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miércoles, 19 de marzo de 2014

Superconductores

Artículo de Pablo Lizama

SUPERCONDUCTORES


DEFINICIÓN

Un superconductor es un material que no opone resistencia al flujo de corriente eléctrica por él.

La superconductividad es una propiedad presente en muchos metales y algunas cerámicas, aparece a bajas temperaturas, caracterizada por la pérdida de resistividad a partir de cierta temperatura característica de cada material, denominada temperatura crítica.

Los superconductores también presentan un acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos.




HISTORIA


El fenómeno fue observado por primera vez en 1911 por el físico holandés H. Kamerlingh Onnes, y sus explicaciones teóricas tardaron más de cuarenta años en establecerse.




El Premio Nobel de Física de 1987 se concedió al físico alemán J. Georg Bednorzal físico suizo K. Alex Mueller por su trabajo sobre la superconductividad a altas temperaturas.


APLICACIONES


  • Por su ausencia de resistencia, los superconductores se han utilizado para fabricar electroimanes que generan campos magnéticos intensos sin pérdidas de energía. 
  • Los imanes superconductores se han utilizado en estudios de materiales y en la construcción de potentes aceleradores de partículas
  • Aprovechando los efectos cuánticos de la superconductividad se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eléctrica, la tensión y el campo magnético con una sensibilidad sin precedentes.
  • El descubrimiento de mejores compuestos semiconductores es un paso significativo hacia una gama mayor de aplicaciones, entre ellas ordenadores más rápidos y con mayor capacidad de memoria.
  • Otros campos de aplicación son reactores de fusión nuclear en los que el plasma se mantenga confinado por campos magnéticos, trenes de levitación magnética de alta velocidad, aparatos de detección en medicina y, tal vez lo más importante, una generación y transmisión más eficiente de la energía eléctrica.



martes, 18 de marzo de 2014

El grafeno

Artículo de Eva Gorjón

EL GRAFENO 

¿QUÉ ES?

Se trata de un material que por su apariencia puede parecer  frágil y delicado ya que a simple vista es como una tela transparente, muy fina y flexible. Sin embargo, es uno de los materiales más resistentes y con mayor conductividad que existen. 

Su composición es carbono puro con átomos dispuestos en un patrón regular similar a un panal de miel.  

¿PARA QUÉ SIRVE?

Se utiliza para aplicaciones muy variadas: la industria de telefonía móvil, las telecomunicaciones, fabricación de chips, elaborar fármacos contra el cáncer, baterías para vehículos eléctricos. 


Uno de sus campos de aplicación es para la obtención de gas natural y reducción de Dióxido de Carbono.

¿QUIÉNES LO INVENTARON?

Sus inventores son Andrey Geim y Konstantin Novoselov
  • ANDREY GEIM

Es un físico nacido en Sochi el 21 de octubre de 1958
Es la primera persona en ganar un Premio Nobel y un premio Ig Nobel.
El premio nobel se lo dieron  en 2010 junto con Konstantin Novoselov  por el invento del que hablamos, el grafeno, y en el 2000 fue galardonadocon el premio lg Nobel por conseguir  levitar una rana con imanes. 

  • KONSTANTIN NOVOSELV

Físico ruso-británico nacido en 23 de agosto de 1974  Nizhny Tagil
Recibió el premio nobel en 2010  junto con Andrey Gueim por el invento del grafeno.
  

PÁGINAS CONSULTADAS

martes, 18 de febrero de 2014

Materiales plásticos

Artículo de Silvia Colás


DEFINICIÓN

Los plásticos son materiales orgánicos, compuestos por resinas, proteínas y otras sustancias. Por lo general, los plásticos son polímeros que se moldean a partir de la presión y el calor.




HISTORIA

El invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso en 1860. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano John Wesley Hyatt, quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales de siglo XIX.
En la actualidad, la mayoría de los plásticos que se comercializan provienen de la destilación del petróleo. La industria de plásticos utiliza el 6% del petróleo que pasa por las refinerías.

