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UNIDAD

Otros materiales utilizados industrialmente5

INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1181. LA MADERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118

1.1. Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119

1.2. Composición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119

1.3. Obtención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119

1.4. Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120

1.5. Propiedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121

2. PRODUCTOS DERIVADOS DE LA MADERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1212.1. Maderas artificiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

2.2. El papel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

3. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1253.1. Materiales pétreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125

3.2. Materiales cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125

3.3. El vidrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128

3.4. Aglomerantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131

4. MATERIALES Y FIBRAS TEXTILES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1344.1. Fibras vegetales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134

4.2. Fibras animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

4.3. Fibras artificiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

4.4. Fibras sintéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

5. LÍNEAS DE DESARROLLO DE MATERIALES ESPECIALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137

Í N D I C E D E C O N T E N I D O S

Aunque los materiales metálicos y, sobre todo, los derivados del petróleo que

hemos visto en la Unidad 4 parecen haber desplazado a otros materiales tradicionales,

no es menos cierto que éstos constituyen la base para muchos sectores industriales.

Por otra parte, el incremento de las manipulaciones a que son sometidos hasta lle-

gar a su uso final ha permitido nuevas aplicaciones.

Incluso de materiales tan aparentemente clásicos como el cemento -más exacta-

mente los cementos-, existen variedades impensables, ya a mediados del siglo pasa-

do, cubriendo necesidades de resistencia y tiempo de fraguados que han hecho viables

obras de ingeniería civil (en tierra y sobre ríos, lagos o mares) que sólo podían existir

sobre planos.

Lo mismo podemos decir, para otro tipo de usos, de los vidrios. Sin la existencia de

los semiconductores no existiría la Industria Electrónica.

Y es importante que te des cuenta de que no existen límites estancos entre unos

materiales y otros: muchas de las fibras que se utilizan actualmente, tienen parte de

productos naturales y parte de productos petroquímicos. Los aglomerados de madera

llevan, como elemento aglomerante, resinas, también productos petroquímicos. Los

cermets aglutinan cerámicas y metales.

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FIBRAS MADERAS ROCAS

LA N

ATU

RA

LEZA

NO

S PR

OPO

RC

ION

A

UTILIZACIÓN PRÁCTICA CON MÍNIMAS

MADERAS MACIZAS

GRAVAS YESOS CALES

ARCILLAS CAOLINE

LANA ALGODÓN

LINO ESPARTO

CHAPADOS AGLOMERADOS

PAPEL

UTILIZACIÓN PRÁCTICA CON IMPORTANTES TRANSFORMACIONES

CEMENTOS HORMIGONES

VIDRIOS

UTILIZACIÓN PRÁCTICA TRAS MÚLTIPLES Y COMPLEJAS

TRANSFORMACIONES

CERMETS FIBRAS ARTIFICIALES SEMICONDUCTORES

FIBRA ÓPTICA

UTILIZACIÓN PRÁCTICA CON MÍNIMAS TRANSFORMACIONES

MADERAS FIBRASROCAS

UTILIZACIÓN PRÁCTICA CON IMPOR-TANTES TRANSFORMACIONES

UTILIZACIÓN PRÁCTICA CON IMPORTANTESTRANSFORMACIONES

CHAPADOSAGLOMERADOS

PAPEL

MADERASMACIZAS

LANAALGODÓN

LINOESPARTO

GRAVASYESOSCALES

ARCILLASCAOLINES

LAN

ATU

RA

LEZA

NO

S P

RO

PO

RC

ION

A

CERMETSFIBRAS ARTIFICIALESSEMICONDUCTORES

FIBRA ÓPTICA

CEMENTOSHORMIGONES

VIDRIOS

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OTROS MATERIALES UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE

5UNIDAD

IntroducciónDurante la mayor parte de la historia de la Humanidad, los materiales utilizados por

el hombre eran los que existían en estado natural, adaptados para usos prácticosmediante las modificaciones que era posible aplicarles.

Las etapas de evolución cultural -las Edades- se miden, precisamente, por la pro-gresión tecnológica de los materiales que se fueron incorporando a los usos cotidianos.

La piedra fue, lógicamente, el material más disponible desde los primeros tiempos.Es dura y, por tanto, buen auxiliar de la mano para la caza y útil en la construcción derefugios en los que protegerse de riesgos externos.

La propia Naturaleza proporciona rocas de formas directamente válidas para suaplicación, producto de la erosión de las aguas o de la fragmentación producida por lacongelación del agua alojada en las cavidades de las rocas.

Posteriormente un segundo material natural es incorporado a la construcción deutensilios: la madera. Valiéndose de toscas herramientas de piedra, el hombre trabajóla madera construyendo útiles de caza y para uso doméstico.

Toda esta etapa anteriormente descrita, se conoce con el nombre de Edad dePiedra.

Alrededor de 4.000 años antes de Cristo, se descubrió cómo elaborar el bronce,por el procedimiento de la fundición. El bronce es fácil de fundir y da lugar a productosforjables con formas afiladas para su utilización como armas y útiles de labranza.

En torno al s. XV a.C., se descubre el hierro como mineral de amplísimas aplica-ciones y que más tarde, en tiempos de la Revolución Industrial, dio lugar a los aceros,presentes en nuestros días en los más importantes procesos industriales.

En la actualidad las necesidades de materiales ligeros y resistentes hacen que seinvestiguen nuevos productos capaces de satisfacer las demandas generadas por lastecnologías más avanzadas.

En la Unidad 3 nos hemos ocupado de los materiales metálicos. Ahora vamos atratar algunos otros muy importantes en Tecnología.

1. La maderaEl hombre se ha servido de la madera como materia prima desde la antigüedad.

Su disponibilidad en los bosques, su relativamente fácil manipulación y su resistenciamecánica la han hecho, de siempre, adecuada para la construcción de cabañas, ense-res, muebles, embalajes, etc. y es, además, el primer combustible que facilitó luz ycalor al hombre.

La madera es un tejido vegetal cuya misión principal es transportar agua, dentrode su propia estructura interna, en las plantas superiores o árboles. Debido a su dure-za y resistencia, les proporciona un soporte rígido que permite las grandes dimensio-nes que pueden alcanzar.

Tiene una densidad entre 0,3 y 0,8 gr/cm3, lo cual le permite flotar en el agua, y esmala conductora tanto del calor como de la electricidad por lo que es utilizada comomaterial aislante.

