Materiales y Madera

1. Clasificación de los Materiales según su Origen

  • Materiales Naturales: Son aquellos que se encuentran en la naturaleza, como el algodón, la madera o el cobre.
  • Materiales Sintéticos: Son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales, por ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos.

2. Aleaciones

  • El Acero: Aleación de Hierro y Carbono.
  • El Bronce: Aleación de Cobre y Estaño.
  • El Latón: Aleación de Cobre y Cinc.

3. Descripción del Tronco

  • Radios Medulares: Del corazón del tronco salen unos radios que se encargan de llevar la savia hacia la periferia.
  • Albura: Es la madera en periodo de elaboración. Es la zona viva del árbol, llena de savia. Su color es más claro y es menos dura que el duramen.
  • Duramen o madera propiamente dicha.
  • Médula: Es la parte central del árbol.
  • Corteza: Es la parte exterior que envuelve el tronco.

4. Obtención de la Madera

  1. Corte de los árboles: Se realiza a mano con hachas y sierras o bien con sierras mecánicas. Una vez talado el árbol, se eliminan la corteza y las ramas.
  2. Corte de la madera: Se procede a serrar el tronco en piezas de madera (tablones, vigas, etc.).
  3. Secado: Se apilan las maderas de tal forma que estén separadas del suelo y entre sí para que circule el aire entre ellas. Se puede acelerar el secado con agua caliente (vaporizado) o en hornos.
  4. Distribución a Ebanisterías, Carpinterías y Fábricas: Se distribuye en grandes camiones, que puedan soportar gran peso, a las ebanisterías, carpinterías y fábricas.

5. Propiedades Mecánicas

  • Dureza: Es la resistencia u oposición que presenta un material a ser rayado por otro.
  • Fragilidad: Propiedad de los materiales de romperse con facilidad al recibir un impacto.
  • Elasticidad: Es la propiedad que tienen los materiales de recuperar su forma inicial una vez que ha cesado la fuerza a la cual estaban sometidos.
  • Ductilidad: Es la propiedad que tienen algunos materiales para deformarse en forma de hilo.
  • Maleabilidad: Es la propiedad que tienen algunos materiales de deformarse en forma de láminas.

6. Propiedades Eléctricas

  • Conductividad: Propiedad que tienen algunos materiales de dejar pasar la corriente eléctrica a través de ellos.
  • Aislantes: Propiedad que tienen algunos materiales de no dejar pasar la corriente eléctrica a través de ellos.

7. Propiedades Físicas

  • Transparente: Materiales que dejan pasar la luz y además permiten ver perfectamente a través de ellos.
  • Translúcidos: Materiales que dejan pasar la luz pero no permiten ver con nitidez a través de ellos.
  • Opacos: Materiales que no dejan pasar la luz ni permiten ver a través de ellos.
  • Densidad: Propiedad que relaciona la masa con el volumen (Fórmula: D = M / V).

8. Propiedades Térmicas

  • Conductores: Son materiales que dejan pasar a través de ellos el calor y el frío.
  • Aislantes: Materiales que no dejan pasar ni el calor ni el frío a través de ellos.

9. Propiedades Químicas

  • Oxidación y Corrosión: Es la propiedad que tienen algunos materiales de oxidarse cuando están en contacto con el oxígeno del aire o del agua.

10. Propiedades Ecológicas

  • Reciclable: Materiales que se pueden reutilizar de nuevo.
  • Renovable: Propiedad que tienen algunos materiales de regenerarse de forma natural o existir de forma continua.
  • Biodegradable: Propiedad que tienen los materiales de ir descomponiéndose a lo largo del tiempo.

11. Derivados de la Madera

Tableros Artificiales (Características)

  1. Son más económicos que la madera natural. Se aprovecha el 100% de los árboles.
  2. Son más planos y lisos.
  3. Pueden tener tamaños mucho mayores.
  4. No se deforman, ni se pudren, ni se carcomen.

El Papel

Es una fina capa de fibras vegetales entrelazadas entre sí formando un paño que tiene la propiedad de ser resistente, perdurable en el tiempo, absorber el agua, ligero y aislante del calor y la electricidad.

Proceso de Obtención del Papel
  1. Se descorteza el tronco y se separa la celulosa de los otros componentes de la madera. Para ello, se tritura la madera y se mezcla con gran cantidad de agua.
  2. Se obtiene pasta de papel.
  3. Se añaden reactivos químicos para blanquear la pasta de papel.
  4. Esta pasta se reparte después de forma homogénea sobre una rejilla metálica que permite el escurrido del agua.
  5. A continuación, se pasa por unos rodillos calientes que ayudan a secar la pasta.
  6. Finalmente, se enrolla formando bobinas de papel.

El Cartón

Otro derivado de la madera es el cartón, que se obtiene a partir de láminas gruesas de pasta de papel o por pegado de varias capas. La forma comercial más común es el cartón ondulado, que está compuesto de una lámina de papel interior con forma de ondas, reforzada por dos láminas exteriores lisas, que son adheridas con cola.