Características

1. Tienen un bajo costo de producción.
2. Poseen baja densidad.
3. Suelen ser impermeables.
4. Buenos aislantes eléctricos.
5. Aceptables aislantes acústicos.
6. Buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten a temperaturas muy elevadas
7. Resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos.
8. Algunos no son biodegradables, ni fáciles de reciclar, y si se queman son muy contaminantes.
9. La mayoría son transparentes, incoloros y frágiles. Pero si se les añade determinantes sustancias, sus propiedades cambian, y se les puede dar color.
  

Clasificación de los plásticos


Los plásticos se clasifican en tres grupos según su estructura:

A. Termoplásticos: Están compuestos por cadenas unidas entre sí débilmente. 
Estos materiales se ablandan cuando se calientan y se pueden moldear adquiriendo la forma deseada que conserva al enfriarse.
Se pueden calentar y enfriar tantas veces como se quiera.
Son termoplásticos el PVC, teflón, celofán, nailon, poliestireno y polietileno.


B. Termoestables: Están compuestos por cadenas enlazadas fuertemente en distintas direcciones.
Al someterse al calor, se vuelven rígidos, por lo que solo se pueden calentar una vez y no se deforman.
Son termoestables el poliuretano, resinas fenólicas y melanina.


C. Elastómeros: Están formados por cadenas unidas lateralmente y plegadas sobre sí mismas. Cuando se aplica una fuerza, las cadenas se estiran y estos materiales tienen una gran elasticidad, adherencia y dureza.
Son elastómeros el caucho natural, caucho sintético y neopreno.



FUENTES CONSULTADAS



lunes, 27 de enero de 2014

Semiconductores


Artículo de Rodrigo Bernardos


¿QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR?

Semiconductor es un elemento que tiene menos resistividad que un conductor y más que un aislante. Se comporta como conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.
Los elementos químicos más usados como semiconductores son el Silicio (Si) y el Germanio (Ge).
 

TIPOS DE SEMICONDUCTORES

Hay dos tipos: los íntrinsecos y los extrínsecos.

  • Íntrinsecos: Es un semiconductor puro, a temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía térmica.
  • Extrínsecos: Son los semiconductores que están dopados, esto es, que tienen impurezas. Hay 2 tipos dependiendo de que tipo de impurezas tengan:
    • Semiconductor tipo n: es el que está impurificado con impurezas "Donadoras", que son impurezas de valencia 5, como el Arsénico.
    • Semiconductor tipo p: es el que está impurificado con impurezas "Aceptoras", que son impurezas de valencia 3, como el Indio o el Galio.

EJEMPLOS DE MATERIALES SEMICONDUCTORES

  • silicio 
  • germanio 
  • selenio 
  • arseniuro de galio 
  • seleniuro de cinc 
  • telururo de plomo



Silicio

Seleniuro
Galio
Germanio

DESCUBRIMIENTO

En 1879, E. H. Hall descubrió un efecto esencial para el desarrollo de métodos que permitieron la caracterización de semiconductores.

APLICACIONES

Los semiconductores se utilizan en electrónica, con ellos se fabrican elementos como los diodos y los transistores, usados en multitud de circuitos electrónicos.

Elementos electrónicos con semiconductores
Diodos

FUENTES CONSULTADAS



sábado, 25 de enero de 2014

Materiales cerámicos

Artículo de Isabel Lechón



ARCILLAS Y CERÁMICAS

Definición: 

La industria de la cerámica agrupa el conjunto de productos basados en la arcilla, transformados por la acción del fuego.

Se dividen en dos ramas:
  • La Tejería: elabora materiales de construcción (tejas, tubos, ladrillos…)
  • La Alfarería: elabora cerámica fina (loza, porcelana)

Composición:

La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, pueden clasificarse de distintas maneras según el aspecto que se tenga en cuenta: color, plasticidad, fusibilidad, según se encuentren en la naturaleza.

Aplicaciones:


El principal uso de los materiales arcillosos se da en el campo de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos, baldosas).Prácticamente todas las arcillas son aptas para estos usos, primando las consideraciones económicas.
Son así mismo son utilizadas en la manufactura de cementos, como fuente de alúmina y sílice, y en la producción de áridos ligeros.