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1.1. OrigenLa madera se localiza en la estructura del tronco y las ramas de los árboles; la

parte utilizada es el tronco, de donde se toma para usos industriales mediante sutalado y posterior troceado. Como ser vivo que es, el árbol tiene un proceso de cre-cimiento que es apreciable en los llamados “anillos” que se forman en cada primave-ra a consecuencia de la secreción de savia que se produce en esa época. La savianueva da una coloración especial a la madera que se forma y esta característicaqueda perpetuada dando lugar a capas concéntricas (anillos) que nos permiten cono-cer la edad del árbol cuando efectuamos el corte transversal completo de su tronco.

El tronco está formado por sucesivas capas que se acumulan en forma de cilindrosverticales concéntricos. De estas capas, las que tienen mayor utilidad industrial son lasque constituyen la médula (o duramen) que se localizan en el centro o núcleo del tron-co y que son las que le confieren características de resistencia mecánica.

1.2. ComposiciónLa madera está formada fundamentalmente por celulosa y lignina. La celulosa

forma del orden del 60% de la masa, se presenta en forma de fibras y está aglutinadapor la lignina que es un elemento cementante que confiere al conjunto la rigidez que lecaracteriza.

1.3. ObtenciónPartiendo del tronco, que es la parte aprovechable industrialmente, procedemos a

realizar una secuencia de técnicas para la obtención de la madera que son:

El duramen o corazón sostiene al árbol. Sus tejidos noestán vivos, pero otras capas impiden que se deterioren.

El xilema transporta el agua de las raíces a las hojas.Cuando sus células envejecen se convierten en duramen.

La capa de cambium, de una sola célula de espesor, cubre elárbol de las raíces a las ramitas; es la capa de crecimiento.

La corteza impide que penetren agua e insec-tos; sirve aislante contra el calor y el frío.

tala descorteza corte

acabado cepillado secado

Sección de un tronco

El floema transporta el azucar por todo el árbol.Cuando sus células envejecen pasan a ser corteza.

descortezado

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Tala. Es la primera operación del proceso y consiste en cortar el árbol de su empla-zamiento. Se ha de hacer respetando las características del entorno (generalmente, unbosque) sobre el que se actúa evitando una excesiva despoblación que haría difícil surecuperación. También es conveniente que la tala se haga cuando la savia esté seca,evitando por esta razón la primavera, lo que, al mismo tiempo, facilita el descortezado.

En la mayoría de los países, y habida cuenta de la concienciación que existe a nivelmundial sobre el riesgo de desertización del planeta, existen regulaciones muy riguro-sas que tratan de mantener un estricto control sobre la tala de árboles.

Descortezado. Es el proceso mediante el cual eliminamos las ramas y “pelamos”el tronco quitándole la corteza. Se hace pasando los troncos por un sistema de rodillosque les obliga a girar sometiéndolos al desbaste de una muela abrasiva que se apoyaen su superficie. La corteza arrancada se recicla para usos industriales posteriores (prin-cipalmente aglomerados) o como combustible (biomasa) que veremos en la Unidad 8.

Corte. El tronco descortezado pasa a ser cortado transversalmente mediante sie-rras circulares que lo transforman en una o varias piezas cilíndricas.

Cepillado. Una vez obtenido el cilindro anterior, procedemos al cepillado o cortelongitudinal en el que se obtienen tablones de sección rectangular y diversas medidasque son los que se utilizan posteriormente para la fabricación de muebles y en la cons-trucción. Los formatos más frecuentes son las vigas, los tablones, los listones, las tablasy las chapas.

Secado. La madera recién cortada tiene un elevado grado de humedad que hade ser neutralizado para hacerla apta en sus usos posteriores. El secado puede ser“natural”, que consiste en apilar los tablones dejando circular el aire entre ellos ycubriéndolos por un cobertizo para resguardarlos de la lluvia, o bien “artificial”, en elcual las pilas de tablones cortados y colocados de forma que se ventilen, son some-tidos a la acción de aire caliente, vapor de agua, calefacción eléctrica o similares. (Esotra de las típicas aplicaciones de la biomasa de la que acabamos de hablar).

Acabado. Si se desea mejorar el aspecto de la madera ya lista para su manipu-lación, se puede lijar suavemente y aplicar aceites o barnices –la mayoría de origenpetroquímico, Unidad 4– que también la protegen de la humedad.

1.4. ClasificaciónUn criterio de clasificación de las maderas es el que se refiere a su dureza y,

según éste, pueden ser: maderas blandas maderas duras

Las primeras se caracterizan por teneruna densidad del orden de 600 Kg/m3 (0,6gr/cm3), color claro y ser fáciles de trabajar(pino, ciprés, cedro). Se utilizan para aplica-ciones que requieren no mucha resistencia,por ejemplo, el mueble funcional.

Las segundas tienen mayor densidad,color oscuro y ofrecen más dificultad para sertrabajadas (castaño, roble, nogal, encina,fresno) y se emplean para muebles sólidos,estructuras de edificios, etc. Maderas macizas.

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1.5. PropiedadesLas clasificaremos en físicas y mecánicas. Las más importantes de cada una

son:

Esta última propiedad citada en la tabla, la anisotropía, tiene especial importan-cia industrial en la madera. Se dice que un material es anisótropo respecto a unadeterminada propiedad cuando ésta es distinta según la dirección que se considere.En la madera es una cualidad muy a tener en cuenta, pues su tenacidad, resistenciaa la compresión y a la flexión son muy diferentes según la dirección en que se apli-que el esfuerzo. Para un mismo tipo de madera las características generales sonpeores si la madera trabaja “al hilo” que si está “de testa”, como puedes deducir dela figura.

2. Productos derivados de la maderaLas maderas que hemos tratado en el apartado anterior tienen uso directo tras la

secuencia de transformaciones que hemos visto en el esquema, a las que podemoscalificar de elementales; esto no significa que no tengan complejidad tecnológica y res-ponsabilidad, sobre todo en lo relativo a las dimensiones finales y a la permanencia enel tiempo de las mismas, lo que atañe, sobre todo, a un cuidadoso proceso de secado.

Los materiales que vamos a ver a continuación se dividen en dos grandes grupos:las maderas artificiales, que son productos obtenidos mediante transformacionesmedianamente complejas y únicamente físicas de la madera, y el papel, para cuyaobtención, además de transformaciones físicas más profundas es preciso recurrir aprocesos de carácter químico.

