MATERIALES E HISTORIA, NUEVOS MATERIALES. DESARROLLO DE PLÁSTICOS.

1. NUEVOS
MATERIALES 4º
SERGIO SALOBREÑA
LUCENA
FUENGIROLA

2. ¿QUÉ VAMOS A APRENDER?
S.B.4.1: RELACIONAR ASPECTOS REFERENTES A LOS MATERIALES CON SU INFLUENCIA EN EL
DESARROLLO DE LA HUMANIDAD. EXAMEN(10 PUNTOS) + KAHOOT MATERIALES CLAVES EN LA
HISTORIA.
S.B.4.2: CONOCER LOS PRINCIPALES MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE MATERIAS PRIMAS Y SUS POSIBLES
REPERCUSIONES SOCIALES Y MEDIOAMBIENTALES. EXAMEN(10 PUNTOS)+ CUESTIONARIO: ALUMINIO
(10 PUNTOS).
S.B.4.3: CONOCER LAS APLICACIONES DE LOS NUEVOS MATERIALES EN CAMPOS TALES COMO LA
ELECTRICIDAD, ELECTRÓNICA, TEXTIL, TRANSPORTE, ALIMENTACIÓN, CONSTRUCCIÓN Y MEDICINA.
EXAMEN (10 PUNTOS) + KAHOOT NUEVOS MATERIALES (10 PUNTOS)

3. LOS MATERIALES EN LA HISTORIA
LOS MATERIALES HAN SIDO CLAVES EN EL DESARROLLO DE LAS DISTINTAS
SOCIEDADES. TANTO ES ASÍ QUE MUCHAS ETAPAS HISTÓRICAS SE NOMBRAN EN
FUNCIÓN DE LOS MATERIALES QUE SE EMPLEABAN:
• PALEOLÍTICO SIGNIFICA “EDAD DE LA PIEDRA ANTIGUA”, Y SE DEBE A QUE SE
UTILIZABAN ROCAS Y ALGÚN MINERAL COMO EL SÍLEX PARA FABRICAR DIVERSOS
UTENSILIOS. TAMBIÉN SE EMPLEABAN MADERA, HUESOS Y PIELES.
• NEOLÍTICO SIGNIFICA “EDAD DE LA PIEDRA NUEVA”. EN ESTE PERIODO SE SIGUEN
EMPLEANDO ÚTILES DE PIEDRA, PERO SON MÁS REFINADOS, PUES SE PULIMENTAN.
TAMBIÉN SE INVENTÓ LA CERÁMICA.
• LA EDAD DE LOS METALES COMENZÓ HACE 7000 AÑOS EN ORIENTE MEDIO Y
ANATOLIA. SE SUBDIVIDE EN:
A) EDAD DEL COBRE: FUE UNO DE LOS PRIMEROS METALES UTILIZADOS PARA
FABRICAR ARMAS.
B) EDAD DEL BRONCE: ES UNA ALEACIÓN DE COBRE Y ESTAÑO. PERMITIÓ FABRICAR
ARMAS Y UTENSILIOS MÁS DURADEROS Y RESISTENTES QUE LOS DE COBRE.
C) EDAD DEL HIERRO: LOS UTENSILIOS DE HIERRO SON AÚN MÁS RESISTENTES Y
DURADEROS. SU USO SUPUSO UN GRAN PROGRESO EN TODOS LOS SECTORES
ECONÓMICOS, ESPECIALMENTE EN LA AGRICULTURA.

4. ORIGEN DE LOS MATERIALES
• MATERIALES NATURALES: SE OBTIENEN DE LA NATURALEZA. MADERA,
GRANITO, SÍLEX…
• MATERIALES TRANSFORMADOS: SE OBTIENEN TRANSFORMANDO ALGÚN
MATERIAL NATURAL O MEZCLANDO VARIOS. PAPEL, CAUCHO VULCANIZADO,
CEMENTO, ACERO…
• MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS: SE OBTIENEN MEDIANTE
PROCESOS QUÍMICOS O FÍSICOS. PLÁSTICOS, FIBRAS ARTIFICIALES,
NEOPRENO…
• MATERIALES RECICLADOS: SE OBTIENEN A PARTIR DE OBJETOS DEL MISMO
MATERIAL. PAPEL, VIDRIO, METAL…

5. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
CUANDO DECIDIMOS FABRICAR UN OBJETO, ELEGIMOS EL MATERIAL CON LAS PROPIEDADES
ADECUADAS PARA EL OBJETIVO DE ESE OBJETO. PROPIEDADES MECÁNICAS SON:
• DENSIDAD: LA MADERA SE HA EMPLEADO PARA CONSTRUIR BARCAS DEBIDO A QUE SU DENSIDAD ES
MENOR QUE LA DEL AGUA.
• DUREZA: EL CORINDON ES EL SEGUNDO MINERAL DE MAYOR DUREZA TRAS EL DIAMANTE. SE
UTILIZA PARA CORTAR METALES O ELIMINAR MATERIALES CONTAMINANTES AL SER LANZADO A ALTA
PRESIÓN DE GAS O AGUA (PROCESO DE ARENADO O GRANALLADO).
• TENACIDAD: EL ACERO ES MUY TENAZ, SOPORTA GOLPES SIN ROMPERSE.
• DUCTILIDAD: LOS METALES COMO EL COBRE SON MUY DÚCTILES, CON ELLOS SE PUEDEN
ELABORAR HILOS MUY FINOS.
• MALEABILIDAD: EL ALUMINIO ES UN METAL MALEABLE, PORQUE CON ÉL SE PUEDEN ELABORAR
LÁMINAS MUY FINAS.
• RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: EL HORMIGÓN ARMADO SE USA PARA FABRICAR PILARES POR SU
GRAN RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.
• ELASTICIDAD: LA FIBRA DE CARBONO SE PUEDE DEFORMAR MUCHO, Y RECUPERAR LUEGO SU
FORMA.

6. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
PROPIEDADES ELECTROMAGNÉTICAS:
• CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: EL COBRE SE EMPLEA EN LOS HILOS CONDUCTORES PORQUE
CONDUCE MUY BIEN LA ELECTRICIDAD Y DISIPA POCA ENERGÍA. LA PLATA ES MEJOR CONDUCTOR,
PERO ES BASTANTE MÁS CARA, POR ESO SE USA MUCHO MENOS.
• COMPORTAMIENTO MAGNÉTICO: LA MAGNETITA ES ATRAÍDA POR LOS IMANES, POR ELLO LAS
AGUJAS DE LAS BRÚJULAS ESTÁN HECHAS DE ESTE MATERIAL, SIENDO ATRAÍDAS POR EL
MAGNETISMO TERRESTRE, QUE ACTÚA COMO UN GRAN IMÁN.
PROPIEDADES TÉRMICAS:
• TEMPERATURA DE FUSIÓN: EL WOLFRAMIO SE EMPLEABA PARA FABRICAR LOS FILAMENTOS DE LAS
BOMBILLAS POR SU ELEVADA TEMPERATURA DE FUSIÓN (3422º C).
• CONDUCTIVIDAD TÉRMICA: LA BAQUELITA CONDUCE MUY MAL EL CALOR. POR ELLO SE USA EN LA
FABRICACIÓN DE MANGOS DE UTENSILIOS DE COCINA, COMO LAS SARTENES.
• CALOR ESPECÍFICO: LOS PLATOS DE BARRO, DEBIDO A SU ELEVADO CALOR ESPECÍFICO,
CONSERVAN LA COMIDA CALIENTE DURANTE MÁS TIEMPO.

7. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
PROPIEDADES ÓPTICAS:
• TRANSPARENCIA: LA FIBRA ÓPTICA ES MUY TRANSPARENTE; LA LUZ VIAJA A TRAVÉS DE ELLA
MUCHOS KILÓMETROS SIN ATENUARSE. SE USA EN COMUNICACIONES Y ENDOSCOPIOS.
• CAPACIDAD DE POLARIZACIÓN DE LA LUZ: EL CRISTAL LÍQUIDO DEJA PASAR O NO PARTE DE LA LUZ,
SEGÚN EXISTA O NO UNA CORRIENTE ELÉCTRICA. ASÍ SE FORMAN LOS CARACTERES LEGIBLES EN LA
PANTALLA DE LAS CALCULADORAS.
PROPIEDADES QUÍMICAS:
• RESISTENCIA A LA CORROSIÓN: EL ACERO INOXIDABLE RESISTE MUCHO TIEMPO SIN QUE LA
CORROSIÓN LES AFECTE.
PROPIEDADES ACÚSTICAS:
• CONDUCTIVIDAD DEL SONIDO: EL POREXPÁN SE EMPLEA EN TABIQUES, TECHOS Y SUELOS DEBIDO A
QUE CONDUCE MUY MAL EL SONIDO.

8. LAS MATERIAS PRIMAS
LLAMAMOS MATERIA PRIMA AL MATERIAL EXTRAÍDO DIRECTAMENTE DE LA NATURALEZA PARA
FABRICAR PRODUCTOS. CADA NUEVO BEBÉ NACIDO EN LOS PAÍSES DESARROLLADOS, DEBIDO A SU
ESTILO DE VIDA CONSUMIRÁ LAS SIGUIENTES CANTIDADES DE MATERIAS PRIMAS:
• 14.500 KG DE SAL. • 700.000 KG DE PIEDRA, ARENA Y GRAVA.
• 8.000 KG DE FOSFATOS. • 634 KG DE COBRE.
• 2.500 KG DE ALUMINIO. • 350 KG DE CINC.
• 400 KG DE PLOMO. • 15.000 KG DE HIERRO.
• 2.300.000 LITROS DE PETRÓLEO. • 262.000 KG DE CARBÓN.
• 141.000 M3 DE GAS.
ALGUNAS MATERIAS PRIMAS SON MUY PRECIADAS Y A LA VEZ MUY ESCASAS. POR LO QUE LAS
MULTINACIONALES SON CAPACES DE CUALQUIER COSA PARA OBTENER DICHOS MATERIALES.

9. LAS MATERIAS PRIMAS
ALGUNAS MATERIAS PRIMAS SON MUY PRECIADAS Y A LA VEZ MUY ESCASAS. POR LO QUE LAS
MULTINACIONALES SON CAPACES DE CUALQUIER COSA PARA OBTENER DICHOS MATERIALES.
• COLTÁN: ES LA ABREVIATURA DE DOS MINERALES: COLUMBITA Y TANTALIO, QUE SUELEN
ENCONTRARSE JUNTOS FORMANDO PARTE DE DETERMINADOS TIPOS DE GRANITO. DE LA COLUMBITA
SE EXTRAE EL NIOBIO, MINERAL QUE SE USA EN LA FABRICACIÓN DE IMANES DE ALTO PODER, Y ES
CLAVE EN LA FABRICACIÓN DE MICROMOTORES, COMO LOS QUE SE UTILIZAN EN DISCOS DUROS,
ALTAVOCES, AURICULARES, IMPLANTES MÉDICOS Y EN LA INDUSTRIA AEROESPACIAL. EL TÁNTALO ES
UN SUPERCONDUCTOR QUE SE EMPLEA EN CONDENSADORES Y ESTÁ PRESENTE EN TODAS LAS
BATERÍAS DE MÓVILES, TABLETS, ETC.
EL CONTROL DE LA EXPLOTACIÓN DEL COLTÁN EN LA REPÚBLICA DEL CONGO POR PARTE DE LAS
TRANSNACIONALES HA PROVOCADO UNA GUERRA CIVIL Y CON ELLO LA MUERTE DIRECTA DE UNOS 5
MILLONES DE PERSONAS Y EL DESPLAZAMIENTO DE OTRAS MUCHAS A OTROS PAÍSES.
LA PECULIARIDAD DE SUS MINAS, HACEN QUE LOS EMPLEADOS PARA SU EXTRACCIÓN SEAN NIÑOS
QUE TRABAJAN EN CONDICIONES DE SEMIESCLAVITUD, Y QUE MUCHAS VECES MUEREN SEPULTADOS.
LAS CONSECUENCIAS MEDIOAMBIENTALES PASAN POR LA DEVASTACIÓN Y EL ACOSO DE LA VIDA
SALVAJE, INCLUSO ELEFANTES Y GORILAS, PARA LOGRAR CARNE DE CONSUMO HUMANO.

