Los materiales (II)

En el origen del universo se encuentra el origen de todas las cosas que nos rodean; eso incluye los materiales con los que fabrican las ruedas, la videoconsola, las zapatillas, los macarrones con tomate, incluso nosotros mismos. El universo esta hecho de apenas 90 elementos diferentes.
¿QUÉ SON LOS MATERIALES?
Los materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es, o puede ser, usado con algún fin especifico. Los elementos del conjunto pueden tener naturaleza real (ser cosas), naturaleza virtual o ser totalmente abstractos
HISTORIA DE LA TABLA PERIODICA
En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos.
Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. De esta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales se suceden representando los elementos de la misma “familia”.
Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba convencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convinción. El consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predichas.
CLASIFICACION DE LA MATERIA
· Elementos químicos: los elementos químicos son los “ladrillos” con los que está compuesta toda la materia. En 2010 se conocen 116, de los cuales solo 90 se encuentran en la naturaleza. El resto son aritificiales.

Están clasificados por sus propiedades químicas en la tabla periódica de los elementos.

· Compuestos químicos: un compuesto químico es una sustancia que no puede separarse en sus componentes por procedimientos físicos ( filtración, decantación, destilación etc)
Además, las propiedades físicas y químicas de un compuesto son diferentes a las propiedades de los elementos que lo forman; es una sustancia completamnete diferente. Las propiedades del yeso (que tiene calcio y azufre) son distintas de las del calcio o el azufre.
· Aleaciones: las aleaciones son mezclas realizadas artificialmente con dos o más elementos o compuestos químicos. Las aleaciones se elaboran para mejorar alguna de las propiedades físicas de los componentes con el objetivo de formar una sustancia nueva adecuada a determinadas funciones. El bronce, por ejemplo, es una aleación formada por cobre y estaño ( y otros metales como el aluminio, cinc o fósforo en menor cuantía)

· Composites: esta es una palabra de origen inglés empleada para referirse a materiales compuestos por dos o más materiales que tienen propiedades químicas o físicas muy diferentes, y que juntos forman una sustancia con unas propiedades a su vez diferentes a las de sus componentes por separado. Algunos ejemplos son la madera contrachapada o la poliamida. El material compuesto más antiguo que conocemos es el adobe, formado por barro y paja.

¿DE DONDE OBTENEMOS LOS MATERIALES?
Según el origen de los materiales podemos clasificarlos en:
· Materiales naturales, obtenidos de la naturaleza: madera, granito etc
· Materiales transformados, que se obtienen transformando algun material natural o mezclando varios: papel, caucho vulcanizado, cemento, acero, etc
· Materiales artificiales o sintéticos: que se obtienen como productos de procesos químicos o físicos: plásticos, fisbras artificiales, etc
· Materiales reciclados: obtenidos a partir de objetos del mismo material: papel, vidrio, etc.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Son el conjunto de características que hacen que un determinado material tenga un comportamiento específico ante diferentes estímulos.
Propiedades mecánicas
Dureza: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. El diamante es duro porque es difícil de rayar.
Resistencia: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas.
Plasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse permanente e irreversiblemente.
Ductilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.
Maleabilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas.
Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él.
Propiedades Ópticas
Los materiales pueden ser:
Opacos: no dejan pasar la luz.
Transparentes: dejan pasar la luz.
Traslúcidos: dejan pasar parte de la luz.
Propiedades Acústicas
Materiales transmisores o aislantes del sonido.
Propiedades Eléctricas
Materiales conductores o dieléctricos
Propiedades Térmicas
Materiales conductores o aislantes térmicos. Determinan el comportamiento de los materiales frente al calor. Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo. Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse. Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.
Dentro de este apartado podemos incluir los cambios de estado.
Propiedades Magnéticas
En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la intensidad de campo magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de dicho material.
MATERIA PRIMA
Se conocen como materias primas a los materiales extraídos de la naturaleza o que se obtienen de ella y que se transforman para elaborar bienes de consumo.
Se clasifican, según su origen, en: vegetales, animales y minerales. Ejemplos de materias primas son la madera, el hierro, y el granito.
Las materias primas que ya han sido manufacturadas pero todavía no constituyen definitivamente un bien de consumo se denominan productos semielaborados, productos semiacabados o productos en proceso.
LOS METALES
Una gran parte de la materia prima que usamos en nuestra vida cotidiana proviene de plantas o de animales: el cuero para el calzado, el lino, el algodón, la soja para la fabricación de alimentos… pero para conseguir cualquiera de ellos es necesaria la utilización de metales, con los que se fabrican previamente las herramientas y máquinas imprescindibles para su obtención. La mayoría de los metales se obtienen en la naturaleza de los minerales.
Un mineral es una sustancia sólida compuesta que se da naturalmente en la corteza terrestre. En su composición hay siempre, al menos, un metal y un no metal.
Los minerales son un recurso limita, no renovable. Una vez que se ha extraído el metal, el mineral generalmente no tiene más utilidad. En la actualidad precisamente por lo limitado de los recursos, muchos metales como el aluminio, el cobre, el plomo, el acero o el estaño se obtienen reciclando y refinando objetos que contienen estos metales.
LA ELECTROLISIS
La electrolisis es un proceso de descomposición de un compuesto químico a través de la electricidad. (Reacción de reducción)
La electrolisis es el proceso más común de la extracción de los metales, especialmente para los elementos situados a continuación del carbono en la tabla periódica, como: potasio, sodio, litio, calcio, magnesio y aluminio.
EL COLTÁN
Es la abreviatura utilizada para referirse a dos minerales: la columbita y la tantalita que suelen hallarse juntos, formando parte de determinados tipos de granito. De estos minerales se extraen el niobio y el tántalo, respectivamente:
· El niobio se usa en la fabricación de imanes de alto poder magnético y es la clave de micro motores como los que utilizan los discos duros de los altavoces y auriculares.
Además tiene muchas aplicaciones para ordenadores, industria aeroespacial, implantes médicos…
· El tántalo se emplea en la fabricación de condensadores y está presente en todas las clases de baterías que utilizan los teléfonos móviles o cualquier otro tipo de aparato con batería recargable.