Materiales del ambiente

Materiales del ambiente

Todos los objetos que las personas utilizan a diario y el ambiente que los rodea están conformados por diversos materiales. Los materiales son porciones de materia que provienen de recursos de la naturaleza, y que tienen propiedades y características especificas. Por ejemplo, se clasifican como materiales la madera, el plástico, el cartón y la pintura, ya que cada uno tiene características y propiedades que los distinguen entre si.

Propiedades de los Materiales

Los materiales tienen propiedades generales y especificas. Las propiedades generales son comunes en todos los materiales y son las mismas que caracterizan a los cuerpos que ellos conforman. Estas son:

• Masa. Cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se expresa en gramos (gr), kilogramos (kg) o miligramos (mg), entre otras unidades.
• Volumen. Espacio que ocupa la masa dentro de un cuerpo en el espacio. Se expresa en litros (l), mililitros (ml) o centímetros cúbicos (cm3), entre otras unidades.

 Las propiedades especificas son particulares de cada material, por eso se pueden utilizar para identificarlos. El color, el olor, el sabor, el brillo, el punto de fusión y el punto de ebullición son algunas de las propiedades físicas especificas que permiten distinguir distintos materiales. Por ejemplo, el color del cemento de que esta hecho un bloque es diferente color al de la arcilla que forma un ladrillo, y eso permite identificarlos a simple vista.

Clasificación de los Materiales según su Origen

Según su procedencia, los materiales pueden clasificarse en tres categorías:

• Origen vegetal. Provienen de partes de plantas, como raíces, hojas y tallos, por ejemplo, el corcho, el aceite de palma o la madera.
• Origen animal. Se obtienen a partir de partes de animales, como huesos, plumas o piel; por ejemplo el cuero o la lana.
• Origen mineral. Se obtienen de elementos minerales, como el aluminio, la sal o el cemento.

Cambios en los Materiales

Los cambios en los materiales son consecuencia de la modificación de las condiciones ambientales en las que se encuentran. Por ejemplo, si se coloca un trozo de hierro en un sitio húmedo, se oxida; o al usar el rodillo para amasar el pan, la masa se aplasta. La oxidación y la variación de forma son tipos de cambios de los materiales, los cuales se pueden clasificar de esta manera:

• Cambios Químicos. Los cambios químicos se producen cuando hay una reacción química entre las sustancia o materia que conforma un material y otras sustancias que hay en el entorno. Las reacciones químicas son procesos en los que una o mas sustancias se transforman en sustancias diferentes, con otras características y propiedades. por lo general el cambio de olor evidencia este tipo de cambio.          Algunos cambios químicos de los materiales son:

1. Oxidación. es un cambio químico que sufren algunas sustancias en contacto con el oxígeno; por ejemplo, cuando partimos una manzana por la mitad y la dejamos en un plato, al cabo de uno o dos días vemos como la parte sin piel se ha oscurecido; o cualquier objeto de hierro, como una verja o una llave, que con el tiempo aparece recubierto de una capa de óxido de hierro.
2. Combustión. La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego. Por ejemplo, en la combustión de madera o papel el producto es dióxido de carbono, agua y un residuo de ceniza.
3. Fermentación. La fermentación es un cambio químico en materia animal y vegetal llevado a cabo por levaduras, bacterias y hongos microscópicos.
   Algunos ejemplos son. Agriado de la leche, el aumento de la masa del pan, la conversión de azucares y almidones en alcohol, la fabricación de algunas bebidas alcohólicas como el Sake.
4. Liberación de un gas. Reacción química que se produce entre dos materiales cuyo producto es un gas. Por ejemplo, al combinar bicarbonato de sodio y limón se produce dióxido de carbono, o en el proceso de fotosíntesis de las plantas se libera oxigeno en forma de gas.

• Cambios Físicos. Los materiales pueden sufrir variaciones en algunos de sus aspectos físicos, como su color, tamaño o consistencia. Los cambios físicos no alteran la composición de los materiales, por lo tanto son reversibles. Eso significa que, una vez producido el cambio, pueden volver a su condición inicial.Los cambios físicos mas comunes son:

1. Dilatación. Es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos al contacto con la temperatura. Por ejemplo, el Mercurio del termómetro se dilata con facilidad y por eso es capaz subir por un capilar pequeño e indicar el alza de temperatura.Este fenómeno no afecta sólo a los líquidos o sólidos también a los gases. Al recibir un aumento de calor, las partículas se separan entre sí, permitiendo que el gas se torne más liviano y se eleve. Ejemplo de esto es lo que hace posible que los "globos aerostáticos" se puedan elevar y desplazar.Pero toda regla tiene su excepción y es el agua en este caso quién confirma la regla, porque al calentarse entre los 0º C y los 4º C, se contrae y al enfriarse se dilata. Se conoce este fenómeno como la dilatación anómala del agua. 

                                                                                                                                                             

1. Contracción. Efecto contrario a la dilatación que consiste en la disminución del volumen de un material como consecuencia de la disminución de la temperatura. Por ejemplo al envasar un alimento caliente como una mermelada recién hecha en un frasco de vidrio con tapa, esta crea al enfriarse un vació por la contracción del aire dentro del frasco, lo cual permite sellar herméticamente el producto.                                                                                                                                                                                                                    
2. Fragmentación. Subdivisión o disgregación de un material en partes mas pequeñas. Por ejemplo, al quebrarse un vaso, el vidrio se fragmenta en varias partes de tamaños diferentes.                                                                                                                                                                                                                                                      
3. Aglutinación. Adición de masa a un material. Esto aumenta la cantidad o el tamaño del material que se tiene. Por ejemplo, al unir diferentes porciones de arcilla tenemos una cantidad mayor.                                                                                                                                                                                                                             
4. Disolución. Mezcla homogénea formada por dos sustancias o materiales. Las soluciones pueden ocasionar cambios de olor, color o sabor. Por ejemplo, al preparar te se obtiene una infusión de sustancias disueltas que se encuentran en las hojas de la planta.                                                                                                                                                                                                                                                                                                       
5. Cambios de estado. Los materiales pueden asumir distintos estados físicos por efecto de los cambios de temperatura o presión, como la formación de las nubes por la condensación del vapor de agua que asciende en la atmósfera.                                                  

Aplicaciones de los Cambios en los Materiales

Los cambios en los materiales son de vital importancia para el desarrollo de la vida en el planeta. Por ejemplo, los cambios de estado del agua entre hielo, agua liquida y vapor, permitan que circule el agua en el planeta. De es forma es posible la formación de las nubes, las precipitaciones en forma de lluvia, nieve o granizo, y la formación de los glaciares y los casquetes polares.

Para la humanidad, los cambios en los materiales son el fundamento de la vida moderna, pues la mayoría de los materiales que empleamos están transformados de alguna manera. Por ejemplo, los cambios físicos y químicos hacen posible obtener del petroleo derivados como combustibles y plásticos, ambos fundamentales para la vida de la sociedad tal y como la conocemos.

De igual manera, el trabajo de la metalurgia es posible a través de los cambios de estado liquido a solido de los metales. Los metales de funden y se moldean hasta que se solidifican para obtener diversos productos como laminas, cabillas, ollas, alambres o vigas.