Tercera Unidad: Las Materias Primas. Departamento de Educación Tecnológica. Enseñanza Básica
LAS MATERIAS PRIMAS Explotación de Materia Prima La base de toda actividad económica es la producción de materia prima. Estas son sustancias vegetales, animales o minerales que pueden consumirse sin mayores transformaciones (como la fruta, la carne, y la sal) o que sirven de base para la elaboración de los distintos productos destinados a satisfacer las necesidades humanas.
Los seres humanos inician y ponen fin al proceso económico; al principio por necesidad y luego caracterizando el proceso al diferenciar el consumo y el tipo de actividad económica de acuerdo con las características de cada grupo humano. Todos los elementos de la naturaleza que el hombre puede utilizar con el fin de satisfacer sus necesidades se denominan recursos naturales. El aire, la energía solar, el petróleo, los vegetales, los animales, son todos ejemplos de recursos naturales. Algunos son utilizados directamente por el hombre y otros son aprovechados como materia prima para la elaboración de otros productos. Los materiales naturales son aquellos que el hombre extrae de la naturaleza. Para ello, explota recursos naturales de origen vegetal, animal o natural. Los recursos naturales o riquezas que la Tierra proporciona a los seres humanos se pueden clasificar por el “grado de naturalidad” en: Recursos Naturales Absolutos Recursos Naturales sólo en parte Son los elementos o factores que existen Los seres humanos intervienen sobre los independientemente de la voluntad de la elementos naturales y éstos dejan de ser población (montaña, agua de mar, océanos y “naturales absolutos” (un embalse, un bosque ríos, la luz solar y el clima). forestado, un campo cultivado).
Tercera Unidad: Las Materias Primas. Departamento de Educación Tecnológica. Enseñanza Básica Los Recursos Naturales RENOVABLES y NO RENOVABLES Un recurso natural es todo componente de la naturaleza cuya cantidad varía debido a que los seres vivos lo utilizan para poder vivir. Por ejemplo, los materiales naturales que emplea el hombre para fabricar productos elaborados, el oxígeno del aire que usamos para respirar, los minerales del suelo absorbidos por las plantas para crecer, etc. Los recursos pueden ser, respectivamente no renovables y renovables, según se agoten o no. Por ejemplo, el petróleo, el gas natural y el carbón que utilizamos son recursos que tardaran millones de años en formarse. No obstante, el hombre los consume rápidamente, por lo cual podrían llegar a agotarse antes de que se vuelvan a formar. En consecuencia, son recursos no renovables. En cambio el algodón, la madera y la energía eólica son recursos renovables puesto que están en constante formación.
Materias primas o materiales naturales: La naturaleza ofrece gran variedad de materiales para que el hombre pueda utilizarlos en su provecho. Aquellos que obtiene directamente desde el medio, sin procesos previos de elaboración o con muy pocos, los llamaremos materias primas: Las materias primas son los materiales extraídos de la naturaleza que nos sirven para construir los bienes de consumo. Se clasifican por su origen: vegetal, animal, y mineral. Antes de construir o fabricar definitivamente un bien de consumo, las materias primas se transforman en un primer paso en productos semielaborados o semiacabados.
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De origen vegetal: Estos materiales que, como su nombre lo indica, son de origen vegetal, están presentes en una gran cantidad de productos de la vida cotidiana. Su variedad y heterogeneidad es muy grande, y las propiedades y características varían mucho de unos a otros. Entre los mismos podemos mencionar: la madera, la celulosa, el algodón, el cáñamo, la goma, madera, caucho, vegetal, lino, etc. De origen animal: Estos materiales están presentes en una gran cantidad de productos de la vida cotidiana. Su variedad y heterogeneidad es muy grande, y las propiedades y características varían mucho de unos a otros. Entre los mismos podemos mencionar: el cuero, la lana, la seda, lana, piel, seda, cuero, etc. De origen mineral: Usamos el término mineral en forma genérica para referirnos a los constituyentes no vivos de la corteza terrestre, entre los cuales se incluyen elementos compuestos y mezclas que tienen rasgos definidos de composición química y propiedades. Generalmente son inorgánicos, pero a veces incluyen combustibles fósiles, por ejemplo carbón, petróleo, que son de origen vegetal o animal; los minerales son las materias primas de una amplia variedad de elementos (principalmente metales) y compuestos químicos. metal: hierro, cobalto, mercurio, etc.
Los materiales de origen mineral se suelen dividir en metálicos y no metálicos (metales y no metales). MATERIALES METÁLICOS: 1. Son materiales metálicos los metales y sus aleaciones. Los metales son elementos químicos que presentan, en mayor o menor grado, características como: buena conductividad eléctrica y térmica, brillo, opacidad, dureza, fusibilidad, plasticidad, etc.
