Propiedades de los Materiales y su Uso Racional: Diseño, Reciclaje y Gestión de Residuos

Criterios para la Elección Adecuada de los Materiales

Propiedades de los Materiales

Es fundamental tener un profundo conocimiento sobre las propiedades de los distintos materiales que se pueden emplear para la fabricación de objetos. Por ejemplo, los pantalones deben ser elásticos, resistentes a temperaturas medias o elevadas y al rozamiento, además de ser agradables al tacto.

Tipos de Esfuerzos

Los esfuerzos a los que están sometidas cada una de las piezas dependerán del lugar y la dirección en la que actúan las fuerzas. Una misma pieza puede verse sometida a diferentes tipos de esfuerzos. Por ejemplo, un trampolín soporta fuerzas de torsión y flexión.

Diseño de Piezas

Un mismo material, dependiendo de su forma y de la dirección de la fuerza que actúa sobre él, resistirá mejor o peor los esfuerzos.

Uso Racional de los Materiales

Agotamiento Prematuro de los Materiales

A) Renovables

Son aquellos que, con un uso racional, no se agotarán, ya que, pasado cierto tiempo, se obtendrán otros. Ejemplos: madera, papel.

B) No Renovables

Proceden del interior de la Tierra y, una vez usados, si no se reciclan, pueden acabar agotándose. Ejemplos: cobre, aluminio.

Soluciones Adoptadas

1. Nuevos Diseños: Se puede reducir el volumen de materia prima empleada para fabricarlo. Ejemplo: los botes de refresco han reducido su peso en más de un 30%.
2. Reciclado: Cuando el producto llega al final de su vida útil, se deben reciclar, separar y seleccionar con facilidad las piezas que lo componen.
3. Reutilización: Se pretende que, dentro de las condiciones de seguridad pertinentes, se puedan volver a utilizar productos o piezas. Ejemplos: botellas de refrescos, bolsas de supermercado.

Residuos Industriales

Tipos

A) Residuos Inertes

No presentan ningún riesgo para el ambiente ni para las personas, ya que la propia naturaleza los degrada o, una vez en el vertedero, no experimentan transformaciones. Ejemplos: fibras textiles y ladrillos.

B) Residuos Tóxicos y Peligrosos

Sustancias inflamables, corrosivas, tóxicas o que pueden producir reacciones químicas. Pueden ser sólidas, líquidas o gases.

Operaciones con los Residuos

A) Reducción en Origen

Las nuevas tecnologías permiten generar menos residuos o utilizar otros procesos de fabricación.

B) Tratamiento

1. Físicos: Consiste en separar el residuo del resto.
2. Químicos: Neutralizan el residuo tóxico, haciéndolo reaccionar con determinados reactivos.
3. Biológicos: Se hacen fermentar o se introducen en digestores, tanques en los que se dejan los residuos para que los microorganismos los transformen mediante descomposición bioquímica en sustancias más simples y estables.

C) Incineración

Los residuos se introducen en hornos especiales. Con ello se reduce su volumen y se obtiene energía térmica.

D) Vertido Controlado

El emplazamiento del vertedero debe ser estudiado con antelación para evitar que puedan contaminar aguas o tierras circundantes a través de filtraciones.

Energía Mareomotriz

Las mareas tienen su origen en la atracción del Sol y de la Luna. En las zonas donde se producen grandes mareas se puede cerrar un estuario o bahía mediante una gran presa. Esta presa dispone de uno o varios agujeros, donde se coloca una turbina reversible. Cuando sube la marea, se cierra la compuerta para que no entre agua. Cuando la marea está próxima a su punto más alto (pleamar), se abre la compuerta y la turbina funciona como si se tratase de un embalse (el agua entra hacia el estuario).

Residuos Sólidos Urbanos

Hay dos formas de obtener energía:

A) Incineración

Se queman los residuos combustibles, obteniendo calor, que se puede usar para producir electricidad, para la calefacción, para usos industriales, etc.

B) Fermentación de Residuos Orgánicos

Se obtiene biogás como combustible.

Energía de las Olas

El aprovechamiento de este tipo de energía suele resultar difícil y complicado, ya que requiere grandes estructuras que soporten los temporales sin romperse. Estas construcciones producen un grave impacto medioambiental. Los proyectos en funcionamiento más significativos son el cilindro de Bristol y el Pato de Salter. En España, la empresa Gas Natural Fenosa tiene un proyecto instalado en Coruña. La mayoría de los dispositivos construidos se basan en alguna de estas tres técnicas de aprovechamiento: empuje de la ola, altura de la ola y presión.