Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal.

A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. Los metales, la piedra o la arena son materiales de origen mineral.

A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho.

Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que usamos en muchas prendas de vestir, en bolsos, zapatos, etc.

Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos.

Algunas veces necesitamos combinar las propiedades de varios tipos de materiales en uno solo, para lo cual se usan materiales compuestos. Un ejemplo de material compuesto es el tetrabrick, que está formado por capas de material plástico, cartón y aluminio. El plástico hace que sea impermeable. El cartón aporta resistencia. El aluminio conserva los alimentos sin dejar pasar la luz.

Normalmente, los materiales metálicos

no se utilizan en estado puro, sino formando aleaciones. Una aleación está compuesta de dos o más elementos, siendo al menos uno metálico. Como por ejemplo:

El acero, aleación de hierro y carbono. El bronce, aleación de cobre y estaño. El latón, aleación de cobre y cinc

A lo largo de esta unidad estudiaremos en detalle las propiedades de los materiales. Según estas propiedades, podemos clasificar los materiales más usuales en los siguientes grupos: maderas, metales, plásticos, materiales pétreos, cerámicas y vidrios o materiales textiles.

MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADES EJEMPLOS OBTENCIÓN

Madera Muebles. Estructuras. Embarcaciones.

No conduce el calor ni la electricidad. Fácil de trabajar.

Pino. Roble. Haya.

A partir de árboles.

Metal Clips. Cuchillas. Cubiertos. Estructuras.

Buen conductor del calor y la electricidad. Dúctil y maleable.

Acero. Cobre. Estaño. Aluminio.

A partir de determinados minerales.

Plástico

Bolígrafos. Carcasas de electrodomésticos. Envases.

Ligero. Mal conductor del calor y la electricidad.

PVC. PET. Porexpán (corcho blanco). Metacrilato.

Mediante procesos químicos, a partir del petróleo.

Pétreos Encimeras. Fachadas y suelo de edificios.

Pesados y resistentes. Difíciles de trabajar. Buenos aislantes del calor y la electricidad.

Mármol. Granito. Se obtienen de las rocas, en canteras.

Cerámica y vidrio

Vajillas. Ladrillos, tejas. Ventanas, puertas. Cristales.

Duro. Frágil. Transparente (solo vidrio).

Loza. Porcelana. Vidrio.

Cerámica: a partir de arcillas y arenas por moldeado y cocción. Vidrio: se obtiene mezclando y tratando arena, caliza y sosa.

Textiles Ropa. Toldos.

Flexibles y resistentes. Fáciles de trabajar.

Algodón. Lana. Nailon.

Se hilan y tejen fibras de origen vegetal, animal o sintético.

¿Por qué utilizamos diferentes materiales? Porque tienen distintas propiedades. Así,

hay materiales capaces de soportar cargas pesadas (pensemos en los puentes construidos con hormigón o acero); otros son elásticos, por lo que pueden deformarse sin romperse: es el caso de la goma; otros conducen bien el calor o la electricidad, etc.

A continuación estudiaremos el comportamiento de los materiales en diversas situaciones: frente a los esfuerzos, frente al calor o frente a la electricidad.

Imaginemos que situamos tres cargas iguales sobre tres láminas de distintos materiales

Una lámina de goma se deforma cuando situamos encima la carga. Pero cuando retiramos la carga, la lámina recupera su forma original.

Una lámina de chapa de acero se deforma ligeramente cuando situamos encima la carga. Cuando retiramos la carga, la lámina no recupera su forma.

Una lámina fina de madera puede romperse si no soporta la carga. En el ejemplo anterior, si la carga es ligera, la lámina de madera no se romperá, aunque puede combarse. Pero al aumentar la carga, la lámina de madera termina por romperse. La resistencia de un material está relacionada con la carga máxima que puede soportar antes de romperse. Los materiales más resistentes como, por ejemplo, el hormigón o el acero, pueden soportar cargas más elevadas sin romperse.

Por el contrario, el material más resistente de los tres analizados es el acero, pues su lámina soporta la carga sin romperse (aunque se deforma ligeramente). La goma, aunque no se rompe, se deforma con facilidad: es un material elástico.Por tanto, hay materiales resistentes que se deforman con facilidad. Otros materiales, como el vidrio, son resistentes; no se deforman de manera permanente, pero se rompen con facilidad: son materiales frágiles.

Cuando colocamos una sartén en el fuego, la parte metálica de la misma se calienta notablemente: si intentamos tocarla, nos quemamos. Esto permite que se cocinen los alimentos, pues el calor pasa desde el fuego a la sartén y luego desde la sartén hasta los alimentos.

Sin embargo, podemos tomar la sartén por el mango de baquelita sin quemarnos. ¿Cómo es posible esto? Sencillamente porque la baquelita es un material plástico que, al contrario que el metal, conduce mal el calor.

En la naturaleza existen materiales buenos y malos conductores del calor. Los metales y muchos materiales cerámicos son buenos conductores del calor. Por el contrario, los plásticos o la madera son malos conductores del calor

Si observamos un cable, vemos que está formado por dos tipos de materiales: un metal en el interior (el hilo conductor) y un plástico en la parte externa (la cubierta aislante). ¿Por qué se emplean estos materiales? Porque el cobre es un buen conductor de la electricidad, es decir, permite que las cargas eléctricas se muevan por su interior con facilidad, mientras que los plásticos son, en general, malos conductores de la electricidad.

Hay otras propiedades que caracterizan a los materiales y que justifican su uso en determinadas aplicaciones. El vidrio y algunos plásticos, por ejemplo, son transparentes; los plásticos son impermeables, etc.