Instituto: I. E. S. Nº 5 – “ JOSÉ EUGENIO TELLO ” S. S. DE JUJUY TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 PROFESORADO: PROFESORADO DE EDUCACIÓN TECNOLÓGICA PROFESORA: ING. MÓNICA HONORIA MENDIETA ESPACIO CURRICULAR: TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES TEMA: ¿POR QUÉ ESTUDIAR CIENCIA DE LOS MATERIALES? ALUMNA. TOLAY, MARTA JUDITH CADENA MARCOS ANTONIO CURSO: 3ER AÑO. AÑO: 2021 DIVISIÓN: 1 RA 1. PARA CADA UNA DE LAS SIGUIENTES APLICACIONES, DESARROLLAR UNA LISTA DE PROPIEDADES NECESARIAS Y DECIDIR QUÉ TAN SIGNIFICATIVO SERÍA EL ROL ECONÓMICO EN LA SELECCIÓN FINAL DE MATERIALES PROPIEDADES TUBERÍAS EN UNA CASA COBRE Polipropileno Polímero termoplástico, gran resistencia con solventes químicos. PEAD(polietileno de alta densidad) De alta densidad y bajas presiones. Acero PRFV(plástico reforzado con fibra de vidrio) Resistencia eléctrica, ROL ECONÓMICO Las tuberías se construyen con diversos materiales considerando técnicas económicas. En la actualidad los materiales, suelen ser aleaciones metálicas. ALAS EN AERONAVES PASTILLAS DE FRENO EN UN AUTO ASFALTO PARA PAVIMENTACIÓN DE CAMINOS Acero: Cualidades respecto a la resistencia. Aluminio Adecuada resistencia, baja densidad. Titanio Su densidad está entre el aluminio y acero. Fibra de boro Filamentos de tungsteno Fibras de vidrio-aluminio Cerámicos Preparados por la acción del calor . Fibras de cobre Semi-metálico Aramida Resistentes al calor y fuerte Polímero Viscosidad Presenta mayor resistencia, inversamente proporcional a la temperatura. Elasticidad Propiedad que tienen los materiales para recuperar su forma. Ductilidad Mantener sus propiedades con el paso del tiempo. Resistencia al corte Resistencia altas temperaturas. Susceptibilidad térmica Variación de sus propiedades con la temperatura Así mismo si se quiere un producto de buena calidad es necesario tener en cuenta los materiales que nos proporciona buena estructura, lo que hará menos sensibles a las pérdidas, amortiguación de ráfagas de viento. Hechas de material de fricción que genera fuerza de frenado, que tiene una resistencia al calor y desgaste. Todos estos materiales tienen desventajas, contribuyendo a la contaminación del medio ambiente; pero el problema puede ser minimizado, ya que esto implica productos de buena calidad. El asfalto tiene una suma importancia con todas las aplicaciones que hace a diario el hombre. Cada polímero añadirá un diferente material al asfalto ,con respecto al costo debemos tener en cuenta ya sea los materiales que vamos agregar dependiendo de las circunstancias de la temperatura y el tipo de terreno ; y poder así obtener un material de buena calidad y llegar y un producto final. 2. PARA CADA UNA DE LAS SIGUIENTES APLICACIONES, DESARROLLAR UNA LISTA DE PROPIEDADES NECESARIAS Y DECIDIR QUÉ TAN SIGNIFICATIVO SERÍA EL ROL ECONÓMICO EN LA SELECCIÓN FINAL DE MATERIALES PROPIEDADES ESTRUCTURAS DE BICICLETA LLANTAS PARA AUTOS PIEL SINTÉTICA PARA MALETAS TIJERAS Acero Aluminio Carbono Titanio ECONÓMICO Medio de transporte y esto contribuye a no contaminar nuestro medio ambiente. Un deporte que se practica sano y en competencias. Ejercita los músculos del cuerpo. LLANTAS Toroidal Superficie de revolución por una curva plana cerrada que gira alrededor de una recta o plana. Caucho Es un polímero elástico surge de una emulsión lechosa Permite un contacto adecuado y fricción con el pavimento. El precio de un neumático depende de las propiedades que se utilice escogiendo así una buena calidad. TUBERÍAS Fibras de polímero Tipo de material se le conoce como tejido de pelo. Acero