FísicasDureza o resistencia que ofrece la madera a ser penetrada.Flexibilidad o capacidad para doblarse sin romperse.

MecánicasResistencia a la compresión: aquella que la madera opone a ser aplastada.Resistencia a la tracción: respuesta al esfuerzo combinado de igual direccióny sentido opuesto.Resistencia a la torsión: la que presenta cuando es sometida a un par de fuer-zas.Resistencia al cizallado: oposición a ser cortada.Anisotropía: diferentes características mecánicas en función de la dirección delesfuerzo aplicado.

Madera de testa

Madera al hilo

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2.1. Maderas artificialesLa madera obtenida por corte del tronco (madera “maciza”), no siempre alcanza

las formas y dimensiones requeridas para determinados usos, sobre todo en laindustria del mueble. Para cubrir las necesidades de un amplio sector productivo, seconfeccionan lo que se denominan “maderas artificiales” que no son propiamentetales, sino manipulados preparados a partir de viruta y elementos residuales de loscortes de la madera maciza.

Las maderas artificiales tienen unas características que las hacen muy adecua-das para la fabricación de muebles por su bajo costo, presentaciones tanto en dimen-siones como en acabados, resistencia mecánica e inalterabilidad ante ataques deelementos externos.

Las presentaciones comerciales de las maderas artificiales son: chapados contrachapados aglomerados tableros prensados

Chapados. Se fabrican aplicando una lámina fina de madera noble en una de las dos caras

de un tablón de inferior calidad.Contrachapados.Se forman encolando sucesivas chapas de madera con las direcciones de las

fibras cruzadas alternativamente de capa en capa y de forma que las dos capas exte-riores (la superior y la inferior) tengan el mismo sen-tido de fibra.

Aglomerados.Se fabrican a partir de virutas de madera prensa-

das y encoladas con resinas.Una variante de los aglomerados es el tablero

prensado, también llamado Táblex. Consiste en elprensado de pulpa y virutas a altas presiones; noalcanzan gran calidad y son utilizados para partestraseras de armarios y otros usos en los que la esté-tica apenas tiene importancia.

La existencia de estas maderas artificiales no hubiera sido posible sin el desarro-llo de la petroquímica ya que, en este tipo de productos, tan importantes como lamadera en sí, son derivados del petroleolos que nos sirven para establecer unaunión íntima y resistente entre las partículas de que está formada: las resinas de ureaque vimos en el apartado 1 de la Unidad 4.

2.2. El papelSabemos que la composición básica de la madera la constituye la celulosa, que

es la materia prima para la fabricación de diversos productos de entre los cuales elpapel es el más importante.

Se obtiene a partir de la “pasta de papel” que, a su vez, procede de la pulpa de

Maderas artificiales.

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celulosa. Los centros de producción de esta pulpa son grandes plantas en las que sellevan a cabo complejos procesos físico-químicos con importante impacto ambientalnegativo

1. Con referencia al año 2003, aproximadamente un 85 % del papel procede

directamente de la madera, siendo el 15 % restante reciclado. (No obstante, debidoa la concienciación del efecto negativo de la obtención de celulosa a partir de lamadera por parte de un sector cada día más numeroso, está aumentando la produc-ción de papel reciclado).

Una vez dispuesta la pasta de papel, la primera operación consiste en el refino, queconsiste en desmenuzar las fibras en función de la calidad del papel que se quiera fabri-car, e incorporar los pigmentos. Posteriormente se aborda el proceso continuo de fabri-cación que consta de las siguientes fases:

tamizado prensado secado satinado

Tamizado. La pasta de papel húmeda se coloca sobre una malla metálica y se dejaescurrir.

Prensado. La hoja escurrida se hace pasar por un sistema de arrastre por rodillos quese denomina “rodillo marcador” en el que adquiere tersura y, si se desea, se le incorporauna marca de agua o impresión identificativa que se puede observar al trasluz (es una delas propiedades del papel moneda que permiten distinguir los billetes auténticos de los fal-sos).

Secado. Para eliminar los últimos restos de humedad, se pasa el papel por un tren derodillos que lo “escurren" y, a continuación, se introduce en un horno de secado por airecaliente.

Satinado. La última operación consiste en pasar por una serie de rodillos de aceropulido y a temperatura ambiente la lámina de papel para su acabado final. Esta operaciónno se lleva a cabo en todos los tipos de papel, sino en aquéllos cuyo destino es el de publi-caciones más o menos lujosas, porque encarece sensiblemente el producto. Por ejemplo,el papel de los periódicos de difusión diaria no es satinado. (Recuerda, del apartado 1 dela Unidad 1, las dos primeras características que debe tener todo producto tecnológico).

Algunas variantes del proceso básico de fabricación del papel son:Papeles supercalandrados. Son papeles cuya superficie se hace sumamente lisa lo

que les hace mejores para la impresión. Después de ser humedecido, el papel pasa entreuna serie de cilindros muy pesados de acero inoxidable a alta temperatura.

Papeles revestidos. De alta calidad para el arte. Se les termina recubriéndolos de unacapa de caolín y volviéndolos a pasar por un proceso de laminado y secado.

Papeles absorbentes. Son papeles blandos que se fabrican con pulpa de alta calidadtras un proceso análogo al descrito para papeles normales, con la diferencia de que sondespegados de los cilindros secadores mediante cuchillas, lo que deja la superficie suavey rugosa al mismo tiempo. Estos papeles se utilizan para servilletas, toallas, papel higiéni-co, etc. Generalmente, el producto terminado se compone de dos o más capas de papel. 1 Las mayores instalaciones productoras de pulpa de celulosa en España están ubicadas enlas proximidades de Pontevedra, Huelva, Miranda de Ebro (Burgos) y Navia (Asturias).

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1.- La madera es:a) La acumulación de cilindros concéntricos de liquita que constituyen el tronco.b) El resultado de acumular celulosa en torno a un núcleo vegetal.c) Un conjunto de fibras enlazadas formando tejido.d) Un tejido vegetal capaz de transportar agua en la estructura del árbol.

2.- Las operaciones primera y última para obtener la madera para usos industriales son,respectivamente:

a) Tala y secado.b) Tala y acabado.c) Descortezado y secado.d) Corte y secado.

