Els materials són els productes utilitzats en la producció d'objectes. Tenen el seu origen en el medi natural i , normalment, són el resultat d'un procés de transformació.
La història de la humanitat ha anat lligada als materials. El temps històric es mesura sovint d'acord amb el material que s'utilitza. Així temin, l'edat de pedra, l'edat dels metalls (del coure, del bronze i del ferro), l'era dels plàstics o del silici.
Classificació dels materials
Els materials tenen el seu origen en les matèries primeres que són els productes que s'extreuen directament del medi natural, com la fusta, els minerals, el carbó, el petroli...
Classificació de les matèries primeres
Minerals: Un mineral és una substància natural que es diferencia de la resta pel seu origen inorgànic, homogeneïtat, composició química preestablerta i que correntment ostenta una estructura de cristall. Exemples: pissarra, vidre, marbre...
Animals: Els materials d'origen animal, provenen de parts d'animals, com poden ser els ossos, el pel, pells, llana, cera, ivori...
Vegetals: Són els materials que s'obtenen de les plantes, normalment passen per algun procés de purificació abans que es puguin usar per a alguna fi determinada per l'humà. Exemples: Cotó, Goma, Bambú, Cautxú, Fusta, Lli...
Classificació segons el procés d’obtenció dels materials
Naturals, aquells que provenen de la natura i que només han estat sotmesos a processos físics de neteja, classificació, tall o altres operacions mecàniques: plaques de pissarra, llambordes, fusta, fil de cotó, llana, ivori...
Transformats, materials naturals que han estat sotmesos a processos de mescles o transformació química: vidre, paper, ceràmica, ciment, tàblex, conglomerat, bronze, acer...
Sintètics, s'obtenen a partir de la síntesi o unió química de diferents o iguals substancies, com són els processos de polimerització: polièster, melamina, PVC, plexiglàs, poliestirè. Alguns exemples són les fibres sintètiques de l'àmbit tèxtil.
Classificació segons el material
Des del punt de vista tècnic, els materials que fem servir per fabricar objectes es poden classificar en 5 grans grups:
Fustes: són materials naturals que provenen dels arbres. Materials transformats a partir de la fusta és el paper i el cartró.
Metalls: s'obtenen dels minerals extrets de les mines, que després es transformen per ser utilitzats posteriorment.
Plàstics: són materials transformats que s'obtenen fonamentalment, del petroli i el carbó.
Materials petris i ceràmics (argila): són materials naturals que provenen de la sorra i pedra.
Materials tèxtils: alguns són materials naturals (cotó, llana, lli..) però la gran majoria són transformats (raió, poliamida, polièster..)
Propietats dels materials
Les propietats dels materials, és allò que ens indica com és aquell material i com es comporta davant les diferents situacions.
Cada material té una sèrie de propietats i característiques que el fan diferent dels altres.
Propietats fisicoquímiques dels materials
La Densitat és la massa (en grams) que té un volum determinat (en centímetres cúbics) d'un material. Aprofitant aquesta propietat, es poden fabricar objectes que tinguin la mateixa mida i forma, però de pes molt diferent segons el tipus de material utilitzat.
La Conductivitat Tèrmica és la característica dels materials que facilita, en més o menys grau, el pas de la calor. Hi ha materials anomenats Aïllants Tèrmics, que no deixen passar fàcilment la calor, com la fusta, i n'hi ha altres anomenats Conductors Tèrmics, que sí deixen passar fàcilment la calor, com els metalls. Els Mal Conductors Tèrmics, estarien entre mig dels dos.
La Dilatació és la propietat d'alguns materials de variar les seves dimensions per la variació de temperatura.
La Fusibilitat és la major o menor facilitat que tenen els materials per fondre's per l'efecte de la calor. Així, cada material es fon a una temperatura determinada, que s'anomena punt de fusió.
La Conductivitat Elèctrica, és la propietat dels materials que facilita, en més o menys grau, el pas del corrent elèctric. No tots els materials oposen la mateixa resistència al pas del corrent elèctric. Així doncs:
Materials Conductors són els que en condicions normals n'afavoreixen el pas (ex: metalls)
Materials Aïllants els que hi oposen gran resistència, Els Mal Conductors, estarien entre mig dels dos. Tots els metalls són molt bons conductors de l'electricitat. En canvi la fusta, el plàstic, el vidre... són materials aïllants.
Propietats mecàniques dels materials
Les propietats mecàniques dels materials són les que ens permeten determinar el comportament dels materials quan són sotmesos a una força.