Aleación de hierro con una cantidad de carbono, por la adicción del carbono y otros materiales, mejora sus propiedades físico-químicas Las tijeras aparecieron desde la edad media pero tenían forma de c. En la actualidad como sabemos han tomado una forma distinta, utilizados en varios ámbitos 3. CONSIDERE LA EVOLUCIÓN DE LOS MEDIOS DE GRABACIÓN DESDE LOS DISCOS DE VINILO HASTA LOS CD. ¿CÓMO CAMBIARON LOS RESTOS DE LOS MATERIALES? Durante casi 30 años los diversos productores de discos en todo el mundo buscaron y probaron con diferentes materiales para los discos de grabación. Algunos fueron hechos con goma dura o ebonita, goma laca, roca caliza o roca de pizarra, fibras de algodón, carbón negro, lubricante, etcétera. Se hicieron diferentes mezclas de materiales que dieron como resultado discos flexibles, duros, algunos irrompibles, de celuloide. Pero ninguno lograba reunir todas las características necesarias de costo y calidad de sonido. A excepción del vinilo, que era ligero, muy resistente, y presentaba niveles muy bajos de ruido, comparados con otros materiales, y se convirtió en el material perfecto, dando paso a la historia de los discos de vinilo. La empresa Philips asentada en Europa introdujo el casete compacto en el año 1963. Al año siguiente entró en los Estados Unidos bajo una marca registrada con el nombre de Compact Cassette, con la idea de reducir el tamaño tanto de los magnetófonos como de las cintas. El cassette es una caja plástica lo más cerrada posible para que no entre polvo en la cinta magnética, con un carrete de unos 100 metros (depende de la duración) de cinta plástica recubierta en óxido férrico u óxido de cromo, el otro carrete es el receptor de la cinta que circula. El ancho de la cinta es de 1/8 de pulgada.32 No obstante, tanto la reducción del ancho de la cinta como su velocidad produjeron que el casete perdiera fidelidad con respecto al magnetófono. Advent Corporation produjo en 1971 el modelo 201 que trajo una opción de reducción de ruidos llamada Dolby tipo B para una cinta de dióxido de cromo (Cr O2). El trabajo de investigación y de desarrollo del CD, que llegó al mercado en 1980, se lo debemos a las compañías Philips y Sony y se convirtió rápidamente en una alternativa a los populares discos de vinilo y a los "cassettes". La generalización del CD fue posible gracias a la sinergia entre ambas empresas: por un lado, Philips había desarrollado la tecnología de fabricación del disco, pero carecía de la experiencia de grabación de audio digital. Por su parte Sony tenía experiencia en el desarrollo y la aplicación de los circuitos de audio digitales, pero carecía de los conocimientos necesarios para hacer el soporte físico funcional. Fruto de esa colaboración se obtuvo el formato de 12 cm de diámetro para los CD y las características de los reproductores que se utilizan hoy en día. Un CD se compone de tres capas de materiales: · El soporte mecánico, de policarbonato plástico (1,2 mm), donde se realiza el proceso de formación de la información. · Una lámina delgada de aluminio (0,1 µm). · Una capa acrílica de protección (6 µm) de la capa de aluminio. 