3.- La densidad de las maderas blandas es del orden de:a) 0,65 kg/dm3.b) 6,5 gr/cm3.c) 65 kg/m3.d) 650 kg/cm3.

4.- El contrachapado es:a) La aplicación de una lámina fina de madera noble en una de las caras de un tablón.b) El conjunto formado por varias chapas de madera encoladas de forma superpuesta.c) El prensado de pulpa y viruta a alta presión.d) El prensado y encolado de viruta.

5.- El satinado del papel consiste en:a) Escurrirlo sobre una malla metálica.b) Pasarlo por una serie de rodillos de acero pulidos.c) Calentarlo y enfriarlo después rápidamente.d) Someterlo a un estiramiento en caliente.

6.- Los papeles absorbentes se fabrican:a) Despegándolos de los rodillos mediante cuchillas.b) Provocando que se desprendan de los rodillos secadores por acción del aire caliente.c) Recubriéndolos de caolín.d) Impregnándolos de sustancias esponjosas como el almidón.

A c t i v i d a d e s

La madera es el primer aislante que nos proporciona la naturaleza.La "edad" de los árboles se mide por la cantidad de anillos de su tronco.La parte del tronco que proporciona la resistencia mecánica de la madera se llama duramen.Las maderas artificiales suplen a las naturales al conseguirse precios, presentaciones yresistencia mecánica muy competitivos.La celulosa es el componente básico de las maderas y de los papeles.

R e c u e r d a

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3. Materiales de construcciónEl hombre se ha servido de los materiales naturales a su alcance para atender

sus necesidades de cobijo ante los elementos atmosféricos (frío y calor, viento, llu-via, nieve, …) comenzando por buscar refugio en las cuevas o entre cavidades delas rocas y, posteriormente, modificando, a imitación de la Naturaleza, las dimensio-nes y las formas de las rocas. Son los antecedentes del uso tecnológico actual delos materiales de construcción.

3.1. Materiales pétreosLa roca es el primer material de construcción utilizado por el hombre. Se clasifi-

ca en tres grupos:

rocas ígneas o eruptivas rocas sedimentarias rocas metamórficas

Rocas eruptivas.

Formadas por enfriamiento del magma surgido del interior de la corteza terrestre(granito, basalto, etc.)

Rocas sedimentarias.

Su origen son los cuerpos rocosos asentados fundamentalmente en los caucesde los ríos (cantos rodados, arenas, arcillas, yeso).

Rocas metamórficas.

Originadas por transformación o metamorfosis de otras rocas eruptivas o sedi-mentarias producida por efecto de presión, temperatura y vapores mineralizantes.Esta metamorfosis transforma las calizas en mármoles y las arcillas en pizarras.

Materiales granulados.

Forman, junto con las rocas, los llamados materiales pétreos. Son materiales tri-turados a partir de rocas, sobre todo del grupo de sedimentarias; los más importan-tes son la grava, la gravilla y los guijarros.

3.2. Materiales cerámicosSe obtienen a partir de arcillas y cuarzos moldeados y cocidos. La eliminación de

agua producida por su cocción les hace frágiles y duros. Son químicamente muyinertes y soportan altas temperaturas (se les conoce también como refractarios). Sepueden clasificar en:

1. Porosos

2. Compactos

Las características de estos dos tipos son:

Porosos: dureza relativamente baja. Estructura de tipo terroso.

Compactos: más duros que los porosos debido a la alta temperatura de cocciónque hace que el cuarzo vitrifique.

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Dentro de cada tipo tenemos:a) Porosos:

Ladrillos.Tejas.

b) Compactos:Azulejos.Loza. Refractarios.Porcelana.Gres.

a) Porosos.Ladrillos. Son el elemento básico de cualquierconstrucción.

Se obtienen a partir de arcillas obtenidasdirectamente de la tierra en forma de partículasrocosas muy finas constituidas, fundamental-mente, por óxido de aluminio y arena (bióxidode silicio). En su proceso de fabricación se pro-cede de la siguiente forma: en primer lugar sedesmenuzan los terrones hasta dejarlos con-vertidos en partículas menores de 3 mm de diámetro. A continuación de tamizan paraeliminar la materia de tamaño excesivo y se les somete a un primer prensado de con-formación y escurrido y, seguidamente, se procede a la cocción en hornos que alcan-zan temperaturas del orden de los 1.000 ºC en los que se mantienen unas 24 horas.Así se obtiene el ladrillo terminado que tiene forma generalmente ortoédrica y cuyadimensión máxima es de 29 cm, aproximadamente. Las aristas de un ladrillo sedenominan soga, tizón y grueso y sus caras tabla, canto y testa.

Tejas. Son elementos de recubrimiento para colocación discontinua sobre teja-dos en pendiente. Se obtienen por conformación (extrusión y prensado), secado ycocción de una mezcla de tierra arcillosa y arena. La arcilla se transforma en unapasta de consistencia y finura homogénea por intervención mecánica (machacado-ras, aparatos cortadores de disco, molinos o trituradores de rodillos, o por la acciónde los agentes atmosféricos (sol, aire, lluvia). Después de haber sufrido una humidi-ficación controlada, la pasta es transformada en placas, las cuales se moldean enprensas. Después, cuando las piezas se acaban de secar se cuecen en un horno.Una vez cocidas, las tejas son de color rojo vivo, rojo oscuro, blanco rosáceo o grisrosado según las tierras empleadas y el grado de cocción.

Ladrillos

Dimensiones de los ladrillos.

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Las tejas se clasifican en tres grupos:1.º Las tejas árabes, llamadas también tejas lomudas o curvadas, de forma de

canal troncocónico y cuya longitud varía entre 30 y 50 cm. Su número por metro cua-drado de cubierta varía entre 22 y 30 y su peso por metro cuadrado entre 40 y 60 kg.

Para reducir el peso de las cubiertas, se reúnen en una sola pieza las canales ylas cobijas, esto es, la teja de debajo y la de encima, obteniéndose así las tejas fla-mencas con sección de "S" horizontal.

2.º Las tejas planas, de forma rectangular o con un reborde inferior. Para cubrirlas superficies curvas, algunas de estas tejas tienen una forma especial, que permi-te su adaptación. Llevan un gancho saliente que sirve para su sujeción y muchas tie-nen agujeros para poderse fijar con clavos. El número de tejas planas que entran enun metro cuadrado de cubierta varía entre 40 y 80.

