Nuevas necesidades, nuevos materiales.

1. COMPONENTES:
 Mª del Carmen Pérez González.
 Mª Antonia Manuel Gil.
 Mª José Belchí Rubio.
 Juan Manuel Couto Rocha.
 Rubén Vélez Susarte.
 Antonio Melero Navarro.

2. ÍNDICE.
 Portada y componentes. Pág. 1.
 Índice. Pág. 2.
 Satisfacer desafíos para la ciencia de materiales. Pág. 3-10.
 Materiales más resistentes y ligeros. Pág. 11-18.
 Materiales para la energía del S. XXI. Pág. 19-23.
 El cuerpo en el taller. Pág. 24-27.
 Nanotecnología y magnetorresistencia. Pág. 28-30.
 I+D. Pág. 31-34.
 Año internacional de la Química. Pág. 35-36.
 Bibliografía. Pág. 37.

3. • Satisfacer las necesidades de la creciente población
mundial requiere desarrollos técnicos que aprovechen los
recursos naturales sin poner en peligro la supervivencia de
las generaciones futuras.

¿Cuales son los desafíos del silo XXI?
Una vista al supermercado
puede dar la impresión de que
la humanidad requiere
pantallas de televisión mas
grandes, ect…
SATISFACER DESAFIOS PARA LA CIENCIA DE
MATERIALES.

4. Sin embargo, si nos paramos a pensar en la actualidad
constataremos que el planeta necesita reducir
desigualdades en infraestructuras, sanidad,
alimentación...
v
La ciencia no puede resolver ninguno de esos problemas pero
si aporta soluciones.
SATISFACER DESAFIOS PARA LA CIENCIA DE
MATERIALES.

5. El creciente número de trasplantes en el cuerpo humano para
reparar los daños producidos en accidentes por ejemplo, esta
demandando materiales biocompatibles estables y seguros.
Al igual, las técnicas de
diagnostico utilizan cada vez más
los materiales de alto contenido
tecnológico, como los
superconductores, para las
técnicas de imagen como la TAC.
DESAFIOS EN LA MEDICINA

6. En el tratamiento de las enfermedades también de están
empleando materiales de alta tecnología , como nanopartículas,
para encapsular medicamentos que puedan liberarse en el
momento y lugar oportuno.
DESAFIOS EN LA MEDICINA.

7. Actualmente, también se incorporan otros materiales basados en la
fibra del carbono, los polímeros orgánicos, y el vidrio, que
combinados entre sí forman los composites.
DESAFIOS EN LA CONSTRUCCION DE EDIFICIOS E
INFRAESTRUCTURAS.
Los materiales empleados en la construcción de viviendas e
infraestructuras se basan en el hormigón armado y el acero. Estos son
materiales que no han dejado de evolucionar haciéndose más resistentes y
menos vulnerables con el paso del tiempo.

8. La creciente necesidad de energía y los problemas ambientales que
genera su producción está impulsando el desarrollo de nuevos
materiales para la energía que permitirán aprovechar mejor los
recursos disponibles como el petróleo, el carbón, o la biomasa.
DESAFIOS EN LA OBTENCION DE ENERGIA.
Será posible extraer más energía de
la luz solar con nuevos materiales
fotovoltaicos que permite acumular
la energía eléctrica en bacterias
más ligeras y potentes, o sistemas
como la pila de combustibles para la
obtención directa de la corriente
eléctrica a partir de hidrógeno y
otros combustibles.

9. El cristal de los televisores, de las cámaras o de las bacterias de
los móviles, están evolucionando continuamente, de tal manera que
los productos que los emplean quedan obsoletos en un año o dos.
El aumento de su capacidad impulsan los
nuevos desarrollos. Nadie puede aventurar
que ocurrirá en los próximos años pero ya
nos acercamos al límite de las posibilidades
manejando átomo a átomo con las nuevas
técnicas derivadas de la nanotecnología.
DESAFIOS EN LA ELECTRÓNICA Y TECNOLOGÍAS
DE LA COMUNICACIÓN.

10. La acumulación de conocimientos sobre la estructura y comportamiento de la
materia, así como la existencia de nuevas técnicas para la obtención de
imágenes microscópicas y la creciente capacidad para manipular directamente
los átomos o moléculas, han dado paso a una nueva forma de afrontar el
desarrollo de nuevos materiales.
UN SALTO CUALITATIVO.
La nueva ingeniería de materiales parte de las necesidades que quiere
satisfacer, y diseña las estructuras microscópicas a partir de
conocimientos teóricos y simulaciones por ordenador que permiten
elaborar los prototipos reales con mayor rapidez que los métodos
tradicionales.