4. CLASIFIQUE LOS SIGUIENTES ENLACES COMO PRIMARIAMENTE IÓNICOS, PRIMARIAMENTE COVALENTES Ó METÁLICOS: a) CARBONO-OXÍGENO ENLACE COVALENTE b) SODIO-POTASIO ENLACE METÁLICOS c) SILICIO-CARBONO ENLACE COVALENTE d) POTASIO-CLORO ENLACE IÓNICO 5. ¿POR QUÉ LOS ELECTRONES DE VALENCIA JUEGAN UN ROL TAN IMPORTANTE EN EL ENLACE ENTRE LOS ÁTOMOS? Los electrones de valencia son de vital importancia porque participan en la formación de moléculas y compuestos ya que son los que se encargan de determinar la capacidad que tiene el átomo para poder formar enlaces. Los electrones de valencia son aquellos electrones que se encuentran ubicados en la capa más externa de un átomo y son los encargados de realizar la interacción de cada elemento con otros para poder formar enlaces, y de la estabilidad y fuerza de estos. El lugar donde se encuentran ubicados los electrones de valencia corresponde al último nivel del átomo. O más bien lo que sería el orbital más lejano. Los enlaces que se pueden formar son enlaces iónicos, covalentes o metálicos. 6. DISTINGA ENTRE ENLACES PRIMARIOS Y SECUNDARIOS Y DESCRIBA TRES EJEMPLOS DE ENLACES SECUNDARIOS. ● ENLACES PRIMARIOS, asociados por lo general con la formación de moléculas. -Enlace iónico: este enlace ocurre entre elementos metálicos y no metálicos. El elemento no metálico posee en su capa externa un mayor número de electrones que el elemento metálico. Luego ejerce una fuerza motriz importante sobre el electrón del elemento metálico, tendiendo al equilibrio completando el número de electrones necesarios para el nivel respectivo. -Enlace Covalente: los dos átomos enlazados comparten electrones. Si los átomos del enlace covalente son de elementos diferentes, uno de ellos tiende a atraer a los electrones compartidos con más fuerza, y los electrones pasan más tiempo cerca de ese átomo; a este enlace se le conoce como covalente polar. Cuando los átomos unidos por un enlace covalente son iguales, ninguno de los átomos atrae a los electrones compartidos con más fuerza que el otro; este fenómeno recibe el nombre de enlace covalente no polar o apolar. Si los átomos enlazados son no metales e idénticos (como en N2 o en O2), los electrones son compartidos por igual por los dos átomos, y el enlace se llama covalente apolar. Si los átomos son no metales pero distintos (como en el óxido nítrico, NO), los electrones son compartidos en forma desigual y el enlace se llama covalente polar —polar porque la molécula tiene un polo eléctrico positivo y otro negativo, y covalente porque los átomos comparten los electrones, aunque sea en forma desigual. -Enlace metálico: Los elementos metálicos tienen de uno a tres electrones en la capa externa, e esta condición los electrones son “relativamente libres”, y al ordenar una serie de átomos en una estructura, los electrones se deslocalizan formando una “nube o gas de electrones”. Los átomos se convierten en iones (tendiendo a repelerse), pero se mantienen unidos en la estructura, gracias a la atracción existente entre los iones positivos y los electrones negativos. ● ENLACES SECUNDARIOS, que se asocian generalmente con la atracción entre moléculas. Incluyen a: -Enlaces de Hidrógeno: Un enlace común es el enlace de hidrógeno. Son los más comunes en las moléculas con enlace covalente que contienen hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se producen entre átomos covalentes y oxigenados. Esto lleva a cargas eléctricas muy pequeñas alrededor del enlace de hidrógeno, y cargas negativas alrededor de los enlaces oxigenados Enlaces de van der Waals: Los enlaces de van der Waals son el enlace más débil, pero son unos gases increíblemente importantes, que son enfriados a temperaturas bajas. Estos enlaces son creados por pequeñas cargas de electrones positivos y negativos que producen una carga débil. Los enlaces de van der Waals se anulan por la energía térmica, causandoles una disfunción Ejemplos de enlaces Secundarios: Los puentes de hidrógeno se forman entre átomos con pares de electrones libres e hidrógenos unidos a nitrógeno o flúor: - Amoniaco (NH3) Agua (H2O) Ácido clorhídrico (HCL) 7. IDENTIFIQUE DOS PRODUCTOS COMERCIALES FABRICADOS CON CERÁMICAS. DESCRIBA EL TIPO DE CERÁMICA UTILIZADA Y POR QUÉ ESA CERÁMICA FUE LA MEJOR OPCIÓN PARA EL PRODUCTO. - - Platos de porcelana, porque para llegar a su fabricación el plato ha tenido que pasar por varios procesos incluyendo meterlo en horno y q se cocine a una temperatura adecuada y que sea resistenteAdornos para la casa, se escogió este material para darle forma a los objetos que vayamos a fabricar. 