3.º Las tejas mecánicas o de encaje, más ligeras que los tipos anteriores; estándiseñadas para aligerar el peso de los tejados. Por su cara superior presentan unaranura y, en uno de sus costados, una solapa o reborde destinado a encajar en laranura de la teja adyacente.

b) Compactos.Azulejos. Son ladrillos pequeños, de poco espesor, generalmente cuadrados o

rectangulares, con una de sus caras vidriada y, a menudo, decorada.Loza. Mezcla de caolinita, cuarzo y caliza cocida a una temperatura de unos

1.000 ºC. El producto así obtenido es esmaltado con un barniz transparente prepa-rado a base de arena feldespática en el cual se pueden realizar grabados decorati-vos.

Tejas árabe, plana y mecánica. (IZQ.) Diversos tipos de tejas. (DCHA.)

Azulejos. Objetos de loza.

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Refractarios. Los productos cerámicos que no se funden a altas temperaturas(por encima de los 1.000 ºC) se llaman refractarios. Un grupo de refractarios es elformado por los ladrillos resistentes al calor que se usan para recubrir los hornos.Estos ladrillos deben tener también una cierta resistencia mecánica e incluso, aveces, ser resistentes al ataque de sustancias químicas fundidas.

En la industria a veces son necesarios objetos particularmente fuertes y resisten-tes que puedan soportar enormes temperaturas y también cambios bruscos de ésta(choques térmicos).

Porcelana. Formada, básicamente, por caolín,feldespato y cuarzo todos ellos de buena calidad yfinamente molidas. La mezcla se somete a una prime-ra cocción a una temperatura entre 1.000 y 1.200 ºC,seguida de un esmaltado y una nueva cocción a másalta temperatura.

Gres. Cerámica formada por una mezcla de arci-llas vitrificables por cocción aleadas con algún fun-dente y recubiertas de esmalte.

3.3. El vidrioEs, técnicamente, un líquido de viscosidad tan elevada que, desde el punto de

vista práctico, es un sólido. Se fabrica enfriando ciertos materiales fundidos de talmodo que no puedan cristalizar sino que permanezcan en estado amorfo.

Las sustancias capaces de enfriar sin cristalizar son relativamente raras. La síli-ce o cuarzo (SiO2), combinación de un átomo de silicio con dos de oxígeno, es lamás común. Existen vidrios sin sílice pero su importancia industrial es mínima. Lamayoría de los vidrios son silicatos. La sílice fundida proporciona un buen vidrio, perosu alto punto de fusión (1.723 ºC) y su elevada viscosidad en estado líquido dificul-tan y encarecen su transformación; es muy difícil, por ejemplo, extraer las burbujasde una masa semilíquida tan espesa. Los productos de la sílice fundida son caros yse les emplea sólo cuando son esenciales sus propiedades particulares: baja dilata-ción térmica, resistencia al desgaste, muy buena resistencia a altas temperaturas.

Para disminuir la temperatura de fusión de la sílice, se añade sosa en su formamás barata: el carbonato de sodio o sosa común, pero el silicato de sodio que resul-ta no tiene estabilidad química y hasta es soluble en agua. Este defecto se corrigeañadiendo cal.

La sílice se obtiene de la arena, que es sílice casi pura. El vidrio común es, pues,una composición sodio-calcio-sílice. El primero lo hace fusible, el segundo insolubley la tercera le da las propiedades distintivas del vidrio. Una composición típica delvidrio es la del “vidrio de ventana” con los siguientes componentes:

Piezas de porcelana.

COMPONENTES DEL VIDRIO COMÚNSílice (arena) 72%

Sosa 14%

Cal 9%

Otros 5%

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Los vidrios comerciales comunes contienen, además, otros componentes (óxi-dos de aluminio y magnesio) y también sustancias especiales para blanquear, comoel óxido de manganeso cuyo color alilado anula el tono amarillento.

Los componentes principales de algunos vidrios son:

La secuencia de la fabricación del vidrio es:

1) Fusión de las materias primas para que se combinen.2) Moldeado del vidrio.3) Recocido.Clases de vidrio.Uno de los criterios más utilizados para clasificar los vidrios es atendiendo a sus

aplicaciones:

Vidrio plano. Se emplea en usos comunes como son los vidrios de ventana.Para su fabricación se utiliza el llamado “sistema de flotación” en el cual el vidrio fun-dido flota sobre una masa líquida de estaño fundido, que no es miscible con el vidrioy cuya mayor densidad hace que el vidrio flote sobre ella. Así se consigue una super-ficie de vidrio lisa. Para neutralizar las excesivas tensiones que aparecerían al finaldel proceso, el vidrio se somete a un recocido –tratamiento con muchas similitudesal que vimos en el apartado 5 de la Unidad 2 para los materiales metálicos– por elcual se le va reduciendo paulatinamente la temperatura, evitando un enfriamientobrusco a temperatura ambiente.

Vidrio hueco. Utilizado para fabricar recipientes (botellas, frascos, etc.) por elmétodo de “soplado”.

TIPO DE VIDRIO COMPONENTES PRINCIPALES

Vidrio óptico Arena, ácido bórico, potasa, hierro, sosa

Vidrio “PYREX” (para hornos) Arena, ácido bórico, sosa, alúmina

Vidrio para vajilla Arena, óxido de plomo, potasa

Vidrio para ventanas Arena, sosa, cal o tiza, magnesio, alúmina

Vidrio de botella (blanco) Arena , sosa, caliza, alúmina, bióxido demanganeso

Vidrio de botella (coloreado) Arena, sosa, caliza, alúmina, bióxido de man-ganeso, óxido de hierro

Fabricación de botellas.

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5UNIDAD

Vidrio templado. De gran resistencia y con la característica de que, en casode rotura, se fragmenta en pequeñas porciones que no cortan. Es el que se utilizaen los acristalamientos de los coches (parabrisas y ventanillas) y también en cier-tos tipos de vajillas, cuyo nombre comercial más conocido es el de Duralex ®.

Vidrio armado. Vidrio traslúcido que contiene en su interior una red metálicaque le confiere gran resistencia y evita la dispersión en pedazos en caso de rotu-ra.