Clasificación:

  • MATERIALES CERÁMICOS GRUESOS
    • Arcillas (ladrillos y tejas)
    • Lozas
    • Ladrillos refractarios
  • MATERIALES CERÁMICOS FINOS
    • Cerámicos comunes
    • Cerámicos finos
    • Porcelanas

Pasos del proceso de fabricación de productos cerámicos: 

  • Extracción
  • Preparación de la pasta
  • Amasado
  • Moldeo
  • Secado
  • Cocción

jueves, 21 de noviembre de 2013

Materiales de construcción: el cemento y sus derivados


Artículo de Manuel Arnal

CEMENTO

¿Qué es? 

Es un conglomerante formado a partir de caliza y arcilla (clinker) calcinadas y posteriormente molidas, a esta molienda de rocas se le añade yeso, éste le da la propiedad de fraguar y endurecerse.
El cemento se comercializa en forma de polvo que, mezclado con agua se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que fragua y adquiere una consistencia pétrea.
Caliza


Arcilla

Yeso

Tipos de cemento

En ocasiones al cemento común (caliza, arcilla, yeso) se le añaden otros componentes adicionales: escoria siderúrgica, puzolana natural, humo de sílice…, aportándole otras propiedades.
Aspecto del cemento
Existen distintos tipos de cemento dependiendo del porcentaje de los componentes que lo forman. Cada tipo de cemento está indicado para unos usos determinados, también las condiciones ambientales determinan el tipo de cemento a utilizar. Hay que usar uno u otro tipo dependiendo de la obra que se quiera realizar, por ejemplo: cemento con más cantidad de hierro en ambientes con aguas corrosivas, con materiales plásticos para fachadas por su capacidad moldeable, con cenizas volcánicas (puzolana) para fraguar bajo el agua o con residuos de carbón resistente a la corrosión atmosférica.
En España solo se pueden utilizar cementos legalmente comercializados en la Unión Europea estando sujetos a unas leyes específicas.

Fábrica de cemento

MORTERO

Es la mezcla de cemento, arena y agua, es decir, un hormigón normal sin áridos gruesos.
Sirve para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón o relleno de paredes y espacios entre bloques. Generalmente se usa en obras de albañilería.
Existen distintos tipos dependiendo del uso que quiera darse: refractarios, aireantes, ignífugos, aligerados, cemento-cola, hidrófugos. 


Uso de mortero para unir ladrillos

HORMIGÓN

¿Qué es? 

Es un material compuesto empleado en la construcción formado esencialmente por:
  • Cemento, como aglomerante.
  • Áridos: grava, gravilla o arena.
  • Agua, para que se produzca una reacción de hidratación.
  • Aditivos, para añadirle características concretas.

Es el material más empleado en la construcción. Se le da forma mediante el empleo de cajas denominadas encofrados. Es habitual en la construcción de edificios, puentes, canales, diques, puertos…y también en la cimentación de edificios.


Ópera de Sidney, estructura de hormigón armado y cubierta de azulejos.

Presa de hormigón

Características:

La principal característica del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, no así los de tracción o flexión, por este motivo se utiliza asociado a armaduras de acero.
La durabilidad del hormigón depende ante todo de la compacidad, impermeabilidad, impenetrabilidad y también la elección del cemento más adecuado para cada circunstancia.
La compacidad se consigue a base de la calidad y proporción de los materiales que lo componen (agua, cemento, áridos…) y de una buena ejecución en su proceso: amasado, transporte, curado, etc.


Operarios trabajando con hormigón

Tipos

Existen distintos tipos de hormigón:
  • Hormigón ordinario.
  • Hormigón armado: con armadura de acero para resistir tracción y compresión. En ocasiones ese acero se tensa mientras fragua el hormigón, dando lugar al hormigón pretensado.
  • Hormigón aireado, incorporando aire u otros gases para que resulte poco denso
  • Aligerado con fibras naturales.
  • De alta densidad: con áridos muy densos como barita y magnetita, para blindar estructuras y proteger frente a la radiación.
Pilar de hormigón armado

  También se comercializa en forma de bloques prefabricados:



FUENTES DE INFORMACIÓN:


martes, 19 de noviembre de 2013

La fibra óptica

Artículo de Lidia Gracia



¿Qué es?