Metales

1. Materiales Metálicos

Características:

  • Buenos conductores del calor.
  • Buenos conductores de la electricidad.
  • Resistentes: Soportan muy bien las fuerzas de compresión, tracción o flexión.
  • Tenaces: Aguantan los golpes sin romperse.

2. Procesos de Trabajo con Metales en la Industria

  • Embutición: Se parte de una plancha metálica superpuesta en una matriz, la cual es deformada por la acción de un punzón que aplica gran presión. Con este sistema se fabrican la carrocería de los automóviles y las latas de bebidas.
  • Troquelado: Consiste en el corte con precisión de una chapa metálica con un punzón de bordes cortantes movido por una prensa. Se fabrican por este sistema arandelas y piezas perforadas.
  • Soldadura punto a punto: Se unen las planchas metálicas realizando un cordón de puntos de soldadura a lo largo de la zona de unión. En la industria de vehículos existen brazos robots que realizan esta operación con suma precisión.

3. Metales Férricos

Los metales férricos son el hierro y sus aleaciones. El carbono es un no metal que, en pequeña proporción y mezclado íntimamente con el hierro, mejora notablemente sus cualidades. Según la cantidad de carbono que se agrega al hierro, podemos distinguir: hierro dulce, aceros y fundiciones.

4. Metales No Férricos

Los metales no férricos más importantes en la industria son el cobre, el estaño, el cinc, el aluminio, el magnesio y el titanio. Y sus aleaciones importantes son: Latón (Cobre y Cinc), Bronce (Cobre y Estaño), y aleaciones de Aluminio (por ejemplo, con Cobre y Magnesio), Magnesio (por ejemplo, con Aluminio) y Titanio (por ejemplo, con Aluminio).

5. Obtención de los Metales

  1. Las materias primas para fabricar los metales férricos son el mineral de hierro, el carbón y la piedra caliza. Estos materiales son triturados y vertidos por capas en el alto horno a través de su tragante.
  2. El alto horno puede medir hasta 70 m de altura. En su vientre se produce la fusión del mineral de hierro debido a la combustión del carbón. El hierro líquido, al ser más denso, se acumula en el fondo, desde donde se extrae y se vierte en recipientes llamados torpedos. Este líquido tiene la composición de fundición.
  3. El hierro de primera fundición se transporta en torpedos hasta el lugar donde se afina, vertiéndose entonces en una cuchara.
  4. En el horno convertidor, el oxígeno quema parte del carbono de la fundición y el hierro se convierte en acero.

Materiales de Construcción

1. Partes de un Edificio

  • Cimientos: Son los encargados de soportar todo el peso del edificio. Para su construcción se emplea hormigón armado (hormigón más varillas de acero). Para la construcción de los cimientos se aconseja que se hagan sobre un terreno compacto (duro), utilizándose, según las características del terreno, los siguientes tipos de cimientos:
    • Cimentación mediante zapatas aisladas: Se utiliza cuando el terreno es duro.
  • Pilares: Pueden tener cualquier sección, utilizándose sobre todo los pilares cuadrados, rectangulares y circulares. Se construyen con hormigón armado y, en algunos casos, con perfiles metálicos. Su misión es soportar el peso de las distintas plantas del edificio y transmitirlo a los cimientos.
  • Forjados: Son los techos de las distintas plantas del edificio. Se construyen con vigas de hormigón armado. Su misión es soportar el peso de las personas y los objetos que se coloquen encima, transmitiéndolo a los pilares, y estos a su vez a los cimientos.
  • Cubierta: Su misión es proteger el edificio de la lluvia. Puede terminar en un tejado o terraza.
  • Muros o Paredes de cerramiento: Son las paredes exteriores de la vivienda. Normalmente se construyen con ladrillos, formando a menudo una doble pared entre las cuales se coloca aislamiento. Su misión es protegernos de las inclemencias del tiempo.
  • Tabiques: Se construyen normalmente de ladrillo y tienen como misión separar unas habitaciones de otras.

2. ¿Qué hay que tener en cuenta antes de construir una casa?

  1. Disponer de un solar que reúna las condiciones que exigen las normas urbanísticas de la localidad donde queremos construir la vivienda (que esté en zona urbanizable).
  2. Si disponemos de un solar urbanizable, debemos encargar el proyecto de la vivienda a un arquitecto. Este profesional elaborará el proyecto de acuerdo con nuestra idea y cumpliendo las normas urbanísticas del ayuntamiento.
  3. Una vez que tengamos el proyecto, presentaremos una copia en el ayuntamiento y solicitaremos la licencia o permiso de obras. Una vez obtenido este permiso, podremos empezar a construir la vivienda. Una vez terminada la construcción, solicitaremos al ayuntamiento el permiso o cédula de primera habitabilidad.