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Los materiales metálicos se pueden subdividir en dos grandes grupos Los ferrosos. El primer grupo comprende el Los no ferrosos: El segundo grupo hierro y los materiales de él derivados: el acero comprende todos los otros metales y sus y la fundición. aleaciones. A su vez En función del peso, los metales se pueden subdividir en dos grupos: Metales ligeros: Los metales ligeros son metales pesados: Los metales pesados son aquellos cuyo peso específico es inferior a aquellos cuyo peso específico supera los 5 5kg/dm³ (aluminio, magnesio, titanio, berilio, km/dm³ (plomo, hierro, cobre, estaño, cromo, litio, bario, sodio, potasio, calcio, estroncio, manganeso, cobalto, zinc, molibdeno, mercurio, rubidio, cesio, radio, etc. plata, oro, platino
MATERIALES NO METÁLICOS El término no metal incluye dos grupos de elementos: un grupo consta de elementos que tienen poca o ninguna similitud con los metales, generalmente no poseen sus características, y el otro grupo consta de elementos que no son más parecidos a metales, especialmente en cuanto a sus propiedades eléctricas; los elementos de este grupo son semiconductores. Algunas veces se los cita como metaloides. 1. El primer grupo consta de gases (gases nobles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, cloro, flúor), un líquido (bromo) y varios sólidos (carbono, fósforo, azufre, iodo). Los elementos de este grupo son malos conductores del calor y de la electricidad (excepto el carbón puro cuando se encuentra bajo la forma de grafito); no tiene brillo metálico, ni la dureza de los metales (excepto el carbón puro cuando tiene la forma de diamante). 2. El segundo grupo incluye boro, silicio, arsénico, germanio, selenio, teluri, antimonio, polonio, etc., todos los cuales son sólidos que poseen, en cierto grado, propiedades semiconductoras, al respecto merece destacarse el germanio y el silicio.
Recordemos que el silicio es uno de los elementos más abundante de la corteza terrestre, aunque casi nunca se lo encuentra en forma elemental, sino que en numerosos minerales, como el cuarzo por ejemplo, y es el componente principal de la arena. Se lo emplea desde la antigüedad en la fabricación del vidrio y de la cerámica, y hoy se usa también en la fabricación de transistores, circuitos integrados, células solares, cristales de cuarzo para relojes, fibra óptica y en la industria de los polímeros (plásticos) de silicona. El término no metal también se suele usar en un sentido amplio para referirse, en general, a los materiales sólidos que no son metales (plásticos, textiles, etc.).
Materiales elaborados Otros materiales, que están también en la naturaleza, requieren de ciertos procesos de transformación para que puedan ser utilizados, a éstos los llamaremos materiales elaborados: Cartón, Papel, Plástico, Teflón, Velcro, Nylon. La expresión materias primas presenta dos enfoques distintos, por un lado se puede considerar que abarca las sustancias no elaboradas obtenidas del subsuelo o producidas por la agricultura que son la base de los materiales que se
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utilizan en la producción de bienes o la provisión de servicios, pero por otro laso se puede considerar que abarca los materiales de base requeridos para la fabricación de un producto. Las materias primas son uno de los grandes pilares del desarrollo técnico-tecnológico. Mediante tratamientos físicos o químicos (refinación, aleación, síntesis química, etc.) las materias primas obtenidas directamente de la naturaleza se transforman en materiales aptos para su uso en aplicaciones técnico-tecnológicas . Existe una variedad muy grande de materiales, a fin de sistematizar su análisis es interesante clasificarlos. Evidentemente existen diversas formas de hacerlo, según se tenga en cuenta sus orígenes, sus propiedades, su naturaleza, su estructura, etc. A continuación plantearemos algunas formas de clasificación:
Clasificación de los materiales en función de su naturaleza En función de su naturaleza los materiales se pueden clasificar en: naturales y artificiales. MATERIALES NATURALES MATERIALES ARTIFICIALES Los materiales naturales son los que (en Los materiales artificiales son los producidos estado bruto, o sujetos a un proceso de por el hombre, partiendo de materiales purificación) existen en la naturaleza (por naturales (por ejemplo: el papel, el bronce, el ejemplo: hierro, madera, cobre, petróleo, agua, latón, el vidrio, la cerámica, etc.). mármol, arena, etc.). Entre los artificiales podemos señalar a los sintéticos.
Clasificación de los materiales en función de su estructura: Desde una óptica ingenieril, los materiales técnicos se pueden clasificar, según su estructura (atómica y/o microscópica), en cuatro grandes grupos: 1. Metales. 2. Cerámicas (y vidrio). 3. Polímeros. 4. Semiconductores. A éstos se les pueden agregar los compuestos. Los materiales compuestos son mezclas no homogéneas de los tres primeros. Los tres primeros y los compuestos pueden considerarse materiales estructurales, mientras que los semiconductores, que se caracterizan por su conductividad eléctrica particular, e intermedia entre la de los conductores y la de los no conductores, pertenecen a un campo particular, el de la electrónica. Esta clasificación se fundamente en el hecho de que las propiedades, es decir las características observables de los materiales técnicos, dependen de su estructura a escala atómica y/o microscópica.
Materiales de Construcción: Una categoría especial son los Materiales de construcción, entendiendo por materiales de construcción los utilizados en la construcción de edificios. La importancia del tema queda en evidencia cuando pensamos que la construcción ha sido a lo largo de la historia una de las actividades prioritarias del hombre. Los materiales de construcción pueden clasificarse en: naturales y artificiales. Entre los materiales naturales podemos mencionar: mármoles, granitos, arena, grava, maderas. Entre los materiales artificiales podemos mencionar; piedras artificiales, productos cerámicos, ladrillos, tejas, vidrios, plásticos, etc. En la construcción los plásticos tienen un gran campo de aplicaciones, cañerías de agua y de luz, desagües, barnices, revestimientos protectores, paneles etc.