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos. Consiste en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.




 En 1977, General Telephone and Electronics envió la primera transmisión telefónica a través de fibra óptica, en California.

¿Para qué se utiliza?

Las fibras ópticas se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de las ondas de radio y superiores a las de cable convencional. Son el mejor  medio de transmisión al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales,  donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.


Características:

Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar. 

Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.

Funcionamiento:

Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.

Fuentes de información:

jueves, 14 de febrero de 2013

Los primeros materiales



Artículo de Marco Antonio Guzmán


PRIMERAS HERRAMIENTAS DE PIEDRA

El Homo erectus apareció hace unos 2 millones de años, y se movió entre Asia y África.

En África Oriental habían sido hallados  muchos de los fósiles más antiguos, pero el descubrimiento en la década de 1990 de fósiles de Homo erectus de igual antigüedad en Georgia ha llevado a que otros expertos sugieran un origen asiático para el Homo erectus.

Hace 1.800.000 años, el Homo erectus en Georgia, todavía estaba usando herramientas de corte muy sencillas, mientras que en Kenia, según el estudio, la población había desarrollado hachas, picos y otras herramientas innovadoras que pertenecen a lo que los antropólogos llaman Cultura Achelense.



PRIMEROS OBJETOS CERÁMICOS

Los primeros objetos de barro moldeado se remontan al período gravetiense (paleolítico superior) y son de arcilla. 
En el neolítico aparecen vasijas usadas doblemente para cocinar sobre fuegos y para almacenar alimentos. 
En la cerámica primitiva la arcilla era apisonada y se le daba la forma de un recipiente. El resultado era algo muy desigual y asimétrico, pero útil. El invento del torno de alfarero, ya en la Edad de los Metales, vino a mejorar su elaboración y acabado, como también su cocción al horno que la hizo más resistente. 

Los ceramistas griegos crearon recipientes con bellas formas que cubrieron de dibujos que narraban la vida y costumbres de su época. La estética griega fue heredada por la Antigua Roma Bizancio, que la propagaron hasta el Extremo Oriente. Se unió después a las artes del mundo islámico, de las que aprendieron los ceramistas chinos el empleo del bello azul de cobalto.
Desde el norte de África penetró el arte de la cerámica en la Península Ibérica, dando pie a la creación de la loza hispano-morisca, e introducida después con gran éxito en Sicilia y en toda Italia, donde perdió la influencia islámica y se europeizó.


CUESTIONES


  1. ¿De qué época son los restos cerámicos encontrados en el yacimiento de "La Caridad", en Caminreal?
  2. ¿Qué homínidos se han hallado en Atapuerca? ¿Qué herramientas usaban? ¿De cuánta antigüedad?
  3. Busca dos empresas de Calamocha que trabajen con materiales cerámicos.



jueves, 24 de enero de 2013

La revolución del acero

Artículo de Isabel de Álava

Definición:

 El acero es una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor se producen fundiciones que, en oposición al acero, son quebradizas y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

Existen muchos tipos de acero en función de los elementos aleantes que estén presentes. En muchos aceros el carbono no es el único aleante, hay otros pero en menores concentraciones.

Descubridor:

Bessemer, Sir Henry (1813-1898): inventor británico, nacido en Charlton, Hertfordshire. Se le conoce sobre todo por sus innovaciones en la siderurgia que elevaron enormemente la producción anual de acero en Inglaterra, consiguiendo un acero de gran calidad, disponible a un costo muy reducido.

Henry Bessemer

En 1856, Henry Bessemer introdujo un nuevo método de producción de acero utilizando un horno especial llamado Convertidor. Este Convertidor se desarrolló posteriormente en Kentucky EE.UU., por William Kelly.   
Convertidor Bessemer

El Convertidor de Bessemer pudo producir cantidades mayores de acero refinado que el Proceso del Crisol. El sistema consiste en insuflar aire en el fondo del horno para que burbujeara a través del hierro fundido. Este proceso hace que el carbono del hierro genere mucho más calor, refinando así el metal.