11. MATERIALES MÁS RESISTENTES
Y LIGEROS.

12. HORMIGÓN ARMADO Y ACERO.
La introducción del hormigón
armado y el acero a principios del
S. XX permitió la construcción de:

13. PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN.
Las causas de la corrosión de los metales son
múltiples. Por lo que hay varias formas de evitarla:
3.CORROSIÓN GENERAL:

El hierro y sus aleaciones se
oxidan formando capas de
óxido que se van disolviendo, lo
cual reduce el espesor de la
pieza.

14. 2. CORROSIÓN BIMETAL:

Suele ocurrir al unir el acero con piezas de cobre.
+ =
CORROSIÓN BIMETAL.
PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN.

15. 3. CORROSIÓN BACTERIANA:

En ambientes pobres en oxigeno.
PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN.

16. Las tensiones y las
deformaciones en las
estructuras modifican la
estructura de los aceros
haciéndolos más
sensibles a la corrosión
precisamente en los
puntos más críticos.


PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN.
4. CORROSIÓN DE FATIGA Y TENSIÓN:

17. Las medidas de protección para evitar la corrosión
puede ser activas o pasivas:
Utilización de aceros especiales (acero inoxidable).
PASIVAS
Recubrimiento de las superficies expuesta
mediante pinturas.

18. ACTIVAS
Paso de corrientes eléctricas.
Conexión de la estructura a bloques de metales.

19. Para la obtención y el almacenamiento de energía, hacen falta
tecnologías y materiales especiales para transformarla en formas
útiles para los seres humanos.
Las diferentes alternativas
energéticas deberán parte de su
éxito al desarrollo de los materiales
adecuados para desarrollarlas.
MATERIALES PARA LA ENERGÍA DEL SIGLO XXI.

20. OPORTUNIDADES PARA EL DESARROLLO DE MATERIALES
ENERGÉTICOS.
La evolución tecnológica es un proceso complejo en el que intervienen las
necesidades del mercado, la disponibilidad de materias primas y los recursos
necesarios.
Todos estos factores se combinan creando
sinergias. Las pilas de combustible y las
baterías compiten por sustituir a los motores
de combustión. Ambos sistemas aprovechan
cualquier fuente de energía que produzca
electricidad.

21. ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS PARA EL FUTURO.
Las pilas de combustible, alimentadas con hidrógeno o metanol, son una
alternativa a los motores de combustión.
PILAS DE COMBUSTIBLE.
 Las pilas de combustible alimentadas
por hidrógeno son silenciosas.
 Se están utilizando en vehículos
eléctricos, como en autobuses no
contaminantes.
 La energía que produzcan las pilas de
combustible será tan limpia como la
energía que se emplee para generar el
hidrógeno que consumen.
CARACTERÍSTICAS.

22. ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS PARA EL FUTURO.
→ ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA.
La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su
transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.
VENTAJAS.
 No contamina.
 No consume combustibles.
 No genera residuos.
 No produce ruidos.
 Es inagotable.
INCONVENIENTES.
 Su elevado coste.
IMPACTO MEDIO AMBIENTAL.
La energía solar fotovoltaica es inagotable, limpia
y respetable con el medio ambiente. Contribuye a
la reducción de emisión de gases de efecto
invernadero y especialmente de CO2, ayudando a
proteger nuestro planeta del cambio climático.

23. ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS PARA EL FUTURO
→ HIDRÓGENO.
Es una pequeña molécula capaz de penetrar en los metales y atravesar fisuras.
Esto hace que su almacenamiento sea complicado y peligroso.
Se almacena en recipientes muy robustos,
esponjas de platino o paladio, que lo absorben. O a
temperaturas ultra-bajas.

24. UNA VISITA AL DENTISTA.
Cuando tenemos alguna caries o algún problema en los dientes,
vamos al dentista a que nos trata los dientes. Primero lo que
hacen es eliminar los tejidos dañados y después los rellenamos
con amalgama de plata-mercurio (un nuevo material que se lleva
investigando desde el siglo XX).
EL CUERPO EN EL TALLER.