Fibra de vidrio. El vidrio es fundido y obligado a pasar, mediante empuje, porunas hileras que lo someten a un proceso de extrusión del que se obtienen finoshilos (de un diámetro del orden de 0,003 mm) con los cuales se obtienen tejidos yfieltros de aplicación en aislamientos térmicos y acústicos.

España es un gran fabricante y exportador de fibra de vidrio para aplicacionesen el aislamiento exterior de edificios, con importantes factorías en las provinciasde Madrid y Barcelona.

Fibra óptica. La fibra óptica es un vidrio flexible o filamento plástico transpa-rente que transmite la luz por medio de una serie de reflexiones interiores. Aunqueeste concepto se descubrió en 1870 por el físico inglés John Tyndall, el primer usopráctico ocurrió en 1955 cuando el científico indio Kapany incorporó la fibra ópticaen un endoscopio, instrumento óptico que usan los médicos para realizar exáme-nes clínicos en el interior del cuerpo humano. En 1960 la compañía de vidrioCorning desarrolló un vidrio extremadamente puro que permitió la transmisión deluz y energía a grandes distancias.

Desde los años setenta del siglo pasado, la fibra óptica ha sido usada paratransmitir por teléfono y televisión por cable señales más nítidas que con hilo metá-lico.

Actualmente recorren el planeta, permitiendo la más potente red mundial decomunicaciones, más de 300 cables submarinos de fibra óptica, ofreciendo más de600.000 canales de voz y datos. El último de ellos, el FLAG, que ha costado 1.400millones de €, une 11 países europeos y asiáticos, entre ellos España.

Es habitual, en el lenguaje de la calle, dar el nombre de “cristales” a losvidrios. Recordemos (Unidad 2) que el estado cristalino es sinónimo de orden,mientras que estado amorfo lo es de desorden en la ubicación de las partículaselementales de los materiales.

Los vidrios son representantes típicos del estado amorfo.

La confusión en el uso erróneo del término proviene del aspecto estético exte-rior de los vidrios, semejante a cristales naturales como diamantes, zafiros, etc.por su poder de refracción y absorción parcial de determinadas frecuencias de luzvisible.

En el ámbito de la Tecnología Industrial es muy importante diferenciar ambostérminos por sus implicaciones en las propiedades finales.

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3.4. AglomerantesSon materiales naturales que debidamente desmenuzados y mezclados con

agua, fraguan y se endurecen al secar. Estas propiedades los hacen válidos paraaglutinar otros materiales utilizados en construcción.

Los que fraguan únicamente al aire se llaman aéreos (yeso, cal viva) y los quefraguan tanto al aire como en agua se denominan hidráulicos (cemento, cal hidráuli-ca).

Los principales aglomerantes son:

El yeso. La cal. El cemento.

El yeso. Es sulfato de calcio hidratado. Se encuentra en estado natural en formade piedras de yeso; es muy blando (nº 2 en la escala de Mohs) y no es apto para suuso a la intemperie puesto que le atacan los agentes atmosféricos. Se amasa conagua y seca y endurece rápidamente. Una de sus variedades más interesantes es laescayola, que es yeso calcinado de alta calidad y blancura que se utiliza en los aca-bados de construcción.

Fibra óptica –sección-.

La roca es el primer material de construcción utilizado por el hombre.El vidrio es un líquido de muy alta viscosidad.Existe un vidrio que, en caso de rotura, se fragmenta en pequeñas porciones que nocortan: el DURALEX.La fibra óptica se utiliza en la transmisión de señales a grandes distancias con ventajasobre los conductores metálicos.

R e c u e r d a

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5UNIDAD

La cal. Se obtiene por calcinación de las piedras calizas en hornos y su poste-rior trituración. El producto resultante es la llamada “cal viva”, muy lenta en su proce-so de endurecimiento y, por tanto, poco adecuada para su uso en construcción. Seutiliza en operaciones de desinfección y, también, para el pulido de metales. Tieneuna gran afinidad con el agua por lo cual es un buen desecante.

Si en el proceso de fabricación descrito, se le añade una fase de hidratación, seobtiene cal hidráulica, utilizada para enlucidos de paredes.

El cemento. Es un producto obtenido por trituración de bloques de roca calizamezclados con arcilla. Se utiliza mezclado con arena y agua para elaborar mortero.

Su proceso de fabricación se desarrolla en estas fases: Operaciones preparatorias:

- secado,- molido,- mezcla.

Fabricación del “clinquer”. Molienda y acabado.

Operaciones preparatorias:Secado: eliminación de la humedad reutilizando los propios gases calientesprocedentes de la zona de calcinación del mismo horno.Molido: fractura de la roca hasta obtener el rango de tamaños deseado.Mezcla: los componentes se dosifican y mezclan en las proporciones ade-cuadas.

Fabricación del “clinquer”:La mezcla se somete a altas temperaturas en hornos rotativos en los que se pro-

duce el secado, deshidratación, descarbonatación y obtención del “clinquer” (delinglés clinker, escoria) que es el producto granulado compuesto por caliza y arcillasemifundidas e íntimamente mezcladas.

Molienda y acabado:El “clinquer” obtenido se muele en molinos refrigerados donde se le aporta yeso

que mejora su fraguado posterior.Hormigón. Es una mezcla de cemento, arena, grava (o piedra machacada), y

agua. De uso generalizado en construcción debido a su alta resistencia a la compre-sión, del orden de 650 kg/cm2, si bien su resistencia a la tracción es escasa, alrede-dor de 70 kg/cm2. Para compensar esta deficiente resistencia se incorporan dosvariantes del hormigón que son:

Hormigón armado. Hormigón pretensado.

Hormigón armado. Para dar consistencia al hormigón y mejorar su resistenciaa la tracción, se dispone de un molde (encofrado) en el cual se coloca un entrama-do de varillas de acero (Grupo 6100, visto en el apartado 2 de la Unidad 3) y sobreel que se vierte el hormigón fresco. Cuando la mezcla fragua, el armazón de aceroqueda incrustado en el hormigón y le confiere la resistencia deseada. Si se fabricauna viga, el entramado de acero deberá situarse por debajo del eje de simetría hori-zontal (línea neutra), que es donde actúan los esfuerzos de tracción.

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En relación con nuestro país, merece la pena que sepas:Que el edificio más alto del mundo con estructura de hormigón es el conocido como

“Edificio España”, en la plaza del mismo nombre de Madrid.Que el ingeniero Eduardo Torroja (1899-1961), ha sido uno de los mejores especia-

listas del siglo XX en el cálculo y diseño de estructuras de hormigón armado. Sus inves-tigaciones, innovaciones y aplicaciones de este material siguen siendo estudio obligadoy referencia a nivel mundial.

