[2011/2012] Tarea 5.1: Historia de los materiales


DESCRIPCIÓN Y SOLUCIÓN DE LA TAREA
Ciencias para el Mundo Contemporáneo 
1º de Bachillerato · Unidad 5 · Creación de nuevos materiales
1.- Desde la época prehistórica, los primitivos humanos comenzaron a  proveerse de materiales diversos que tenían a su alcance en su entorno natural de supervivencia. Así, fueron seleccionando aquellos materiales que les resultaban más útiles para la caza, la protección contra el frío o la producción y control del fuego, entre otras necesidades vitales. La evolución de la humanidad ha estado ligada al dominio de los materiales.
En la línea del tiempo se han marcado varios hitos relacionados con el descubrimiento de nuevos materiales. Tienes que ayudarnos a completarla. Identifica cada periodo y busca información acerca de los materiales que representan mejor a cada época. Indica qué ventajas e inconvenientes supuso su descubrimiento. Incluye una imagen significativa del uso de dichos materiales. Con la información seleccionada completa la siguiente tabla que servirá como base de datos para completar la línea de tiempo "historia de los materiales".
Primer período (Desde hace 2,5 millones de años hasta el año 3000 a. C.)

Materias o materiales más representativos utilizados en esa época

· Herramientas de piedra, madera, huesos, cuernas, cestos, cuerdas, cuero.


Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento

· Adquisiciones tecnológicas como fuego, herramientas, vivienda, ropa...
· Evolución social.
· Revolución económica desde un sistema recolector-cazador, hasta un sistema parcialmente productor.
· Revolución hacia un sistema económico productivo: agricultura y ganadería.

Segundo período (Desde el 5000 a. C. hasta el 1500 a. C.)

Materias o materiales más representativos utilizados en esa época

· Cobre, cerámica.

Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento

· Auge de la metalurgia calcolítica balcánica.
· intensificación de la producción.
· Nuevos modelos de ocupación del territorio.
· Especialización artesanal.
· Incremento de los intercambios.
· Estratificación social.
· Aumento de la productividad en la agricultura.
· Revolución de los productos derivados.
· Incremento y diversificación de la producción y los intercambios.

Tercer período (Desde el 2000 a. C. hasta el -0 a. C.)

Materias o materiales más representativos utilizados en esa época
· Bronce y herramientas de bronce.


Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento
· Mejoraron las técnicas constructivas navales.
· Sustitución de los enterramientos colectivos por otros individuales, que pasaron a situarse en el interior de los poblados.
· Aumento de la riqueza y de la diferenciación social.
· Producción de armas.
Cuarto período (Desde el 800 a. C. hasta el 1000 d. C.)

Materias o materiales más representativos utilizados en esa época

· Hierro, plata y oro.

Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento

· Herramientas más resistentes y baratas.
· Producción de armas, útiles e construcción, etc.

Quinto período (1900: Revolución Industrial)
Materias o materiales más representativos utilizados en esa época

· Metales, carbón, vapor,

Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento

· La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura.
· Mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro.
· La expansión del comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de transportes y posteriormente por el nacimiento del ferrocarril.
· Producción y desarrollo de nuevos modelos de maquinaria.
· La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura.
· Producción en serie.
· Grandes diferencias económicas entre la sociedad.
· Cambio climático.
Vista la recopilación de información que has realizado, explica qué diferencia hay entre materia y material.
· La materia es todo aquello que ocupa un determinado volumen y que posee masa.
· Un material, es una sustancia, es decir todo aquello que está hecho de materia contando con una composición química específica.
· Por lo tanto los materiales están compuestos de materia pero la materia no está compuesta por materiales.
2.- En el siguiente video se hace una revisión de los nuevos materiales que se están desarrollando actualmente. Las características de estos materiales abren el camino hacia aplicaciones que inciden de una forma directa en vida diaria de los ciudadanos.
Canal de video de MaterFAD
Resume la importancia de los materiales que aparecen en el vídeo y completa la tabla que aparece en la plantilla de la tarea.
Materiales
Propiedades
Aplicaciones
Ejemplos de utilización
Aerogel

Densidad muy pequeña.
Está compuesto por un 99% de aire.
Superficie especifica muy grande.
Transparencia.
Bajo indice de refracción.
Aislante térmico. Como aislante térmico ultraligero para estructuras aéreas.
Materiales con memoria
de forma

Efecto memoria de forma. El material es deformado a una temperatura y al aplicarle otra, vuelve a su forma inicial.