25. ESTÉTICA Y SALUD
También se utiliza la silicona
(un nuevo material) para la
reconstrucción del cuerpo
tras una intervención
quirúrgica o un accidente.

26. REPARACIÓN EN EL CORAZÓN.

→
En la actualidad la cirugía cardiaca
dispone de técnicas capaces de reparar
daños en el corazón.

→
Puede que por la arteriosclerosis el
diámetro de las arterias disminuya y la
sangre no pueda pasar. Para esto
tenemos el stent. Consiste en
introducir el stent en las arterias y se
aplica una fuerza para que recupere su
tamaño y de esta forma despejar las
arterias.

27. AYUDAS PARA SEGUIR CAMINANDO.
Con la edad las personas se
van haciendo cada vez más
débiles y sus huesos también.
Es normal que los huesos de la
cadera se rompan. Para este
problema se está utilizando el
titanio para hacer implantes
para que las personas puedan
seguir moviéndose.

28.  Almacenamiento, producción y conversión de energía.
NANOTECNOLOGÍA.
Aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología.
 Producción agrícola.
 Tratamiento y remediación de aguas.
 Diagnóstico y de enfermedades.
 Sistemas de administración de fármacos.
 Procesamiento de alimentos.
 Remediación de la contaminación atmosférica.
 Construcción.
 Monitorización de la salud.
 Detección y control de plagas.

29. ¿QUÉ ES LA
MAGNETORRESISTENCIA?
Es la propiedad que posee un material para cambiar su
resistencia eléctrica cuando se le aplica un campo
magnético externo.

30. TIPOS DE
MAGNETORRESISTENCIA.

→
Magnetorresistencia gigante en las multicapas.

→
Magnetorresistencia gigante de válvula de spin.

→
Magnetorresistencia gigante granular.

31. El término investigación y desarrollo, abreviado
 I+D, puede hacer referencia, a la investigación en
ciencias aplicadas o de ciencia básica o bien en el
desarrollo de ingeniería, que persigue con la unión de
ambas áreas.

32. Conseguir mejores materiales supone un reto y un gran esfuerzo cuando se
están rozando "los límites de lo imposible".
Existen multitud de empresas, universidades y centros de investigación que
constituyen el entramado denominado I + D (Investigación y Desarrollo).
LA MATERIA GRIS PARA EL FUTURO.

33. Las Plataformas Tecnológicas europeas son una agrupación de
entidades interesadas en un sector concreto, lideradas por la industria,
con el objetivo de definir una Agenda Estratégica de Investigación
(siglas SRA) sobre temas estratégicamente importantes y con una gran
relevancia social, en los cuales lograr los objetivos europeos de
crecimiento, competitividad y sostenibilidad dependen de los avances
tecnológicos y de investigación a medio y largo plazo. 
PLATAFORMAS TECNOLÓGICAS.

34. El LHC es el acelerador de partículas más grande y
energético del mundo.
EL LHC, NUEVO LABORATORIO DE METALES.

35. AÑO INTERNACIONAL DE LA QUÍMICA.
En la reunión de diciembre de 2008 de la Asamblea General de las
Naciones Unidas (ONU), se decidió proclamar el año 2011 como el año
Internacional de la Química para la concienciación del público en general
sobre las contribuciones de esta ciencia al bienestar de la humanidad.
Los argumentos para esta iniciativa ponen de manifiesto los beneficios y la
mejora de la calidad de vida que nos aporta esta disciplina de la ciencia.

36. La investigación química es esencial
para resolver los problemas de
producción de alimentos, generación
de energía, de la salud, transporte y
mejora en general de nuestra calidad
de vida.
AÑO INTERNACIONAL DE LA QUÍMICA.
¿Qué nos permite la Química?
 Entender y transformar la materia que nos rodea.
 La producción de medicinas, combustibles y prácticamente
todos los productos de nuestra vida cotidiana.
Se trata de una ciencia
primordial en el
desarrollo sostenible
de nuestro mundo y
nuestra civilización.

37. BIBLIOGRAFÍA
•
http://www.miliarium.com/monografias/energia/E_Renovables/Fotovoltaica.htm
• http://www.cienciateca.com/fuelcells.html
• LIBRO CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO. 1º BACHILLERATO.
• http://www.educacontic.es/blog/2011-ano-internacional-de-la-quimica