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Materiales: Uso y consumo

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Transcript of Materiales: Uso y consumo

Materiales: Uso y consumo 1. Punto de partida: un entorno artificial Los productos artificiales son productos físicos, químicos y biológicos que se presentan en un tiempo y espacio determinado y son manufacturados por el hombre, como las pinturas, los plásticos, etc... Desarrollo y materias primas El término desarrollo sostenible, perdurable o sustentable se aplica al desarrollo socio-económico. El ámbito del desarrollo sostenible puede dividirse conceptualmente en tres partes: ambiental, económica y social. Se considera el aspecto social por la relación entre el bienestar social con el medio ambiente y la bonanza económica. El triple resultado es un conjunto de indicadores de desempeño de una organización en las tres áreas. Se conocen como materias primas a los materiales extraídos de la naturaleza y que se transforman para elaborar bienes de consumo.
Se clasifican, según su origen, en: vegetales, animales y minerales. Ejemplos de materias primas son la madera, el hierro, y el granito.
Las materias primas que ya han sido manufacturadas pero todavía no constituyen definitivamente un bien de consumo se denominan productos semielaborados, productos semiacabados o productos en proceso.
2. ¿Qué materiales hay a nuestro alrededor? Metales

Elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La obtención de los metales se realiza a partir de minerales que contienen en forma de óxidos, carbonatos, sulfuros y otros compuestos.
Las propiedades de los metales se deben a que sus átomos forman redes cristalinas deformables cohesionadas gracias a la deslocalización de electrones.
Son elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce.
Cerámicas y vidrio

Las cerámicas presentan una estructura extraordinariamente porosa que las hace imprescindible como filtros para depuración de agua o como catalizadores para la producción de gasolina. Se obtienen a partir de la cocción por encima de 800º C de la arcilla, que es una roca sedimentaria formada por minúsculos cristales laminares de silicato.
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). El término "cristal" es utilizado muy frecuentemente como sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto debido a que el vidrio es un sólido amorfo y no un cristal propiamente dicho.
Polímeros sintéticos

Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
El polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la abrasión que el caucho natural, pero sus propiedades mecánicas no son tan óptimas. Al igual que el caucho natural, el caucho estireno-butadieno contiene dobles enlaces capaces de formar enlaces cruzados. Este material se usa, entre otras cosas, para la fabricación de neumáticos.
Fibras

Las fibras se clasifican en:

·Fibras naturales: Son aquellos materiales compuestos de filamentos y susceptibles de ser usados para formar hilos o telas, bien sea mediante tejido o mediante otros procesos físicos o químicos.
·Fibras artificiales: Es la que se obtiene de una fibra vegetal, que se somete a un proceso químico, el cual cambia las características naturales del vegetal del que se extrajo.
·Fibras sintéticas: Existen tres tipos de fibras sintéticas: las primeras proceden de una sustancia conocida como celulosa, que se encuentra en las plantas; la segunda procede principalmente del petróleo y la tercera se obtiene a partir de minerales.
Semiconductores

Los semiconductores como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen características intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario.
3. ¿De dónde proceden los materiales? En la práctica resulta imposible conocer con exactitud de donde proceden los materiales con los que se fabrican un ordenador, una mesa o un periódico, por ejemplo.
Frente a las indudables ventajas que esta forma de producir tiene para los compradores que ven disminuir los precios de los productos, y para las empresas, que aumentan su margen de beneficios, se producen algunos efectos negativos, como la pérdida de empleo en los países importadores y presión sobre el medio ambiente, debido a la menor protección que sobre él ejercen algunos países productores en vías de desarrollo.
Por encima de estas dificultades, la integración de la economía mundial es un factor de estabilización política al aumentar las relaciones entre los países.
Ninguna empresa del mundo fabrica completamente sus coches ; diseñan y ensambian sus modelos pero compran a otras empresas algunos servicios, así como los componentes necesarios. Esta estrategia, conocida como externalización es cada vez más frecuente en muchas actividades empresariales.
En la fabricación de un coche se emplean aceros y otras aleaciones metálicas, plásticos , vidrios, caucho, etc.

·El acero: Se obtiene a partir de minerales como la hematina, la magnetita o la limonita. También se necesita carbón para obtener el arrabio, o hierro en bruto, en los altos hornos. Otra materia prima es la chatarra férrica obtenida con el reciclado de objetos de hierro en desuso. El arrabio y la chatarra deben procesarse para fabricar el acero

·El vidrio templado. En los coches se utiliza vidrio templado; una vez que se han fabricado las piezas de vidrio se someten a un proceso de cocción por encima de 650 ºC , se comprimen por las dos caras y luego se enfrían bruscamente. El resultado es vidrio laminado que estalla al romperse sin crear filos de corte, puesto que el plástico mantiene unidos los trozos para reducir los daños en los ocupantes del vehículo.