Hormigón pretensado. En elcaso de tensiones muy elevadas,puede darse un estiramiento de lasvarillas de acero del hormigón arma-do que provoque un agrietamiento.Para evitarlo, se tratan previamentedichas varillas hasta alcanzar su lími-te de deformación. Entonces se pro-cede al armado del hormigón que, eneste caso, será un hormigón preten-sado.

Puente de la Barquera, en Sevilla, construido para laExposición Universal que se celebró en esa ciudad en 1992.

Hormigón armado y hormigón pretensado.

La escayola es yeso de alta calidad y blancura. La "cal viva" no es adecuada para la construcción por su lento proceso de endurecimiento.El hormigón con un entramado de varillas de acero, previamente estiradas, se denominahormigón pretensado.

R e c u e r d a

SOPORTE DE DOS COLUMNAS. Cuando un blo-que está sostenido por las fuerzas verticales de lascolumnas, tiende a doblarse bajo su propio peso.Los ingenieros de mediados del s. XIX conocíaneste efecto y buscaron una solución.

PESO ADICIONAL. Cuando al bloque se le aplicaun peso adicional, la fuerza de flexión aumenta, loque motiva que la parte superior se comprima y lainferior se distienda. Ofrece una débil resistencia ala tensión, por lo que se rompe por el centro de lacara inferior.

REFORZAMIENTO DEL HORMIGÓN. En la carainferior del bloque se empotran varillas de aceroque absorven las fuerzas de tensión y refuerzan elhormigón. Las varillas pueden tener extremos cur-vos o superficie áspera para que el hormigón seagarre bien a ellas

ENCOFRADO. Se fijan alambres de acero de granresistencia a dos placas de metal y se pasan a tra-vés del cajo´n de encofrado del hormigón.

TENSIÓN POR ESTIRAMIENTO. Los alambresse estiran y someten a gran tensión al separar lasplacas. Se vierte el hormigón en el molde.

SECCIÓN TERMINADA. Cuando el hormigón hafraguado se cortan los alambres. Su gran tensióncomprime el bloque de hormigón y contrarresta latensión posterior

Fuerza de flexión

El acero absorvela tensión

La tensión pro-voca la rotura

Se tira de las placas para someter alos alambres a una fuerte tensión

La tensión comprime el hormigón

Alambres cortados

EVOLUCIÓN DEL HORMIGÓN ARMADO EN LA CONSTRUCCIÓN

EL PRETENSADO AUMENTA LA RESISTENCIA DEL HORMIGÓN

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5UNIDAD

4. Materiales y fibras textilesFibra es el filamento delgado que, agrupado en haces o manojos microscópicos,

constituye el hilo, el papel, la madera y, en general, los materiales orgánicos que encon-tramos en la naturaleza. Las fibras textiles pueden transformarse en hilos que, a su vez,mediante técnicas de entrecruzado y anudado, dan lugar a los tejidos para la confecciónde ropa. Las fibras textiles han sido utilizadas por el hombre desde los tiempos másremotos proporcionándole vestido y abrigo. Hoy se han alcanzado altos niveles de sofis-ticación en las técnicas de fabricación de fibras artificiales que siguen acompañando ala humanidad en su vida cotidiana y en los acontecimientos más deslumbrantes de laexploración espacial.

Las fibras se clasifican según su origen en:

Vegetales. Animales. Minerales. Artificiales. Sintéticas.

4.1. Fibras vegetalesObtenidas de partes determinadas de algunas plantas cuya utilidad para este fin se

ha ido descubriendo a lo largo del tiempo.

Las más importantes son:

El algodón. Se obtiene de las semillas de la planta del mismo nombre. Es una sus-tancia esponjosa constituida por fibras blancas y suaves. A partir de esas semillas se

7.- La grava es:a) Un material cerámico compacto.b) Un material cerámico poroso.c) Un material granulado.d) Una roca compacta.

8.- La "cal viva" no es adecuada para utilizarse en:a) Construcción.b) Procesos de desecación.c) Desinfección.d) El pulido de metales.

9.- El vidrio verde (de botella), se colorea con la adición de:a) Sosa.b) Alúmina.c) Óxido de hierro.d) Potasa.


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elabora el tejido también llamado algodón que es de gran aceptación y estima en elámbito de la industria textil. Es prácticamente celulosa pura.

El lino. A partir del tallo de esa planta tratado en un proceso de separación delas partes leñosa por un lado y fibrosa por otro, obtenemos la fibra de lino. Su uso enla industria textil es algo menos importante que el del algodón, si bien posee cuali-dades de resistencia y prestancia muy notables.

El esparto. En este caso son las hojas las que proporcionan la materia median-te tratamiento por maceración durante largo tiempo (alrededor de un mes). La formade la hoja, que es larga y fina como un alambre, permite su utilización directa en laproducción de cordelería y artículos de limpieza

4.2. Fibras animalesSu procedencia es la piel, el pelo o alguna secreción de determinados animales.

Los más importantes son:La lana. Se obtiene a partir del "ganado lanar" (u ovino) que proporciona la fibra

de gran longitud y muy delgada procedente de su pelambre. La lana se obtiene pormedio del esquilado, operación que consiste en cortar con máquinas afeitadorasespeciales las lanas del ganado previamente lavado.

La seda. Es una secreción del gusano de seda que éste produce cuando fabri-ca el capullo que forma parte de su metamorfosis de crecimiento. Los tejidos obteni-dos a partir de ella resultan ligeros y resistentes si bien hoy en día su uso ha queda-do relegado por la aparición de la seda artificial (visto en la Unidad 4) que mejora suscaracterísticas y es más económica.

El cuero. Procede de la piel de los animales que es curtida y acondicionada parasu utilización industrial, principalmente en la confección de prendas de vestir y acce-sorios. El curtido es un conjunto de operaciones de acondicionamiento de la piel queconsta de los siguientes procesos:

Desollado (pelado) del animal.Macerado de la piel obtenida.Separado de la piel en sus tres capas: epidermis, cuero y serraje (este últimose utiliza para fabricar guantes de seguridad).Tratamiento del cuero con aditivos que le confieren características de imper-meabilidad y elasticidad así como la imposibilidad de pudrirse.