11. LOS METALES
LA MAYORÍA DE LOS METALES SE OBTIENEN A PARTIR DE LOS MINERALES. UN MINERAL
QUE CONTIENE CANTIDADES SUFICIENTES DE METAL COMO PARA EXPLOTARLO
ECONÓMICAMENTE SE LLAMA MENA. LAS MENAS MÁS COMUNES SON LOS ÓXIDOS Y
LOS SULFUROS.
LOS MINERALES SON UN RECURSO LIMITADO Y NO RETORNABLE. EN LA ACTUALIDAD,
MINERALES COMO EL ALUMINIO, EL PLOMO, EL COBRE, EL ACERO O EL ESTAÑO SE
OBTIENEN RECICLANDO OBJETOS QUE CONTIENEN ESTOS METALES.
EN LAS EXPLOTACIONES MINERAS, EL MINERAL SE PROCESA PARA AUMENTAR LA
PUREZA O CONCENTRACIÓN DEL METAL. EN ESTOS PROCESOS SE GENERAN LODOS
CON ALTO CONTENIDO EN METALES Y OTRAS SUSTANCIAS MUY CONTAMINANTES,
COMO EL ÁCIDO SULFÚRICO O EL CIANURO.
EN 1990 SE PRODUJO LA ROTURA DE LA BALSA DE LODOS DE UNA MINA DE PIRITA
(FES2) EN AZNALCOLLAR (SEVILLA), PROVOCANDO LA CONTAMINACIÓN DE LOS RÍOS
AGRIO Y GUADIAMAR Y DE LA PERIFERIA DEL PARQUE NACIONAL DE DOÑANA.

12. LOS METALES
EXISTEN 2 TIPOS DE METALES:
A) METALES FÉRRICOS: SU COMPONENTE PRINCIPAL ES EL HIERRO O SUS ALEACIONES.
SUPONEN EL 90% DE LA PRODUCCIÓN MUNDIAL, AL SER EL HIERRO ABUNDANTE,
BARATO Y MEJORAR SUS PROPIEDADES AL FORMAR ALEACIONES. EL ACERO ES UNA
ALEACIÓN DE HIERRO CON CARBONO.
B) METALES NO FÉRRICOS: SU COMPONENTE PRINCIPAL NO ES EL HIERRO. LO MÁS
IMPORTANTES EN LA INDUSTRIA SON EL COBRE, EL ESTAÑO, EL CINC, EL ALUMINIO, EL
MAGNESIO Y EL TITANIO.
LA MAYORÍA DE LOS METALES SE OXIDAN EN PRESENCIA DE OXÍGENO ATMOSFÉRICO O
EN AMBIENTES HÚMEDOS Y SALINOS. LOS ÚNICOS METALES INOXIDABLES SON EL ORO
Y EL PLATINO.

13. LOS METALES
LOS METALES SE OBTIENEN DE SUS MENAS MEDIANTE 2 PROCESOS INDUSTRIALES:
1. PIROMETALURGIA: EMPLEA CALOR PARA SEPARAR LA MENA DE LA GANGA (PARTE
NO METÁLICA DEL MINERAL).
2. ELECTROLISIS: UTILIZA LA ACCIÓN DE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA. EL ALUMINIO SE
EXTRAE DE UNA ROCA SEDIMENTARIA LA BAUXITA MEDIANTE ESTE MÉTODO. SE
NECESITAN 4 TONELADAS DE BAUXITA PARA PRODUCIR 1 DE ALUMINIO.