·El caucho. Los neumáticos de un coche se fabrican con caucho, un polímero que puede ser natural o sintético. Sus largas moléculas se pliegan y entrecruzan proporcionando elasticidad al material. El caucho natural se extrae de la savia del árbol de Hevea que contiene un 30% de este polímero. Posteriormente sufre un proceso de vulcanización, recociéndolo con derivados de azufre, para darle propiedades exigibles a un neumático
El ejemplo de la industria automovilística El coste de los materiales. Generalmente identificamos el coste de un producto con el precio que pagamos por él y eso no es completamente cierto. La extracción de materias primas, su transporte y la transformación en bienes de consumo tiene un coste, difícil de calcular, tanto el medio ambiente como para la sociedad. Toda actividad productiva,, además de los innegables beneficios que produce, también da a lugar a:
-Ocupación y degradación del territorio con instalaciones e infraestructuras.
-Emisión de sustancias contaminantes a la atmósfera.
-Generación de residuos industriales.
-Agotamiento de recursos para las generaciones futuras
4. Análisis de procesos y costes medioambientales. El análisis de los costes medioambientales consiste en estudiar los efectos perjudiciales de una actividad industrial con la finalidad de asesorar a las autoridades que estudian su aprobación y emiten un dictamen de las medidas correctoras apropiadas. Por ejemplo:

-El cemento: El cemento es el aglomerante con el que se construyen la mayoría de los edificios e infraestructuras. Para su fabricación se requiere una mezcla de arcilla y piedra caliza que, una vez trituradas, se funde en hornos a temperaturas superiores a 1500 º C alimentados con fuel, un derivado del petróleo.
-El acero: La producción integral del acero utiliza, aparte de los minerales del hierro, grandes cantidades de carbón como materia prima. Su combustión en los altos hornos emite a la atmósfera partículas en suspensión, dióxido de carbono y otros gases responsables de la lluvia ácida.
-Papel: El papel es un producto que contiene fibras de celulosa que proceden de fuentes como madera, algodón, restos vegetales, papel reciclado, etc. La celulosa extraída de la madera está mezclada con lignina, un polisacárido que actúa de aglomerante de las cifras y que debe eliminarse para mejorar la calidad del papel. Este es un proceso complejo con elevado coste ambiental.
Proceso de producción de papel. 1.Transformación del territorio para el cultivo de las explotaciones madereras. En Galicia se han sustituido bosques de arbolado autóctono por Eucaliptus globulus.
2. Recolección y transporte de la madera. La tala de árboles exige acceder en ocasiones a lugares remotos con maquinaria pesada.
3. Preparación mecánica de la pasta de papel. Los árboles se descortezan y trituran mecánicamente generando residuos orgánicos.
4.Tratamiento químico para eliminación de lignina y blanqueo. La pasta de papel se trata en caliente con productos químicos como el hidróxido de sodio, el sulfuro de sodio y el cloro.
5. ¿Se agotan los recursos? Cálculo de las reservas de recursos naturales:

la previsión de las reservas disponibles a larga plazo es muy difícil debido a las múltiples interrelaciones existentes; todo inventario será siempre una estimación que puede depender de:

· Diferencial ente precio y extracción y mercado.
· Nuevas técnicas de prospección y nuevos conocimientos científicos.
· Situación geopolítica internacional.
Actualizando el inventario

Para la localización de los recursos naturales se utilizan varias estrategias, como por ejemplo:

Estudios gravimétricos : La gravedad terrestre no es uniforme. Las diferencias en la densidad de los materiales provocan pequeñas variaciones que se pueden detectar.

Estudios sismológicos: Consisten en crear un pequeño terremoto mediante una explosión con dinamita, aire comprimido o una vibración mecánica. Las ondas elásticas se propagan a través de las rocas del subsuelo, reflejándose en las diferentes capas que confortan la corteza terrestre. La sismología alcanza hasta unos 10 kilómetros de profundidad y es la principal técnica empleada en la localización de gas y petróleo.

Medidas del campo magnético terrestre: Igual que la gravedad, el magnetismo terrestre experimenta variaciones locales que dependen de la presencia de materiales con precedencias ferromagnéticas.

Análisis espectral de la luz reflejada: Técnicas de imagen: la luz es una mezcla de frecuencias que son absorbidas diferencialmente por los materiales de la superficie terrestre dependiendo de su composición y estructura. El registro por parte de satélites de la r¡adiacion reflejada permite realizar mapas que informan sobre la distribución de la vegetación, recursos forestales, hidrológicos , etc.

Geo-radar: Un dispositivo electrónico emite ondas electromagnéticas de alta frecuencia hacia el suelo que, una vez reflejadas por los diversos estratos, se analizan y producen un diagrama que proporciona información de los primeros metros del subsuelo
6. Gestión responsable de los recursos naturales. Desde hace décadas se viene propugnando la necesidad de ahorrar materias primas mediante el lema: reducir, reutilizar y reciclar.

Estas medidas exigen un esfuerzo a la ciudadanía que debe modificar sus hábitos a veces muy cómodos, que se promueve desde administraciones públicas como:

· Campañas
· Legislación ambiental.

La gestión de los recursos naturales persigue diferentes objetos y utiliza metodologías de cálculo para adoptar en cada caso concreto, la mejor decisión.

Una gestión responsable de los recursos naturales significa:

· Reducir el consumo.
· Minimizar el consumo energético.
· Limitar al mínimo los efectos perjudiciales sobre el medio ambiente.
Reducir el consumo injustificado de materias primas

Las fibras de celulosa que contiene el papel se pueden reutilizar tras sufrir un proceso de reciclado. Esta actividad disminuye la necesidad de talar árboles , ahorra energía y exige un menor volumen de agua para la fabricación del papel.


Minimizar el consumo energético

En todos los procesos de extracción y extracción se consume energía. Reciclando los materiales se pueden ahorrar algunas etapas de la fabricación de modo que, en el balance global se disminuya el consumo.

Aprovechar los residuos

Los materiales que contienen aparatos de desuso, como los televisores , los teléfonos o los coches, constituyen una amenaza para el medio ambiente por su toxicidad y por la degradación del paisaje. La recuperación de materiales es la mejor alternativa.
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