8. IDENTIFIQUE DOS PRODUCTOS COMERCIALES FABRICADOS CON METALES. DESCRIBA EL TIPO DE METAL UTILIZADO Y POR QUÉ ESE METAL FUE LA MEJOR OPCIÓN PARA EL PRODUCTO. - El vino y los licores, ya que fueron almacenados en contenedores de plomo, pueden también ser fuentes de exposición al metal. Tuberías, contienen plomo en los edificios y hogares. 9. DADA LA OPCIÓN DE USAR UN POLÍMERO TERMOPLÁSTICO O TERMOESTABLE CON PROPIEDADES SIMILARES PARA UNA APLICACIÓN ESPECÍFICA, POR QUÉ EL TERMOPLÁSTICO SERÍA UNA MEJOR OPCIÓN? El termoplástico sería una mejor opción porque su versatilidad y su gran capacidad de reutilización han hecho que este tipo de material vaya adquiriendo mayor popularidad, representando un gran porcentaje de todos los plásticos. Podemos encontrar diferentes tipos que se utilizan para aplicaciones específicas. Entre los más usados podemos destacar el polietileno, el policarbonato, el nylon o el policloruro de vinilo. Todos los termoplásticos tienen una temperatura de transición, por encima de ella son suaves y flexibles, por debajo duros y frágiles. Gracias a ello podemos utilizarlos en múltiples aplicaciones como los tubos de PVC en cañerías, o el nylon en fabricación de ropa. 10. CLASIFIQUE LOS SIGUIENTES MATERIALES EN POLÍMERO, METAL, CERÁMICA Ó COMPUESTO: a) FIBRA DE VIDRIO COMPUESTO b) CARBURO DE SILICIO COMPUESTO c) PAPEL ALUMINIO METAL d) TEFLÓN POLÍMERO e) SEDA COMPUESTO f) HORMIGÓN ARMADO COMPUESTO g) MANGANESO METAL 11. AVERIGÜE QUÉ MATERIALES SE REÚNEN PARA SU RECICLAJE EN SU MUNICIPIO Ó BARRIO. ¿QUÉ SUCEDE CON ESTOS MATERIALES CUANDO SALEN DEL CAMPUS? PRONOA S.R.L. – Ruta 1 Nº 1247 – (CP 4600) PALPALÁ –JUJUY – ARGENTINA En la planta que está en Palpalá se reciclan botellas, tiene el proceso completo: se ejecuta la molienda mecánica, el lavado y se entrega el producto en escamas. Este plástico vuelve en cerdas de los escobillones. Desde el origen quienes separan las botellas plásticas, los que las acopian y llevan a la planta, la planta que procesa y entrega en escamas o sea con valor agregado y luego el traslado a las fábricas de escobillones. Convierte a este reciclado en una actividad económica con 20 empleados activos. 12. CONSIDERE LOS CICLOS DE VIDA PARA LAS BOLSAS DE PAPEL Y PLÁSTICO PARA ENVOLTORIOS. ¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS AMBIENTALES Y ECONÓMICAS DE CADA OPCIÓN? - Bolsas de papel Ventaja ● Son reciclables. La materia prima en la que han sido confeccionadas es reciclable, es decir convertibles en otro producto de papel. ● Son reutilizables. Tienen una vida útil amplia y larga, los clientes les pueden dar mil usos e incluso cederlas a otras manos para que su utilización continúe. ● Son sostenibles. Ante las directrices del Plan Nacional Integrado de Residuos que establecen la reducción del consumo de las bolsas de un solo uso y la prohibición de las bolsas no biodegradables. ● Son resistentes. Por el grosor del papel, su calidad y las asas que llevan. La nueva generación de bolsas de papel son muy resistentes al peso y a la humedad. ● Distintos formatos y utilidades. Distintos