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Evolución histórica de los materiales | 2/93 | UPV
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Evolución histórica de los materiales | 2/93 | UPV

Evolución Histórica de los Materiales

Introducción a la Presentación

  • David García Sanoguera, profesor del departamento de ingeniería mecánica y materiales en la Universidad Politécnica de Valencia, presenta sobre la evolución histórica de los materiales.
  • Se abordarán cuatro tipos principales de materiales: metálicos, poliméricos, compuestos y cerámicos.
  • La presentación concluirá con las tendencias actuales en el mundo de los materiales.

Gráfico de Evolución Temporal

  • Se muestra un gráfico que representa una línea de tiempo desde el 10,000 a.C. hasta el año 2020.
  • En el eje X se observa la historia del hombre y en el eje Y la importancia relativa del peso específico de cada grupo de materiales.

Materiales Metálicos

  • Los metales han tenido una tendencia ascendente desde el 10,000 a.C. hasta mediados del siglo XX debido a mejoras en técnicas de afino.
  • Al inicio solo se disponía de metales preciosos como oro y plata; posteriormente se comenzó a trabajar con cobre para herramientas rudimentarias alrededor del 5,000 a.C.
  • A mediados del siglo XVI surgieron las fundiciones y más tarde los aceros en el siglo XIX, mejorando la resistencia mecánica.
  • En las décadas posteriores aparecieron aleaciones ligeras como aluminio y superaleaciones basadas en cobalto y níquel.

Avances Recientes en Metales

  • Actualmente se utilizan aleaciones avanzadas como titanio-níquel y nuevos metales amorfos que están ganando relevancia.

Materiales Poliméricos

  • Desde el 3,000 a.C., los humanos usaban pieles y fibras; luego se introdujeron colas provenientes principalmente de pezuñas.
  • El caucho natural fue utilizado desde los siglos XVI-XVII; Charles Goodyear descubrió el caucho vulcanizado que revolucionó su uso.
  • En 1909 se sintetizó por primera vez un polímero sintético llamado baquelita; esto llevó al desarrollo del nylon y polietileno para diversos usos.

Innovaciones en Plásticos

  • Se desarrollaron plásticos comunes como policarbonato, metacrilato y polipropileno que son ampliamente utilizados hoy día.

Materiales Compuestos

  • Aunque inicialmente tuvieron importancia limitada, desde las décadas setenta ochenta han resurgido con nuevos compuestos innovadores.
  • Ejemplos históricos incluyen madera (compuesto por fibra lignina), adobe (arcilla + fibras), papel (como sustituto del papiro).

Evolución de los Materiales Compuestos en la Historia

Materiales Compuestos Importantes

  • El hormigón armado, una combinación de hormigón y estructura metálica, es un material compuesto clave.
  • En la década de 1960, surgió el cermet, que mezcla metal y cerámica.
  • Actualmente se destacan las fibras como la fibra de vidrio (usada en piscinas), fibra de carbono (en chasis de motocicletas) y fibra de kevlar (en cascos y chalecos antibalas).

Avances en Compuestos Cerámicos

  • Se investiga sobre compuestos con matriz metálica y cerámicos, utilizados en componentes del transbordador espacial.
  • Los materiales cerámicos han fluctuado en importancia desde el mil antes de Cristo hasta su resurgimiento a mediados del siglo XX.

Historia y Desarrollo de Materiales Cerámicos

  • Inicialmente, se utilizó piedra de sílex para herramientas; luego aparecieron el vidrio, cemento y cerámicas refractarias que soportan altas temperaturas.
  • Descubrimientos recientes incluyen cemento porlan, sílice fundida y cerámicas tenaces que resisten impactos.

Tendencias Actuales en Materiales

  • La evolución de los materiales está influenciada por cambios históricos significativos; actualmente hay un enfoque hacia la homogeneización del peso específico.

Necesidades Modernas en Materiales

  • Las necesidades actuales incluyen:
  • Disminución del costo energético.
  • Reducción del peso mediante polímeros de baja densidad.
  • Incremento en resistencia utilizando materiales compuestos.
  • Reducción de contaminación ambiental.

Resumen Final sobre la Evolución Material

  • A lo largo de la historia, los metales crecieron notablemente debido a la revolución industrial; los materiales compuestos han resurgido gracias a nuevos desarrollos.
  • La tendencia actual busca un equilibrio entre diferentes tipos de materiales.
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Título: Evolución histórica de los materiales Descripción: Evolución histórica de los materiales García Sanoguera, D. (2008). Evolución histórica de los materiales. http://hdl.handle.net/10251/1365 Descripción automática: En este video, el profesor del departamento de ingeniería mecánica y materiales de la universidad politécnica expone la evolución histórica de los materiales, diferenciando entre materiales metálicos, poliméricos, compuestos y cerámicos, y concluye con un análisis de las tendencias actuales en el campo. Se ofrece un gráfico que correlaciona la importancia relativa de los distintos tipos de materiales a lo largo del tiempo, desde 10.000 a.C. hasta 2020. Inicialmente se menciona el predominio del uso del oro y la plata, la progresión hacia el cobre y la aparición de aleaciones como el bronce y el hierro, que marcan periodos como la Edad del Bronce o la Edad del Hierro. Con el paso del tiempo, se desarrollan materiales más avanzados, como las fundiciones del siglo XVI y los aceros en el siglo XIX. Ya en el siglo XX, aparecen aleaciones ligeras y las superaleaciones, con aplicaciones diversas como prótesis dentales de aleación de titanio y níquel. Sobre los polímeros, se relata su historia desde el uso de pieles y fibras cerca del año 3000 a.C. hasta la aparición de productos como el caucho vulcanizado y los polímeros sintéticos como el nylon y el polietileno, destacando su crecimiento en la década de 1980, con desarrollos en polímeros de alto módulo de elasticidad y capaces de soportar altas temperaturas. Respecto a los materiales compuestos, se precisa cómo su relevancia aumentó en el siglo XX con la introducción de la fibra de vidrio, la fibra de carbono y materiales como el Kevlar, usados en aplicaciones como piscinas, chasis de motocicletas y chalecos antibalas. Por último, para los cerámicos, se remonta al uso de la piedra en tiempos prehistóricos para luego pasar por el vidrio, el cemento y los cerámicos refractarios, entre otros, resaltando su creciente importancia en la actualidad. En conclusión, la evolución de los materiales ha sido impulsada por necesidades históricas, y las tendencias actuales se centran en equilibrar las propiedades de los materiales en cuanto a peso específico, costo energético, resistencia, reducción de contaminación y biodegradabilidad, buscando una armonización entre los distintos tipos de materiales para satisfacer las necesidades contemporáneas. Autor/a: García Sanoguera David Curso: Este vídeo es el 2/93 del curso Curso Ingeniería de materiales | Universitat Politècnica de València (UPV). https://www.youtube.com/playlist?list=PL6kQim6ljTJs68kaWApEzRSVAsge-N_CS + Universitat Politècnica de València UPV: https://www.upv.es + Más vídeos en: https://www.youtube.com/valenciaupv + Accede a nuestros MOOC: https://upvx.es #Introducción #Clasificación #Materiales #Ingeniería de materiales #CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERIA METALURGICA