Productores de acero


CUESTIONES:


  1. -¿Qué significa forjabilidad?
  2. -¿En la actualidad qué países son los que producen más acero? ¿En España hay minas de hierro?
  3. -¿A qué temperatura  hay que calentar el convertidor para fundir el acero?

miércoles, 28 de noviembre de 2012

La edad de los metales. Primeras monedas


Artículo de Javier Torrubiano

 

Introducción:


Hacia el final del Neolítico, el ser humano desarrolló tecnologías más complejas y aprendió a fabricar instrumentos con unos materiales más resistentes, no sólo utilizaron la piedra sino que empezaron a usar los metales dando nombre así a las diferentes etapas de la historia en función del metal que empleaban.

1. EDAD DEL COBRE

La primera técnica metalúrgica conocida fue la del cobre, un metal disponible en la naturaleza que ofrecía grandes ventajas porque era moldeable, duradero y se podía sacar filo, pero debido a su escasa dureza se usó para hacer objetos de adorno.
El periodo denominado edad de cobre transcurre entre el 4.000 y 3.000 A.C.

Herramientas de cobre



  • Usos del cobre

El cobre forma parte del mundo que nos rodea. Está en nuestras casas y en los lugares donde trabajamos o estudiamos, en los medios que utilizamos para transportarnos, en artefactos sofisticados y artesanales, en las computadoras y las industrias, en pequeños adornos y en grandes estatuas.
Además los alambres de cobre transportan energía y transmiten información.
La industria de la construcción es uno de los principales consumidores de cobre, utilizado para el cableado de edificaciones, tuberías de agua y de gas, sistemas térmicos, techumbres, terminaciones, o como componente estructural

Usos actuales del cobre

CUESTIONES
1.- ¿Cuál fue el primer instrumento de cobre hallado?
2.- ¿Dónde podemos encontrar minas de cobre?

2. EDAD DEL BRONCE
La Edad del Bronce es el periodo de la Prehistoria española comprendido entre los 3.000 años y el 1.500 antes de Cristo
El uso  del cobre en combinación con el estaño permitió crear una aleación que fue determinante para la civilización, el bronce que es una aleación de nueve partes de cobre y una de estaño, esta combinación produce un nuevo metal mucho más duro que sus componentes y es más fácil de fundir y de trabajar que el cobre

Recipiente de bronce

  • Usos del bronce

El bronce fue uno de los materiales más utilizados por los romanos. Sus usos eran muy variados. Se usaba para los servicios de mesa, para muebles y objetos domésticos muy diversos, para herramientas y elementos técnicos y mecánicos, para acuñar monedas, como soporte para la publicación de leyes, para las representaciones monumentales de dioses y personajes importantes, etc.
Se utilizaba de manera abundante en la vida cotidiana y oficial.
Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones, y en la fabricación de cuerdas de pianos, arpas y guitarras.
Instrumentos de bronce


 CUESTIONES
3.- Nombra 4 instrumentos u objetos que utilices diariamente fabricados de bronce.

 3. EDAD DEL HIERRO

Aparece en el año 1.500 A.C. hasta el 218 A.C aproximadamente,  es el período en el cual se descubre y populariza el uso del hierro como material para fabricar armas y herramientas.
El hierro es un metal que se extrae de rocas. El trabajo del metal consistía en meter la roca en un cuenco grande, hacer una hoguera debajo hasta que quede líquido, hacían la forma con moldes y lo dejaban secar.

Utensilios de hierro
  
  • Usos del hierro

Inicialmente cuando se descubrió, se utilizó  para realizar los siguientes instrumentos:
 - Útiles agrícolas, cómo aradas y hoces.
 - Armas de guerra, cómo espadas, lanzas y escudos.
 - Utensilios domésticos, cómo vasos, jarras y cuencos


Hoy en día, los usos del hierro son mayores que nunca, sobre todo aleado para formar acero: construcción, decoración, herramientas, automoción, etc.

Objetos de acero


                                                               
CUESTIONES
4.- ¿Quien fue la primera civilización en utilizar el hierro? ¿Dónde estaba localizada?