tamaños, tipos de papel, formatos y utilidades, para comida, para ropa, para frutas, para farmacias, para librerías, para joyerías… ● Son exclusivas. Diseñadas de forma exclusiva, siendo un excelente medio de publicidad empresarial. Desventaja ● Contamina: La producción de papel contamina el aire, específicamente contamina un 70% más de lo que contamina la producción de plástico. De acuerdo a ciertos estudios, la manufacturación de papel emite un 80% más de gases invernaderos y, hay que considerar también que producir papel requiere árboles que, de otra forma, podrían estar absorbiendo dióxido de carbono. ● Consume energía: A pesar que el proceso de producción de bolsas de plástico involucra petróleo, resulta que la producción de bolsas de papel consume cuatro veces más energía que una bolsa de plástico. Lo que significa que la producción de bolsas de papel consume una buena porción de combustible también. ● Consume agua: La producción de bolsas de papel usa tres veces la cantidad de agua de la que se requiere para hacer bolsas de plástico. ● Reciclaje ineficiente: El proceso de reciclaje de papel puede ser ineficiente – con frecuencia consume más combustible que el requerido para hacer una nueva bolsa de papel. En adición, toma alrededor de un 91% más de energía reciclar una libra de papel que una de plástico ● Produce desperdicio: De acuerdo a algunas medidas las bolsas de papel generan un 80% más de desperdicios sólidos Ventaja: Bolsas de plástico SOSTENIBILIDAD se pueden reciclar. En las plantas de tratamiento las transforman en un granulado plástico, granza de polietileno y las usan para fabricar otros productos. ● Sostenibilidad: todas las bolsas se pueden reciclar, sean del material que sean. ● Resistencia: la calidad de los materiales que se usan para su fabricación es muy importante, pero por lo general las bolsas de plástico tienen una resistencia superior a otro tipo de bolsas. Aguantan hasta 9 kilos. ● Impermeabilidad: tienen la gran ventaja de no verse afectadas por líquidos. Puede llover o llevar productos congelados que no afectará a su función. ● Durabilidad: las puedes reutilizar muchas veces, y para muchas cosas. ● Accesibilidad: Es un producto que funciona muy bien en relación calidad/precio. DESVENTAJA AMBIENTAL Y ECONÓMICAS ● Según el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), los plásticos, especialmente las botellas y las bolsas, son los restos que más se encuentran en los basureros marinos, llegando a ser el 80 % de los desperdicios que podemos encontrar en los océanos del mundo. Crean verdaderas islas de centenares de km de desperdicios flotantes que las corrientes acumulan en determinados puntos de los océanos. ● Los residuos de las bolsas de plásticos arrojados al mar, en muchas ocasiones, son confundidos con comida por parte peces, ballenas, tortugas y pájaros, lo que según la PNUMA produce la muerte de alrededor de un millón de aves y como cien mil mamíferos marinos al año, por obstrucción del tubo digestivo o asfixia. ● La fabricación de las bolsas de plástico emite a la atmósfera cuatro gramos de CO2 por cada una. Lo que supone 441.000 toneladas de CO2, anuales solo en España el 0,1% de la contaminación de CO2 del país. ● Se deben destinar partidas millonarias a la limpieza de estos residuos que atascan salidas de agua. ● También disminuyen la pesca debido a la gran cantidad de peces muertos a causa de las bolsas de plástico. Esto supone un gran inconveniente para la industria pesquera y de los millones de personas que viven de ésta. ● El reciclaje es costoso a nivel energético.