3. Materiales de Construcción

  • Cemento: Es el principal conglomerante utilizado en la construcción de estructuras. Se obtiene triturando arcilla, caliza y minerales de hierro. Estos se introducen en el interior de un horno rotativo, donde entran por un lado y salen por el otro a una temperatura entre 1500 y 1600 ºC, durando el proceso unas 6 horas. A este material que se obtiene se denomina clinker. A continuación, se tritura todo hasta obtener un polvo finísimo y se le agrega una pequeña cantidad de yeso para regular su fraguado. Se vende en sacos o a granel. Existen una gran variedad de cementos, siendo el más utilizado el cemento Portland, aunque hay otros como el cemento siderúrgico, etc.
  • Hormigón: Material hecho a base de cemento, arena, grava y agua. Se puede preparar en obra o en planta. Es muy importante la dosificación de sus componentes para obtener la resistencia a compresión requerida. Se utiliza para la construcción de estructuras de hormigón armado. Su máxima dureza se alcanza a los 28 días.
  • Mortero de Cemento: Se emplea para la unión de ladrillos, bloques, etc. Está compuesto por cemento, arena fina y agua. Las proporciones más empleadas son 1:4 y 1:6.
  • Yeso: Es un material muy utilizado para el enlucido de paredes y techos interiores. Se obtiene de la piedra de yeso, la cual se tritura y se cuece en un horno a una temperatura próxima a los 500 ºC para que pierda la gran cantidad de agua que contiene. Para su utilización, se mezcla con agua, existiendo varios tipos de yeso:
    1. Yeso negro o basto: Es el yeso obtenido por el procedimiento anterior, tiene una gran cantidad de impurezas y se endurece rápidamente cuando se le agrega agua.
    2. Yeso controlado: Es yeso sometido a una segunda cocción a una temperatura próxima a los 200 ºC. Este tipo de yeso tarda más tiempo en endurecerse cuando se le agrega agua.
    3. Escayola: Es yeso de primera calidad, es decir, exento de impurezas y además reducido a un polvo finísimo. Muy utilizado para la fabricación de molduras de escayola.
  • Cerámica: Está formada por arcilla, feldespato y arena. Estos componentes se trituran y se amasan con agua, se les da forma y posteriormente se secan. A continuación, se cuecen en hornos a una temperatura comprendida entre los 900 ºC y 1.200 ºC. Con cerámica se fabrican ladrillos, tejas, pavimentos, azulejos, revestimientos, etc.
  • Vidrio: Muy utilizado en la construcción para cristales de ventanas, cerramientos de edificios, etc. Está formado por la fusión de arena, álcalis y óxidos metálicos a una temperatura próxima a los 1.600 ºC. A continuación, en estado plástico, se hace pasar a través de unos rodillos para darle forma de láminas.
  • Aislantes: Muy empleados en la construcción para evitar el paso del frío, el calor y el ruido. Los más empleados son:
    • La fibra de vidrio está formada por hilos de vidrio finísimos aglutinados con resina, formando un fieltro.
    • Otros aislantes son el corcho y el porexpan, también conocido como corcho blanco.
  • Acero: Empleado en la construcción mediante perfiles metálicos (vigas) y varillas de acero que se colocan en el interior del hormigón para aumentar su resistencia a la tracción, obteniéndose el hormigón armado. Es una aleación formada por hierro y carbono en una proporción comprendida entre el 0.03 % y el 1.76 % de carbono, aunque puede llevar también otros elementos para aumentar su resistencia, como el silicio, el manganeso, etc.
  • Granito: Muy utilizado en la antigüedad en forma de bloques para la construcción de iglesias, palacios, etc. En la actualidad se utiliza sobre todo en forma de losas para pavimentos, escaleras y revestimientos de fachadas. Existe en una gran variedad de colores. Está formado por cuarzo, feldespato y mica; es una roca plutónica que se forma a altas temperaturas y presión del magma que constituye las rocas de la corteza terrestre. Cuando se pule, adquiere un intenso brillo muy duradero.
  • Mármol: Muy utilizado en la construcción para pavimentos, escaleras, columnas y toda clase de objetos de artesanía. Existe en una gran variedad de colores, siendo famosos los mármoles blancos de Carrara (Italia) y el mármol de Macael (Almería). La ciudad de Novelda (Alicante) es uno de los mayores productores del mundo. Está formado por un 90% de carbonato cálcico, siendo las impurezas las que le dan el color; adquiere un brillo intenso cuando se pule.
  • Terrazo: Está formado por trozos de mármol aglomerados con cemento. Se utiliza mucho como pavimento, adquiriendo un brillo intenso cuando se pule.

Electricidad: Conceptos Fundamentales

1. Magnitudes Eléctricas

  • Tensión o Voltaje (V): Es la diferencia de potencial o desnivel eléctrico que existe entre dos puntos de un circuito, antes y después de que los electrones hayan cedido su energía. Se mide en voltios (V).
  • Intensidad de Corriente (I): Es la cantidad de electrones que pasan por un punto determinado del circuito durante 1 segundo. Se mide en amperios (A).
  • Resistencia Eléctrica (R): Es la dificultad que encuentran los electrones al circular por el circuito eléctrico. Se mide en Ohmios (Ω). Depende del tipo de material del conductor, de su longitud y de su grosor o sección.

2. Ley de Ohm

Este físico demostró que las tres magnitudes anteriores estaban relacionadas entre sí y estableció la Ley de Ohm, que postula:

La intensidad de corriente es directamente proporcional a la tensión o voltaje e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica.

Fórmulas: I = V/R; V = R × I; R = V/I.