los polímeros con grados de polimerización muy bajos se pueden encontrar en estado líquido a temperatura ambiente como los aceites sintéticos y ceras. Por otro lado, aquellos que presentan grados de polimerización superiores normalmente son sólidos a temperatura ambiente.

¿Sabías qué...?
Los polímeros están presentes en nuestra vida cotidiana sin notarlo. La ropa que utilizamos, el papel de nuestra agenda o el escritorio de la oficina donde trabajamos son simples ejemplos de esto.

La polimerización

El proceso mediante el cual se sintetizan los polímeros partiendo de sus monómeros se conoce como polimerización. Los polímeros pueden presentar una estructura lineal (formados por una cadena de monómeros) o ramificados (dos o más cadenas de monómeros). Existen dos formas para sintetizar un polímero: la polimerización por adición y por condensación.

  • Polimerización por adición: Es el proceso en el que el producto polimérico contiene todos los átomos del monómero inicial, es decir, toda la molécula del monómero pasa a formar parte de la macromolécula.
En la polimerización por adición del polietileno, todos los átomos del monómero (etileno) se adicionan en su totalidad para formar la macromolécula.
  • Polimerización por condensación: En este tipo de polimerización el monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero (generalmente la pérdida consiste en una molécula pequeña). Debido a esto, en la polimerización por condensación se tienen subproductos.
El nailon se obtiene a través de la polimerización por condensación. Algunas de las cuerdas de una guitarra están elaboradas con este material.

La viscosidad de los polímeros

En la medida que el peso molecular aumenta, el material tendrá mejores propiedades mecánicas pero tendrá peores propiedades de flujo, el material será más resistente al fluir porque será más viscoso, esto referente a la hora de procesar el polímero. Cuando se fabrican piezas con él, si el polímero es muy viscoso puede dar lugar a la obtención de piezas defectuosas obtenidas por procesos como el moldeo.

La viscosidad de los polímeros varía dependiendo de su peso molecular.

OTRAS CLASIFICACIONES DE LOS POLÍMEROS

Los polímeros al estudiarse más a profundidad también pueden clasificarse según su forma, aplicación, orden espacial, propiedades como la cristalinidad y su estructura.

Elastómeros

Los elastómeros son un tipo de polímero muy utilizado, son aquellos que tienen un comportamiento elástico, lo cual les permite deformarse fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura.