Ciencia y Tecnología

CIENCIA

Ciencia es por un lado, el proceso mediante el cual se adquiere conocimiento, y por el otro, el cuerpo organizado de conocimiento obtenido a través de este proceso. El proceso es la adquisición sistemática de conocimiento nuevo de un sistema. La adquisición sistemática es generalmente el método científico. El sistema es generalmente la naturaleza. Ciencia es entonces el conocimiento científico que ha sido adquirido sistemáticamente a través de este proceso científico.

TÉCNICA

Conjunto de saberes prácticos o procedimientos para obtener un resultado. Requiere de destreza manual e intelectual, y generalmente con el uso de herramientas. Las técnicas se transmiten de generación en generación.

TECNOLOGÍA

La tecnología es un concepto amplio que abarca un conjunto de técnicas, conocimientos y procesos, que sirven para el diseño y construcción de objetos para satisfacer necesidades humanas. En la sociedad, la tecnología es consecuencia de la ciencia y la ingeniería, aunque muchos avances tencológicos sean posteriores a estos dos conceptos. La palabra tecnología proviene del griego tekne (técnica, oficio) y logos (ciencia, conocimiento).


En el siguiente cuadro se pueden ver las diferencias entre Ciencia y Tecnología:




Fuente: Ramírez y Escalante (2007)

Necesidades y productos tecnológicos

A lo largo de la historia, la tecnología ha creado productos para solucionar las diferentes necesidades producidas por la inquietud del ser humano. Estas necesidades las podemos clasificar en necesidades primarias o básicas y otras necesidades o secundarias, pero no por ello menos importantes hoy en día:

  • Necesidades básicas o necesidades primarias
    • Alimentación: necesidad de proporcionar al cuerpo el alimento necesario.
    • Salud: necesidad de prevenir o curar las enfermedades.
    • Vivienda: necesidad de disponer de lugar cubierto y cerrado para ser habitado.
    • Vestido: necesidad de llevar prendas exteriores con las que cubrimos el cuerpo. 
  • Otras necesidades o necesidades secundarias
    • Transporte: necesidad de desplazarnos de un lugar a otro.
    • Ocio: necesidad de disfrutar en nuestro tiempo libre.
    • Seguridad: necesidad de tomar medidas de protección.
    • Comunicación: necesidad de recibir y transmitir información.
    • Trabajo: necesidad de aprender, desarrollarnos y disponer de una ocupación retribuida.

Para estas necesidades la tecnología ha creado infinidad de productos tecnológicos:

    • Alimentación: microondas, frigorífico,...
    • Salud: fonendoscopio, rayos x,...
    • Vivienda: calefacción, tejas,...
    • Vestido: máquina de coser, botas de agua,...
    • Transporte: motocicleta, barco,...
    • Ocio: cine, videoconsola,...
    • Seguridad: airbag, casco,...
    • Comunicación:teléfono móvil, radio,...
    • Trabajo: llave inglesa, ordenador,...

Actividad: ¿Qué otros productos ha credo la tecnología para cada tipo de necesidad? Nombra 5 productos tecnológicos que haya creado la tecnología para cada una de las necesidades. No repitas ningún producto y no utilices los que ya están escritos.


  

Proceso tecnológico

El proceso tecnológico es el camino que se sigue desde la necesidad hasta que se obtiene la solución, es decir, hasta que se satisface dicha necesidad.


El proceso tecnológico es por tanto el método que utiliza la tecnología para dar soluciones. En definitiva no es más que pensar sobre el problema, hacer lo que se ha pensado y realizar una comprobación.

Este método se conoce también como Método de Proyectos y se aplica constantemente en las empresas e incluso en la vida real. Nosotros también lo usamos en nuestras clases de tecnología para resolver nuestros problemas.

¿Qué es la Tecnología?

La tecnología no consiste solamente en una serie de inventos, máquinas o herramientas. La tecnología abarca todo un conjunto de conocimientos cuya finalidad es la satisfacción de necesidades.


Es decir, tecnología es un ámbito de actividad dirigido a la satisfacción de necesidades de tipo práctico, en el que convergen circunstancialmente saberes de naturaleza y procedencia diversas, que se relacionan entre si, para resolver un caso práctico, a lo largo de un proceso interactivo de análisis, diseño, fabricación y usos de artefactos o dispositivos que satisfacen temporalmente la solución del problema.

Cerámicos y pétreos

Los materiales cerámicos y/o pétreos se obtienen de las rocas, arenas o arcillas, ya sea directamente de las canteras (mármol, pizarra) o mediante procesos industriales (vidrio, cemento,...)


Propiedades
  • Duros: son materiales muy duros (difíciles de rayar, taladrar o cortar).
  • Aislantes: buenos aislantes de la electricidad y el calor.
  • Resistentes al calor: debido a su alto punto de fusión.
  • Resistentes a los agentes químicos: lo que les permite su uso como recipientes en alimentación (cazuelas, botellas) o productos químicos.
  • Frágiles: el gran inconveniente de los materiales cerámicos y pétreos es su fragilidad, ya que rompen fácilmente ante golpes o impactos bruscos.

Clasificación
  • Materiales cerámicos:
    • Porosos: No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena.
      • Arcillas rojizas: de color rojizo. Se cuecen a una temperatura entre 700 - 1000 ºC. Se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
      • Loza:  con temperaturas de cocción entre los 1050 y los 1200 ºC. Normalmente se cubre de esmalte para la fabricación de platos, tazas,...
      • Refractarios: Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. Se utilizan para la fabricación de ladrillos refractarios o electrocerámicas (escudos térmicos aeroespaciales).
            

Cerámicos porosos
Fuente: http://tptecnologiabym.blogspot.com.es

    • Impermeables o semipermeables: Se los somete a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros.
      • Gres: Se obtiene a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos.
      • Porcelana: Se obtiene a partir de una arcilla muy pura, denominada caolín, a la que se le añaden otras sustancias (feldespato, cuarzo,...). Para que el producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones: una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y otra a más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Tiene multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, saneamientos,...) y en la industria (toberas de reactores, aislantes en transformadores,...). 

Pavimento de gres rústico                         Lavabo de porcelana
Fuente: www.interazulejo.com                                      Fuente: www.roca.es

  • Vidrio: es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo que se obtiene a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).

Vidrio reciclado
Fuente: www.jpmascaro.com

Esquema de fabricación del vidrio
Fuente: http://www.tecfiredoth.com




 
  • Rocas naturales: las rocas o piedras naturales están formadas por son agrupaciones de minerales. Éstas se extraen de las canteras (grandes formaciones de rocas). Las rocas más utilizadas como material de uso técnico son:
    • Mármol: roca metamórfica utilizada en la construcción, decoración y escultura.
    • Granito: roca magmática formada por cuarzo, feldespato y mica. Es usado ampliamente como recubrimiento en edificios públicos y monumentos. El granito pulido es muy utilizado en encimeras de cocina debido a su alta durabilidad y cualidades estéticas
    • Piedra caliza: es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), generalmente calcita. Es utilizada en la construcción de enrocamientos para obras marítimas y portuarias como rompeolas, espigones, escolleras entre otras estructuras de estabilización y protección.
    • Pizarra: roca metamórfica utilizada en las cubiertas, revestimientos de fachadas y como antiguo elemento de escritura.

 
  • Aglomerantes: Son materiales con propiedades adhesivas que, amasados con agua fraguan y endurecen sin necesidad de calor. Se utilizan en la fabricación de estructuras, piezas prefabricadas, baldosas,... Los más importantes son:
    • Cal: producto resultante de la descomposición de rocas calizas.
    • Yeso y escayola: se obtiene a partir de piedras de yeso de canteras de superficie. El yeso refinado recibe el nombre de escayola.
    • Cemento: formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas. La mezcla de cemento, arena y agua recibe el nombre de mortero de cemento y cuando se le añade grava se denomina hormigón.

Cemento gris y yeso de albañil
Fuente: http://lacasadelapintura.com


Fuente: www.wikipedia.org

Plásticos y textiles

Plásticos

Los plásticos se obtienen a partir de derivados del petróleo y otras sustancias naturales por un proceso denominado polimerización.

El primer plástico de la historia lo desarrolló el norteamericano John Wesley Hyatt, a partir de la celulosa en 1860, investigando sobre nuevos materiales sustitutos del marfil en las bolas de billar. Este plástico se denominaría celuloide y sería clave en el desarrollo de la industria cinematográfica a finales del siglo XIX.

Propiedades de los plásticos
  • Fáciles de trabajar y moldear: son en general blandos y se adaptan a cualquier forma (molde) mediante el empleo de calor (fusión).
  • Bajo coste de producción: la fabricación en serie de muchos productos de plásticos es barata.
  • Ligeros: la mayoría de los plásticos poseen una baja densidad, incluso inferior a la del agua.
  • Resistencia mecánica aceptable: lo que les permite (unido a su ligereza) su uso como carcasas de muchos productos hoy en día (ratones, teclados, videoconsolas, ordenadores, impresoras,...)
  • Aislantes eléctricos y térmicos: aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas.
  • Estables: son resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos.
  • Versátiles: existe una gran variedad de plásticos: transparentes, opacos, duros, blandos, elásticos, flexibles, de colores,...

Clasificación de los plásticos
  • Termoplásticos 
    • De uso general: Policloruro de Vinilo (PVC), Polietileno (PE), Poliestireno (PS), Polipropileno (PP), Polietileno Tereftalato (PET),...
    • Especiales o de altas prestaciones: Nailon (Poliamidas (PA)), Metacrilato (Polimetilmetacrilato (PMMA)), Policarbonatos (PC), Teflón (Politetrafluoroetileno (PTFE)),...
  • Termoestables: Baquelita (Fenoles (PF)), Melamina (Aminas (MF)), Resinas de Poliéster (UP), Resinas Epoxi (EP),...
  • Elastómeros: Silicona, Poliuretano, Cauchos naturales (látex) o sintéticos, Neopreno,...

    Aplicaciones de los plásticos
    • Sector industrial: piezas de motores, aparatos eléctricos y electrónicos, carrocerías, aislantes eléctricos,...
    • Construcción: tuberías, impermeabilizantes, espumas aislantes de poliestireno,...
    • Industria de consumo: envoltorios, juguetes,envoltorios de juguetes, maletas, artículos deportivos, fibras textiles, muebles, bolsas de basura,...


    Codificación internacional para los plásticos

    Existe una gran variedad de plásticos y para clasificarlos, se usa un sistema de codificación del 1 al 7, junto con el símbolo de reciclado.

    Recycling symbol.svg
    Símbolo internacional de reciclado

      1. PET (Polietileno Tereftalato)
      2. HDPE / PEAD (Polietileno de alta densidad)
      3. PVC (Policloruro de Vinilo)
      4. LDPE / PEBD (Polietileno de baja densidad)
      5. PP (Polipropileno )
      6. PS (Poliestireno )
      7. Otros


    Materiales textiles

    Clasificación
    • Tejidos: formados a partir de hilos entrelazados. Los hilos se pueden obtener de los animales, de los vegetales o artificialmente:
      • Origen Animal: seda, lana,...
      • Origen Vegetal: algodón, lino,...
      • Sintéticos: poliéster, licra, nailon, elastano,...
    • Pieles
      • Naturales: vacuno, cocodrilo, visón,...
      • Artificiales: cueros sintéticos,...


    Símbolos textiles


    Los símbolos de conservación dan información al consumidor sobre el tratamiento que debe darse a los productos textiles. Se utilizan cinco símbolos básicos: lavado (con agua), secado, planchado, blanqueado (uso de lejía) y limpieza profesional.


    Símbolos básicos
    Lavado - Blanqueado - Secado - Planchado - Limpieza profesional







    Fuente: www.wikipedia.org

    Metales

    Se denomina metal a cada uno de los elementos químicos buenos conductores del calor y de la electricidad, con un brillo característico, y sólidos a temperatura ordinaria, salvo el mercurio.

    Obtención de los metales

    La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza en forma de mineral de metal, por lo que hay que extraerlos de estos minerales que los contienen, en los que forman un compuesto químico (Pirita - FeS2, Limonita - Fe2O3, Bauxita - Al2O3, Cuprita - Cu2O). Hay dos formas de obtenerlos, mediante hornos (calor) o por electrolisis (electricidad).

    Proceso de obtención del acero y la fundición de hierro
    Fuente: http://especialidadestermicas-mx.com/blog


    Aleación

    Se denomina aleación a la mezcla de metales con metales o metales con no metales que dan como resultado un nuevo metal.

    Propiedades de los metales 

    • Brillo metálico: todos los metales se caracterizan por poseer un brillo característico.
     
    • Densos y pesados: los metales son más pesados que la mayoría de los materiales de uso técnico.

    METAL DENSIDAD METAL DENSIDAD
    ALUMINIO
      2,70 grs/ml
    COBRE
     8,93 grs/ml
    CINC
      7,10    "    
    CROMO
     7,10      "    
    ESTAÑO   7,29     "   
    HIERRO
     7,87      "    
    NÍQUEL
      8,90     "   
    PLATA
    10,50     "      
    PLOMO
    11,30     "     
    MERCURIO
    13,50     "       
    ORO
    19,30     "    
    PLATINO
    21,50     "       


    • Resistencia mecánica: los metales poseen una gran resistencia. Son capaces de soportar grandes esfuerzos sin romperse.
    • Tenacidad: son tenaces. Pueden soportar golpes sin romperse.
    • Maleabilidad y ductilidad: pueden moldearse en láminas e hilos sin romperse
    • Conductores: los metales son excelentes conductores del calor y la electricidad (la plata y el cobre son los mejores conductores).
    • Posibilidades de trabajo: gracias a sus excelentes propiedades mecánicas los metales ofrecen muchas posibilidades para ser trabajados, ya que se pueden doblar, moldear, estirar, fundir, cortar, limar, estampar, etc.

    Metales y sus aplicaciones

    •  Acero: aleación de hierro y carbono que puede tener otros elementos (níquel, cromo,...). Es duro y resistente y es el metal más empleado (más del 90% de la producción mundial de metal). Se utiliza en estructuras, herramientas, piezas mecánicas,...
    • Cobre: es el segundo metal mejor conductor de electricidad (sólo superado por la plata). Se utiliza en cables conductores de electricidad y tuberías. También se emplea crear aleaciones con el latón y el bronce:
      • Bronce: aleación de cobre + estaño. Dependiendo de las concentraciones de cobre y estaño nos encontramos con diferentes tipos de bronces, para campanas, para tornillería, piñones, armas de fuego,...
      • Latón: aleación de cobre + cinc. Por su gran parecido al oro se utiliza en joyería (bisutería) y elementos decorativos. Por su gran resistencia al agua salada se utiliza mucho en piezas marinas.
    • Aluminio: Es muy ligero, buen conductor (60% del cobre pero pesa menos de la mitad), resistente y resiste muy bien a la oxidación (su capa de oxidación lo protege). Se utiliza en la industria aeronáutica y aeroespacial, en la alimentación (latas de refrescos), en cables de alta tensión,...
    • Estaño y plomo: muy utilizados en soldadura blanda (tubos de cobre).
    • Oro, plata y platino: son metales preciosos. Se utilizan sobre todo en joyería y en instrumentos para laboratorio.
    • Otros metales:  Magnesio, Titanio, Níquel, Cromo, Wolframio, Manganeso, Cobalto, Uranio,...

    Metales

    Fuente: www.wikipedia.org

    La madera y sus derivados

    La madera es un material ortótropo (propiedades diferentes en distintas direcciones) que se obtiene de los troncos de un árboles, de ahí su gran variedad.

    Sección de tronco de árbol con sus anillos de crecimiento


    Propiedades de la madera

    • Aislante: de la electricidad, del frío, del calor y del sonido (ruido).
    • Ligera: la mayoría de las maderas flotan en el agua o tienen una densidad parecida a la del agua.
    • Resistente: por su resistencia se ha utilizado a lo largo de la historia para fabricar elementos estructurales (vigas, pilares,...) aunque los metales en general tienen una resistencia muy superior a la de la madera.
    • Blanda: por lo que se puede trabajar con facilidad (cortar, limar, taladrar,...).
    • Agradable a los sentidos: es muy apreciada por su tacto, olor y color (veteado de la madera).

    Clasificación de la madera y sus derivados

    • Maderas naturales: obtenidas directamente de los troncos de los árboles cortados en tablones, tablas o listones.

    Maderas I
    Fuente: www.castor.es

    Maderas II
    Fuente: www.castor.es

    • Tableros artificiales: para aprovechar mejor los recursos de la madera, se fabrican tableros artificiales de dimensiones normalizadas:
      • Tablero alistonado: formados por listones encolados entre sí.
      • Tablero contrachapado: formados por láminas finas de madera obtenidas normalmente por desenrollo de troncos.
      • Tablero aglomerado o de partículas: fabricado a partir de pequeñas partículas de madera encoladas.
        • Estándar: compuesto sólo de partículas de madera.
        • Aglomerado chapado o laminado:  revestido por sus dos caras por unas láminas muy finas de madera o plástico.
        • Aglomerado orientado (OSB):  fabricado a base en virutas de gran tamaño, colocadas en direcciones transversales, simulando el efecto estructural del contrachapado
      • Tablero de fibras: formado por fibras de madera prensadas.

    Tipos de tableros artificiales

    • Derivados de la madera:
      • Papel y Cartón: se fabrican a partir de restos de las maderas (virutas, ramas, restos de aserraderos). De la madera triturada se obtiene la celulosa (pasta de fibras vegetales) a la que se le añaden otras sustancias como el polietileno o el polipropileno. Durante el proceso la pasta de fibras vegetales es molida, blanqueada, diluida en agua, secada, y posteriormente endurecida.
      • Corcho: material extraído de la corteza de los alcornoques. 
    • Otras fibras vegetales:
      • Mimbre: material de fibras vegetales obtenido de un arbusto de la familia de los sauces que se teje para crear muebles, cestos y otros objetos útiles.
      • Esparto: fibras obtenidas de diversas plantas silvestres del grupo de las gramíneas, así como a las plantas mismas. Con dichas fibras se elaboran sogas, alpargatas, cestos, estropajos...
      • Pita: obtenida de las hojas de varias especies del género Agave se emplea para hacer cordajes.
      • Cañas:  tallo cilíndrico de las plantas gramíneas (o poáceas), el cual es generalmente hueco y nudoso.

    La industria forestal y el desarrollo sostenible




    Obtención de la madera natural


    El proceso que sigue la madera desde el árbol hasta que se convierte en un listón o tablero es el siguiente:
    1. Apeo, corte o tala
    2. Transporte
    3. Aserrado
    4. Secado
      • Natural
      • Artificial  
    Podemos ver este proceso en el siguiente vídeo:





    Fabricación de tableros artificiales

    El proceso para obtener tableros artificiales es mas laborioso, ya que implica otras operaciones adicionales (preparación del material, encolado, prensado,...).

    Obtención de tablero contrachapado






    Obtención de tablero aglomerado y de fibras





    Fabricación de papel




    Fuente: www.wikipedia.org

    Tipos de Estructuras

    Estructuras

    Todos los objetos, desde una simple lámpara hasta un complejo edificio, poseen una estructura, encargada de soportar el peso del objeto, soportar acciones externas, proteger y/o dar forma:

    • Soportar su peso: la primera función de cualquier estructura es la de soportar el propio peso del objeto. Los pilares de un edificio deben soportar el peso de toda la estructura.
    • Resistir acciones externas: además existen estructuras que están diseñadas claramente para soportar acciones externas, como las presas  o el aparejo de los barcos (mástil, velas,..).
    • Proteger: muchas estructuras se diseñan para que sirvan de protección. Carcasas de monitores, teclados, chasis de un vehículo,...
    • Dar forma: por último las estructuras sirven para proporcionar forma. Ratón (forma ergonómica), estructura de una tienda de campaña,...

    Clasificación de las estructuras

    Las estructuras se pueden clasificar en tres grupos, laminares o de carcasa, masivas y de armazón:

    • Laminares o de carcasa: formadas por láminas o paneles delgados que protegen al objeto.
    Ejemplo de estructura laminar (carcasa de monitor)
    • Masivas: son estructuras muy pesadas y/o macizas.
    Ejemplo de estructura masiva (pirámides)
    • De armazón: constituidas por elementos alargados (vigas, pilares, barras, travesaños, cables,...) que forman un armazón. Se pueden dividir a su vez, en tres subgrupos:
      • Trianguladas: los elementos alargados (barras) forman triángulos.
    Ejemplo de estructura triangular (puente)
        • Entramadas: formadas por elementos verticales y horizontales (vigas y pilares)
      Ejemplo de estructura entramada (edificio en construcción)
        • Colgadas: parte de la estructura está sostenida por cables.
      Ejemplo de estructura colgada (puente del alamillo)