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• Juan Carlos Carrion Alva

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TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES TOMAS UNGER

Los materiales han influido en todo, el progreso de los materiales es el que ha determinado el avance tecnológico, han tenido influencia en nuestro medio ambiente. Los materiales son los que determinan nuestra tecnología y en realidad son los que determinan como llevamos nuestra vida diaria. La palabra material es difícil de definirla porque todos son materiales, los gases son materiales, nuestro cuerpo está formado de materiales. La base de todos los compuestos que usamos de nuestra, en todo lo que nos rodea, esta en los elementos, que están definidos por átomos. El nombre átomo viene del griego que ya no se puede cortar más. Los elementos están acomodados en la tabla periódica que ya todos conocemos. Lo que es importante decir es que la mayoría de las reacciones con las cuales construimos materiales, o sea formamos moléculas, hacemos que se combine un elemento con otro elemento. Todos son reacciones químicas, en las cuales los átomos no se alteran, sino se juntan, cambian de sitio, hay reacciones químicas en las cuales los átomos se pasan de un lugar a otro y el resultado cambia. Otros tipos de reacciones químicas son las reacciones nucleares y la reacción nuclear si altera el átomo y no se puede cortar si cambia. Y mientras tanto se libera energía. La vida en la tierra se mantiene gracias a una reacción nuclear, que es la que se lleva a cabo dentro del sol, el sol libera energía y una

pequeñísima parte de esa energía llega a la tierra y es suficiente para mantener toda la vida. La base que todos usamos son reacciones químicas, las que han logrado los materiales que tenemos y no hay reacciones nucleares a menos alrededor nuestro, pero nosotros no usamos la energía nuclear y dentro de todas nuestras actividades no modificamos átomos, solo modificamos moléculas. El estado de la materia cuando se habla de materiales. Todos los materiales sin excepción al final todos los átomos, todas las moléculas formadas por átomos si la temperatura es suficiente llegan a volverse gas, pero tienen tres estados, sólido, líquido y gaseoso. Todos sin excepción llegadas a cierta temperatura pasan a ser líquidos y a cierta temperatura pasan a ser gases. Todos los materiales tienen una estructura de átomos que se han juntado. Los átomos se juntan y se forman moléculas y esas moléculas forman una estructura. Cuando se habla de ciertos materiales hablemos de materiales que son buenos electroconductores (oro, plata, cobre) por que la estructura que han adoptado transmite electrones y vibraciones y trasmite temperatura, entonces es un muy buen conductor térmico. La forma en la cual están atados los átomos para formar una molécula y las moléculas para formar una estructura. Con los materiales se hace una enorme variedad de cosas. Ejemplo tenemos botas, engranajes, mangueras, plásticos, tubos, etc. Los materiales para Tomas Unger, son los que marcan el progreso de la tecnología.

Los materiales hoy en día se han aliviado, y son mucho mas resistente a la fricción, son mucho mas resistente a los cambios de temperatura, son mas resistente a los esfuerzos y esto se ha logrado con años de experiencia y aleaciones. Dentro de la gama de cosas que se puede percibir con referencia a los sentidos (El oro pesa 19 veces mas que el agua) Densidad, elasticidad, la vemos por que elasticidad consiste en volver a la forma original, en realidad la elasticidad tiene dos medidas, una es la rapidez con que vuelve y la otra es la cantidad que veces que vuelve. La conductividad eléctrica generalmente no siempre es reflejada en la naturaleza física del material, ustedes. Todos los materiales tienen la misma temperatura. El concepto está dado por la naturaleza de los materiales, es decir que algo es frio y es caliente por que es buen o mal conductor de temperatura, generalmente el buen conductor es un buen conductor de electricidad. De acuerdo a la estructura atómica y a la estructura molecular de un metal es mejor, mayor o menor conductor, pero los mejores conductores son el oro, la plata y el cobre. Pero hay aleaciones con otros metales que a baja temperatura son super conductores. Con nuestro sentido apreciamos la elasticidad de los materiales y entre los mejores materiales que tenemos para una serie de usos, están los materiales naturales, están fabricados por la naturaleza, la madera es celulosa, pero es celulosa fabricado por una planta, los diversos árboles fabrican materiales que tienen diversos tipos de estructuras, diversos tipos de fibras, diversos grados de durez, diversos grados de elasticidad, sin embargo en cierto sentido son como los plásticos porque son