14. EL PAPEL
LA CLAVE DE LA FABRICACIÓN DEL PAPEL ESTÁ EN LA OBTENCIÓN DE LA CELULOSA,
UN TIPO DE FIBRA NATURAL DE LAS PLANTAS CON UNAS CARACTERÍSTICAS
EXCEPCIONALES POR SU FLEXIBILIDAD Y SU CAPACIDAD PARA AGLUTINARSE
FORMANDO LÁMINAS.
EN EL PROCESADO DEL PAPEL SON NECESARIOS ÁRBOLES, AGUA Y ENERGÍA Y
GENERA NUMEROSOS PROBLEMAS:
1. DEFORESTACIÓN: EN ESPAÑA SE NECESITAN 3 MILLONES DE M3 DE MADERA AL
AÑO.
2. VOLUMEN DE AGUA: 30 M3 POR TONELADA DE PAPEL DE PERIÓDICO.
35 M3 POR TONELADA DE CARTÓN.
60 M3 POR TONELADA DE PAPEL HIGIÉNICO O PAÑUELOS.
200 M3 POR TONELADA DE PAPEL PARA ESCRITURA.
3. CONTAMINACIÓN DE LOS RÍOS: AL UTILIZAR COMPUESTOS DE AZUFRE, CLORO U
OZONO EN EL PROCESO DE BLANQUEADO DE LA PULPA DE CELULOSA.
4. ELEVADO CONSUMO DE ENERGÍA: EL 4% DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA GENERADA EN
ESPAÑA SE UTILIZA EN ESTE PROCESO.

15. RECICLAJE DE PAPEL

16. LOS PLÁSTICOS
EL PRIMER PLÁSTICO FUE DESCUBIERTO POR ALEXANDER PARKES EN 1855, LA
PARKESINA. LOS PLÁSTICOS SON POLÍMEROS, MOLÉCULAS MUY LARGAS QUE ESTÁN
FORMADAS POR LA UNIÓN DE UN GRAN NÚMERO DE PEQUEÑAS MOLÉCULAS
DENOMINADAS MONÓMEROS, QUE PUEDEN SER IGUALES ENTRE SÍ O NO. EL PROCESO
EN QUE SE UNEN LOS MONÓMEROS PARA FORMAR UN POLÍMERO SE DENOMINA
POLIMERIZACIÓN.
TIPOS DE PLÁSTICOS:
• POLIETILENO TEREFTALATO (PET): BOTELLAS DE AGUA Y REFRESCOS.
• POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD):BOTELLAS DE LECHE, PRÓTESIS DE
ARTICULACIONES.
• POLICLORURO DE VINILO (PVC): MANGUERAS, IMPERMEABLES, VENTANAS, TUBERÍAS.
• POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD): BOLSAS DE BASURA.
• POLIPROPILENO (PP): AISLANTE DE CABLES ELÉCTRICOS, BISUTERÍA, PAÑALES.
• POLIESTIRENO (PS): ENVASE DE YOGURES, JUGUETES, CORCHO BLANCO.

17. CHOQUE LITOSFERAS OCEÁNICAS

18. NUEVOS MATERIALES
• EN 1867 JOSEPH MONIER PATENTA EL HORMIGÓN ARMADO, UN MATERIAL MUY RESISTENTE QUE SE
UTILIZA EN CONSTRUCCIÓN.
• EN 1915 JOHN LITTLETON DESARROLLA UN TIPO DE CRISTAL QUE SOPORTA EL CALOR: EL VIDRIO
PIREX.
• EN LA DÉCADA DE LOS 30 SE DESARROLLA LA FIBRA DE VIDRIO, FUNDAMENTAL PARA EL
DESARROLLO DE CATAMARANES Y VELEROS DE ÚLTIMA GENERACIÓN.
• W. CAROTHERS DESARROLLA EL NEOPRENO EN 1931, UN CAUCHO SINTÉTICO RESISTENTE A LA
CORROSIÓN.
• EN 1936 SE DESARROLLA EL METACRILATO UN MAGNÍFICO SUSTITUTO DEL VIDRIO.
• EN 1938 W. CAROTHERS DESARROLLA EL NAILON O NYLON, UN POLÍMERO SINTÉTICO ELÁSTICO Y
MUY RESISTENTE.
• ESE AÑO R. PLUNCKETT DESCUBRE EL TEFLÓN, UN POLÍMERO RESISTENTE A LA CORROSIÓN, AL
CALOR Y A ÁCIDOS Y BASES, QUE SE UTILIZA EN EL RECUBRIMIENTO DE SARTENES.
• EN 1950 APARECEN LAS SILICONAS, IMPORTANTES COMO SELLADORAS, LUBRICANTES Y EN
IMPLANTES QUIRÚRGICOS.
• EN 1960 SE FABRICAN CRISTALES DE SILICIO, MATERIAL BASE DE LA INDUSTRIA ELECTRÓNICA.