Les propietats mecàniques més habituals són: fragilitat, tenacitat, elasticitat i resistència mecànica.
La Tenacitat és la propietat que tenen els materials de resistir cops sense trencar-se. L'acer és un material molt tenaç.
Cal no confondre duresa amb tenacitat. La duresa, és la dificultat d'un material de ser ratllat per un altre, i la tenacitat, és la dificultat d'un material de trencar-se per un cop. Per exemple, el diamant, és un material molt dur, però en canvi és molt fràgil: és molt difícil de ratllar, però és molt fàcil de trencar amb un cop.
La propietat oposada a la tenacitat, és la fragilitat. La fragilitat, és la propietat d'un material de trencar-se per un cop. Un material és fràgil quan es trenca amb un cop. El vidre és molt fràgil.
L'Elasticitat és la propietat que permet als materials deformar-se quan sónt sotmesos a una força, i a tornar a la seva forma original, quan la força deixa d'actuar sobre el material. Existeix el límit d'elasticitat, per a cadascun dels materials, el qual determina quan el material que està sotmés a una força, queda deformat permanentment amb la possibilitat de trencar-se.
La Resistència, és la propietat que tenen els materials de suportar diferents forces sense trencar-se.
La Fatiga és la propietat que tenen els materials de resistir sense trencar-se quan són sotmesos a esforços diferents i repetitius.
Propietats tecnològiques dels materials
La Plasticitat és la propietat que permet als materials deformar-se permanentment quan estan sotmesos a una força sense trencar-se. Dintre de la plasticitat, podem trobar dos: la mal·leabilitat i la ductilitat.
La Mal·leabilitat és la propietat que permeten als materials de deformar-se permanentment, en làmines quan són sotmesos a una força de compressió.
La Ductilitat, és la propietat que permet als materials de deformar-se permanentment en fils o barilles quan són sotmesos a un esforç de traccó. Aquesta propietat, permet la fabricació de cables per la conducció d'electricitat.
La Duresa és la propietat que indica la resistència que oposen els materials a ser ratllats o penetrats per altres. El diamant és el material més dur.
La Soldabilitat d'un material es refereix a la seva capacitat per ser soldat.
La Fusibilitat d'un material es refereix a la seva capacitat per fondre's a una temperatura determinada. Aquesta propietat és crucial per a molts processos industrials, com ara la fabricació de peces metàl·liques per fosa, forja o colada, així com per a processos de soldadura i altres aplicacions on la capacitat de fondre's és important.
TASCA REPTE
Avui dia, un dels problemes més greus del medi ambient, és la generació de residus. Per aquesta raó, l'home ha cercat tres formes diferents per disminuir el volum d'aquests residus.
És el que s'anomena les 4R:
* Reducció: Consisteix en la disminució dels residus. S'ha de cercar la manera de fer que els residus que es generin siguin els mínims.
* Reutilització: Consisteix en la reutilització d'aquell material que ja ha estat utilitzat però que es pot tornar a fer servir per a una altra utilitat.
* Reciclatge: Hi ha grup e materials que es poden reciclar. Això vol dir que agafant aquest material i el sotmetem a un procés, és possible obtenir de nou el mateix objecte preparat per fer-lo servir.
* Rehabilitar: Hi ha grup e materials que es refomar i donar-li una segona vida.
Les 4 maneres de tractar les nostres deixalles de manera sostenible.
REDUIR – Visualitzem el vídeo on seguim el repte d’una família que pren accions per intentar reduir al màxim els seus residus generats durant un mes.
IDEES:
– No comprar el que no necessitem.
– Fer la compra amb una bossa o cabàs.
– Comprar aliments a granel.
– Portar un envàs de casa per portar l’aliment que comprem.
RECICLAR – Cal classificar bé cada residu en el seu contenidor. Quan no ho fem, generem IMPROPIS.
Els IMPROPIS són residus que han anat a parar en el contenidor que no toca. Però si reciclem bé, les restes de poda es transformaran en compost, o els vidres tornaran a ser ampolles.
Cada setmana s’omple un contenidor sencer de matalassos vells.
Recollida per objectes grans a Cambrils: https://www.cambrils.cat/ca/serveis/medi-ambient/residus-i-neteja-viaria/servei-de-recollida
REUTILITZAR – Què podem fer amb aquells objectes que ja no ens serveixen? Busquem una nova utilitat. Podem crear joguines de tota mena.
REPARAR – Quan una cosa es trenca o s’espatlla, es pot arreglar abans de llençar-la. És per això que estem aprenent a cosir, per poder reparar la roba que s’esquinça.