compuestos de carbono, oxigeno, hidrogeno, que tienen una tremenda resistencia en relación a su peso, son materiales hechos por la naturaleza y nos ha costado muchísimos años tratarnos de acercarnos lo que hace la naturaleza con los materiales. Ejemplo: no existe material en el mundo que tiene la resistencia de la telaraña, si se pudiera hacer una telaraña del tamaño de un pequeño alambre podría sustituir los cables de cualquier puente colgante es decenas de veces mas resistente que el acero más resistente que se ha logrado. Con los avances de la química se está haciendo telaraña artificial, es carísima y no es resistente a la propia telaraña, pero si le sale sumamente resistente, más resistente que la fibra de vidrio y los militares lo están usando para usar blindajes, pero recién están en la etapa experimental, porque el material es tan caro que ni los ejércitos de los países más ricos lo pueden permitir por que la telaraña es mucho más hábil que todos ellos. Cuando hablamos de materiales, hablamos de metales y hablamos hasta lubricantes y básicamente los dos minerales. El acero es un caso interesante de material, el acero lo inventaron y no sabían que era acero, el acero es una mezcla de hierro con carbono. El bambú tiene una muy buena resistencia. Al iniciarse la era industrial en el siglo 19, aparece la locomotora, las piezas empiezan a moverse y se necesitan materiales que resistan a una constante fricción y a un constante movimiento, entonces los requisitos sobre los materiales cambian, las fajas para transportar materiales, y una necesidad trajo a otra. SAE, DIN, son entidades que establecen a nivel mundial por lo menos a nivel nacional normas de materiales. Hoy en día un Ingeniero que diseña una pieza móvil lo que fuera, tiene la seguridad de que unas

determinadas especificaciones determinan la rigidez, peso por volumen está dentro de ciertas especificaciones por que cumple con la norma internacional. La especificación de un repuesto mientras está impreso en una caja y el fabricante lo ha puesto y el que no sabe leer puede estar comprando algo que tiene el mismo aspecto y la misma forma y no cumple con el requisito que dice el fabricante. En ese sentido la tecnología de materiales ha adquirido hoy en día una referencia extraordinaria en lo que se refiere a documentación y hay que aprenderlo a usar y hay que aprender a leer los números chicos cuando uno compra materiales porque ahí es donde están las especificaciones. Poner las especificaciones en una caja no cabe, el numero y la letra dice cuales son las especificaciones. Nosotros vivimos en un país de terremotos donde tenemos un reglamento sísmico osea unos requisitos sobre el acero que tiene que tener el concreto armado, la manera de ser dinteles, estructuras en fin. Lo que podríamos llamar los elementos básicos que le dan rigidez, elasticidad y resistencia a una estructura todo esto está especificado en los códigos y todos esos códigos tienen una lista que los especifica y el que va a trabajar con eso tiene que aprenderla y conocerla. Los materiales en ultima instancia determinan la seguridad por mencionar. Las normas eléctricas también tienen sus especificaciones por los materiales que se usan en la parte estructural, desde los aislantes hasta los alambres.

Fatiga de material es un material sometido a un esfuerzo durante mucho tiempo, ejemplo los aviones jet se caían y estos aviones se caían por fatiga de material. El futuro de los materiales es el mismo que estamos recorriendo con una diferencia que hoy en día la tecnología, las herramientas que se han inventado que nos permiten manipular materiales a un grado extremo, por ejemplo se hizo nano ingeniería osea a escala atómica. Y a escala atómica se ha construido el grafeno, este material en capas tiene una resistencia 100 veces mayor al acero, este es un nuevo material que se ha inventado. En los materiales entra la biología, los biólogos han aprendido a manejar el genoma, osea meter dentro de la herencia un elemento que no había, por ejemplo: sacaron un gen de la luciérnaga y lo metieron a la planta de un tabaco y ahora tienen un tabaco

luminoso. Eso

demuestra la posibilidad de manipular genes. Ahora están tratando de manipular genes de las arañas, de gusanos de seda, genes de árboles, en otras palabras modificar la naturaleza cambiando en código genético de animales y plantas, tratando de hacer que la naturaleza incluya algo que no había.