Alambres vasculares.
Válvulas.
Automoción.
Intervención de cierre craneal.
Cerámicas técnicas

Muy conductor de la electricidad.
Material magnético.
Alta resistencia al impacto.

Prótesis.

Prótesis de caderas.
Siliconas

Material muy versátil.
Material ergonómico.

Ortopedia.
Prótesis.
Plantillas.

Ferrofluidos
o Materiales inteligentes
Capacidad de cambiar algunas de sus propiedades reológicas. Amortiguadores. Amortiguadores de coches de carrera.
3. Reconstruir las partes dañadas del cuerpo humano ya es una realidad. Los biomateriales están destinados a servir de repuestos de las partes "estropeadas" de nuestro cuerpo. El campo de los biomateriales ha experimentado un espectacular avance en los últimos años y una motivación importante para ello ha sido el hecho de que la esperanza de vida aumente de forma considerable. Identifica el uso, para estos fines, de nuevos materiales en campos relacionados con la biomedicina, exponiendo brevemente para qué se utilizan y cuáles son sus características. Completa la tabla que aparece en la plantilla de la tarea y contesta.

Odontología: En implantes dentales se utiliza una pieza de titanio con forma de tornillo, especialmente diseñado para ser instalado en el hueso, y sustituir artificialmente la raíz de un diente perdido, para posteriormente poder reemplazar la pieza perdida.
Es un metal que tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricación de muchas prótesis e implantes de este metal.

Estética: Para realizar implantes mamarios se utilizan prótesis de silicona .
La silicona es un polímero inoloro e incoloro hecho principalmente de silicio. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones médicas y quirúrgicas.

Traumatología: Los materiales biocerámicos se utilizan por ejemplo para los implantes de cadera en los que también suelen utilizarse conjuntamente con materiales metálicos, y poliédricos.
La cerámica técnica es un material de gran dureza y resistencia al impacto.

Cirugía cardíaca: Las prótesis valvulares cardíacas son válvulas de corazón fabricadas con una estructura metálica muy resistente de fibra artificial de teflón circular y de unos discos metálicos de titanio y carbón pirolítico.
El carbón pirolítico es grafito bombardeado con átomos de carbón a muy altas temperaturas, un material casi tan duro como el diamante.

¿Qué características deben cumplir los materiales destinados a integrarse en el cuerpo humano?
· Debe de ser material biocompatible, que es compuesto farmacológicamente inerte diseñado para ser implantado o incorporado dentro del sistema vivo.

· Algunos de los materiales biocompatibles más comunes son el titanio para implantes o el acero.
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Si quieres aportar alguna tarea resuelta relacionada con las enseñanzas a distancia de Andalucía, puedes enviarla al siguiente correo. Antes de enviar tu tarea comprueba que no esté ya disponible. Las tareas del curso actual no serán publicadas hasta que este finalice en el mes de septiembre, pues la finalidad de las publicaciones son orientatívas, sin pretender en ningún caso facilitar el plagio de ellas.

Solución de la tarea. Si crees que existe algún error en el contenido de la misma, deja un comentario con la posible corrección para su posterior comprobación y modificación.

Estos materiales de apoyo curricular responden a una metodología práctica enfocada a la adquisición de competencias mediante la resolución de tareas y el "aprender haciendo". Materiales disponibles desde el nodo andaluz del repositorio AGREGA.

La autoría de estos materiales corresponde a un trabajo de la Comunidad Autónoma Andaluza, Consejería de EducaciónTanto los temarios, como las tareas sin resolver, han sido facilitadas por el Instituto de Enseñanzas a Distancia de Andalucia (IEDA).


Escrito por

Soy diseñador gráfico y web freelance residente en sevilla. Creador y editor de Josantonius, un blog multitemático que posee contenidos en los que se abordan temas variados de interés general; Ciencia, Historia, Salud, Tecnología, Biología, Amor...

 

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