Algunas variantes interesantes del cuero son:El charol: Cuero impregnado en aceite de linaza que presenta brillo superficial.El ante: Cuero curtido con grasa.

4.3. Fibras artificialesSe obtienen a partir de elementos naturales modificados mecánica o química-

mente. Actuando mecánicamente sobre metales muy dúctiles –como el oro o laplata– podemos conseguir hilos que nos permitan tejer adornos suntuosos en otrastelas. También se obtienen las fibras de vidrio y fibras ópticas que hemos tratadoanteriormente.

Por tratamiento químico de polímeros naturales (celulosa, caseína, etc.), se con-siguen fibras artificiales como el rayón (ver Unidad 4).

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5UNIDAD

4.4. Fibras sintéticasFabricadas por síntesis química de polímeros artificiales. Son muy resistentes a los

agentes externos y de gran dureza y elasticidad. Las más importantes son: El nylon. El poliéster. El leacril o fibra acrílica.

La primera fibra fabricada por el hombre fue el nylon, inventado por WallaceHume Carothers químico investigador de la firma Dupont. La producción de nylon fueel punto de partida de la industria textil sintética que creció significativamente despuésde la segunda guerra mundial, revolucionando la moda y las fábricas textiles.

El uso comercial del nylon (que es una poliamida) comenzó poco antes delcomienzo de la 2ª guerra mundial destinándose inicialmente a sus aplicaciones comofibra (ropa interior, hilos de pescar, cepillos e hilo quirúrgico, aunque posteriormente susaplicaciones se han ampliado para otros usos distintos a la fibra, como puede apreciaren la figura).

Como derivado del nylon tenemos un materialque sirve para unir objetos rápidamente: el Velcro.

Fue inventado en 1948 por el ingeniero suizoGeorge de Mestral quien observó cómo se adheríansemillas y hojas a la piel de ciertos animales al pasarpor zonas de mucha vegetación. A partir de esaobservación, buscó un sistema que aplicara el mismoprincipio de unión fácil y rápida a las prendas de ves-tir sustituyendo los tradicionales y engorrosos boto-nes y cremalleras.

El invento consiste en dos tiras de nylon, una delas cuales tiene unos ganchos pequeños y rígidos y laotra unos bucles que, puestos en contacto con los pri-meros, se adhieren fácilmente.

En un principio este sistema fue diseñado para suuso en el ámbito textil, sin embargo su utilidad seextendió a otras industrias.

Algunas aplicaciones del nylon.

La mayor parte de los materiales orgánicos que encontramos en la naturaleza estánconstituidos por fibras.Las fibras naturales pueden ser vegetales, – obtenidas de las plantas – o animales,– obtenidas de alguno de ellos –.El charol y el ante son variantes del cuero.El VELCRO es un producto fabricado a partir del nylon.

10.La fibra óptica tiene su principal aplicación en:a) Medicina.b) Comunicaciones.c) Técnica aerospacial.d) Informática.


R e c u e r d a

Rieles y accesoriosde cortinas

Cuerda de escalar

Abrazadera para tubos

Rueda dentada

Medias

Peine

Cepillo

Espejo

MangosLáminas

Red de pescar

Cuerdas de cepillosde dientes

Bisagras

Enchufe de tres clavijas

Pernos y tuercas

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5. Líneas de desarrollo de materialesespeciales

Sería casi interminable relacionar y describir la variedad de materiales de uso indus-trial y doméstico que existen en la actualidad, pero por los resultados que se están obte-niendo vale la pena señalar la vía de desarrollo de materiales compuestos con los quese pretenden reunir las características positivas y eliminar las negativas de los materia-les base de que están formados. Citaremos a los conocidos como cermets (cerámica +metal) en los que se busca que posean simultáneamente dureza (aportada por la cerá-mica) y tenacidad (por el metal). El problema tecnológico es complejo por las dificultadesque suponen la diferencia de densidades, de puntos de fusión, de coeficientes de dilata-ción, etc., a pesar de lo cual los resultados están siendo muy prometedores.

Otro tipo de materiales omnipresentes en casi todas las actividades humanas son lossemiconductores. Su campo de aplicación mas extendido es en la industria electrónica,que estudiarán con mas detalle en el próximo curso. Los paneles para convertir la radia-ción solar en electricidad -aplicación cada día más en auge, como veremos en la Unidad8- también están fabricados con materiales semiconductores.

Los medios de comunicación nos están dando noticias frecuentes de la aparición demateriales cerámicos y plásticos "milagrosos": es cierto que existen y se han fabricadomáquinas y algunos componentes de responsabilidad de las mismas en estos materia-les, pero como prototipo, como experimentación, no para fabricación en serie porque lascerámicas no tienen la característica de reproducibilidad, tan importante en los materia-les metálicos.

Por último, y bajo el prisma tecnológico, de nada o de muy poco serviría lo que hasestudiado hasta ahora no sólo en esta Unidad, sino en las tres anteriores que tambiéntratan de materiales, si no fueras capaz, frente a una situación determinada de poner enpráctica lo que hemos indicado acerca de la selección de los materiales y sus aplicacio-nes más adecuadas en función del uso a que van destinados, del precio, de las repercu-siones medioambientales y de la responsabilidad.

Es muy importante, en el entorno de la Tecnología Industrial, este término: respon-sabilidad. No puede darse el mismo tratamiento en el diseño y fabricación de un mate-rial plástico si va a ir destinado a un juguete infantil, donde los criterios que deben primarson las formas geométricas lo más suaves posibles y su total atoxicidad, que si su des-tino es un engranaje de una máquina, en cuyo caso las prioridades que debemos esta-blecer en diseño y fabricación serán su resistencia mecánica y al desgaste y su exacti-tud dimensional. Tampoco deberá ser igual la definición de un proceso de soldadura parafabricar un depósito que va destinado a contener agua a la presión atmosférica, que sies para la construcción de una caldera de una central térmica.

Una empresa de reconocido prestigio mundial del sector del automóvil ha logrado fabri-car un motor con rendimientos tan mejorados hasta el punto de reducir el consumo de com-bustible en un 37%: está fabricado no de cerámica u otros materiales, sino de aceros espe-ciales; su resistencia mecánica, a la corrosión y a las altas temperaturas es tal que permitedisminuir espesores y secciones de forma considerable.