19. NUEVOS MATERIALES
• EN 1962 SURGE LA ALEACIÓN NÍQUEL-TITANIO, UTILIZADA EN BRACKETS, GAFAS Y
CATÉTERES.
• BAUSCH&LOMB PRESENTA LAS LENTES DE CONTACTO BLANDAS (LENTILLAS) EN 1971.
• EN 1977 SE FABRICAN CONDUCTORES ELÉCTRICOS CON POLÍMEROS ORGÁNICOS
(LED), USADOS EN LAS PANTALLAS DE MÓVILES Y EN PANELES SOLARES.
• EN 1980 SE OBTIENEN SUPERCONDUCTORES BASADOS EN MATERIALES CERÁMICOS.
• EN 1986 SE DESARROLLA PIEL ARTIFICIAL, INTERCALANDO CÉLULAS DE PIEL HUMANA
EN ESTRUCTURAS DE POLÍMEROS.
• EN 1989 IBM CREA MICROPROCESADORES DE SILICIO, MÁS RÁPIDOS Y LIGEROS.
• EN 1997, L. PHILIPS FABRICA LA FIBRA DE CARBONO, UN POLÍMERO MUY RESISTENTE
Y LIGERO USADO EN LA INDUSTRIA AERONÁUTICA, DE TRANSPORTE Y DEPORTES.
• EN 2004 SE ESTABILIZA EL GRAFENO A TEMPERATURA AMBIENTE, MATERIAL
FUNDAMENTAL EN EL DESARROLLO TECNOLÓGICO.

20. CROMAS

21. EL FUTURO YA ESTÁ AQUÍ
• NANOTUBOS DE CARBONO: ESTRUCTURA SIMILAR A LA DEL GRAFITO AUNQUE
OFRECE PROPIEDADES MECÁNICAS, TÉRMICAS Y ELÉCTRICAS POR ENCIMA DE LAS
QUE TENEMOS A NUESTRO ALCANCE HOY DÍA. EN MEDICINA E INGENIERÍA DE TEJIDOS
SE ESTÁ INVESTIGANDO EN SU USO PARA TRANSPORTAR FÁRMACOS AL INTERIOR DE
LAS CÉLULAS.
• FULLERENO: ES UNA MOLÉCULA DE CARBONO DE FORMA GEOMÉTRICA, QUE SE
SUELEN NOMBRAR POR EL NÚMERO DE CARBONOS QUE LA FORMAN, SIENDO EL C60 EL
MÁS CONOCIDO. ENTRE OTRAS UTILIDADES SE USAN PARA CREAR ANTIOXIDANTES Y
ACTUAR COMO AGENTES ANTIVIRALES.
• ESPUMA METÁLICA: COMPUESTAS DE UNA MATRIZ DE METAL CON UN ALTO
PORCENTAJE DE VACÍOS, LO QUE LAS HACE LIGERAS Y RESISTENTES. SE UTILIZAN EN
CONSTRUCCIÓN, INDUSTRIA AEROESPACIAL, Y EN LA PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO
Y LA RADIACIÓN.
• NANOCELULOSA: SU RESISTENCIA ES SUPERIOR A LA DEL ACERO, SIENDO SU PESO
MENOR. SE ESTÁ EMPLEANDO EN LA FABRICACIÓN DE CEMENTOS MÁS RESISTENTES,
IMPRESIÓN DE PRÓTESIS 3D Y EN LA CREACIÓN DE PANTALLAS FLEXIBLES.
• AEROGELES METÁLICOS: FORMADOS EN UN 98% DE AIRE Y SÓLO CON UN 2% DEL
METAL SÓLIDO. SE UTILIZA COMO AISLANTE TÉRMICO Y EN LOS PARACHOQUES DE LOS
COCHES.