Evolución y Aplicaciones de los Materiales Industriales: Desde la Antigüedad hasta los Polímeros Modernos
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Tecnología Industrial
Escrito el en 
español con un tamaño de 5 KB
Nuevas Necesidades y la Evolución de los Materiales
Introducción Histórica
La historia de la humanidad está intrínsecamente ligada a la evolución de los materiales, desde aquellos encontrados en la naturaleza hasta los que han sido transformados mediante procesos físicos y químicos.
La Edad de Piedra
En esta era, los materiales y rocas se seleccionaban según su dureza y tonalidad, pudiendo ser compuestos silicatados o compuestos de arcilla.
- Paleolítico Inferior: Se desarrolló el control del fuego y las técnicas de tallado.
- Neolítico: Se inició el uso de la cerámica.
La Edad de los Metales
Esta etapa marca el inicio de la metalurgia.
El Bronce y el Hierro
El hierro se funde a 1500 ºC. De este se obtiene el acero, que se funde a una temperatura menor (aproximadamente 1100 ºC), es más resistente, pero también más susceptible a la corrosión.
Innovaciones en Materiales Antiguos y Modernos
Alrededor del 1500 a.C., la maestría en los metales impulsó también el desarrollo en el uso de la madera y el vidrio. En el año 20 a.C., Vitruvio describió el método de obtención del hormigón. La técnica de soplado de vidrio apareció en el 50 a.C., experimentando un estancamiento hasta el siglo XVII. Durante los siglos XVII y XVIII, la demanda de materiales como el acero (Fe+C), el hierro dulce (Fe con bajo contenido de C) y la fundición (Fe con alto contenido de C) experimentó un notable aumento.
La Revolución Industrial y el Siglo XX: Hacia la Era de la Innovación
A mediados del siglo XVIII (S. XVIII), la Revolución Industrial trajo consigo la aparición de nuevos elementos y aleaciones como el níquel, el wolframio, el cromo, el titanio y el aluminio. El aluminio, aunque abundante en la corteza terrestre, es difícil de separar, requiriendo procesos como la electrólisis.
Siglo XIX
Surgimiento del cemento y el caucho vulcanizado.
Siglo XX y Últimas Décadas
El siglo XX vio la introducción de materiales como el Pyrex y los polímeros. Entre los polímeros destacados se encuentran:
- Celuloide: Obtenido por transformación de la celulosa.
- Baquelita: El primer plástico totalmente sintético.
- Nailon: Una de las primeras fibras sintéticas.
En los últimos 60 años, la innovación ha sido exponencial, destacando:
- Fibra óptica: Capaz de conducir señales eléctricas y luminosas con gran eficacia.
- Materiales cerámicos avanzados: Con propiedades aislantes superiores.
- Materiales electrónicos: Como el transistor de germanio.
- La era del silicio: Representada por los microchips.
Los Polímeros: Fundamentos y Clasificación
Los polímeros son sustancias formadas por macromoléculas que resultan de la unión de unidades más pequeñas llamadas monómeros.
Clasificación de los Polímeros
Se clasifican según diversos criterios:
- Según su origen: Naturales o sintéticos.
- Según sus propiedades mecánicas:
- Elastómeros: Como el neopreno o el caucho.
- Plásticos: Como el PVC.
- Fibras: Como el nailon.
- Recubrimientos: Generalmente líquidos.
- Adhesivos: Como el pegamento de cianocrilato.
- Según su comportamiento al calentarse:
- Termoplásticos: Pueden fundirse y reformarse sin descomponerse.
- Termoestables: Se descomponen al fundirse y no pueden ser reformados.
Estructura y Aplicaciones de los Polímeros
Estructura Polimérica
La estructura de los polímeros puede ser lineal, ramificada, entrecruzada o reticulada.
Aplicaciones Comunes de los Polímeros
- Poliestireno y Polipropileno: Gran fuerza y resistencia al impacto.
- Poliestireno Expandido (EPS): Aislante en construcción (compuesto por un 95% de gas).
- Polietileno (PE): Resistente a ácidos y disolventes.
- Nailon: Utilizado en fibras textiles, paracaídas y cuerdas de arrastre.
- Polietilentereftalato (PET): Buenas propiedades ópticas, mecánicas y térmicas.
- Policloruro de Vinilo (PVC): Alta resistencia, baja densidad y no inflamable.
Polímeros y el Medio Ambiente
Los polímeros, al ser derivados del petróleo y el carbón, son difícilmente degradables. Es crucial aplicar el proceso de las 3R: Reducir, Reutilizar y Reciclar para mitigar su impacto ambiental.