Ejercicios: Maderas, metales y plásticos

Relaciona cada material con su familia: (a) pino, (b) contrachapado, (c) acero, (d) aluminio, (e) PVC. Familias: 1. metal no férreo; 2. madera natural; 3. plástico; 4. tablero de madera; 5. metal férreo.

Según su origen, los materiales pueden ser naturales, derivados (transformados a partir de un material natural) o sintéticos (creados por el ser humano). Clasifica estos materiales: madera de pino, plástico, acero, algodón, vidrio. Explica el criterio que has seguido en cada caso.

La figura muestra el árbol de clasificación de los materiales según su origen, con ejemplos en cada rama, pero una tarjeta está tapada con un signo de interrogación, como se muestra en el esquema.

¿Qué ejemplo de material sintético podría esconder la tarjeta tapada? Explica qué significa cada una de las tres ramas y añade una tarjeta nueva, con su ejemplo, a cada una.

¿Verdadero o falso? Justifica cada respuesta: (a) el aluminio es un metal férreo; (b) la mayoría de los plásticos se obtienen a partir del petróleo; (c) la madera es un material renovable si se repueblan los bosques; (d) todos los metales se oxidan con la misma facilidad.

Mira a tu alrededor en el aula: identifica el material principal de cinco objetos (la mesa, la silla, la regla, la papelera, la ventana) y clasifícalo en madera o tablero, metal o plástico. ¿Cuál de las tres familias gana en tu aula?

Una tabla de madera natural y un tablero contrachapado se distinguen a simple vista. Explica qué diferencias se aprecian (vetas continuas frente a capas finas pegadas) y por qué el tablero se considera un material derivado de la madera y no una madera natural.

Relaciona cada residuo con su destino: (a) una botella de plástico, (b) un periódico viejo, (c) un tarro de vidrio, (d) una silla rota de madera y metal. Destinos: 1. contenedor verde; 2. contenedor azul; 3. contenedor amarillo; 4. punto limpio. Explica por qué la silla no va a ninguno de los tres primeros.

Los marcos de las ventanas suelen ser de aluminio o de PVC, casi nunca de acero. Explica qué propiedades hacen poco práctico al acero para ese uso (peso, oxidación con la lluvia) y qué aporta cada uno de los dos materiales que sí se usan.

Los metales se dividen en férreos (llevan hierro, como el acero) y no férreos (como el cobre o el aluminio). Compara sus propiedades típicas (dureza, oxidación, conducción de la electricidad, peso) y relaciona cada metal con un uso habitual: acero, cobre y aluminio con herramientas y estructuras, cables eléctricos, y latas y marcos de ventana.

La figura muestra dos cadenas que van de la materia prima al objeto terminado, pero un eslabón está tapado, como se muestra en el esquema.

¿Qué eslabón falta en la segunda cadena? Explica la diferencia entre materia prima, material y objeto, y construye una cadena completa nueva que empiece en «arena» y termine en «ventana».

Los tableros (contrachapado, DM, aglomerado) han sustituido a la madera maciza en la mayoría de los muebles. Explica dos ventajas de los tableros (precio, piezas grandes y estables, aprovechan restos de madera) y un inconveniente (se estropean con la humedad, las uniones aguantan menos).

Elige el material más adecuado y justifícalo con dos propiedades: (a) la valla de un jardín: madera tratada o cartón; (b) el cuadro de una bicicleta: aluminio o plomo; (c) la botella flexible de una mochila de montaña: plástico flexible o vidrio.

Una pluma sencilla combina varios plásticos distintos: el cuerpo rígido, la zona de agarre blanda y una pieza transparente para ver la tinta. Explica por qué no se usa un solo plástico para todo y qué propiedad busca cada pieza.

Un celular viejo contiene plástico, vidrio, cobre, aluminio y hasta una pizca de oro. Explica por qué no debe tirarse a la basura normal, qué es un centro de acopio y qué materiales crees que se pueden recuperar y para qué.

Los cables eléctricos son casi siempre de cobre y no de acero, aunque el acero es más barato y más resistente. Razona qué propiedades ganan en esa decisión (el cobre conduce mucho mejor la corriente y es dúctil: se deja estirar en hilos finos) y por qué el precio no lo es todo al elegir un material.

Una mesa puede ser de pino (madera blanda) o de roble (madera dura). Compara el precio, la dureza y la facilidad de trabajar cada madera, y elige una para el banco del aula-taller, que recibirá golpes y rayones a diario. Justifica tu elección.

Analiza una silla de aula típica: estructura de tubo de acero, asiento y respaldo de polipropileno (un plástico) y tacos de goma en las patas. Explica qué aporta cada material al conjunto y razona qué pasaría si toda la silla se fabricara en un único material.

El municipio va a instalar una banca en un parque: estará a la intemperie, bajo la lluvia, y tendrá un uso intensivo. Evalúa las opciones de madera tratada, acero pintado y plástico reciclado con los criterios de resistencia a la humedad, mantenimiento y sustentabilidad, y recomienda una justificándola.

Una empresa envasadora analiza dos opciones para distribuir zumo en un radio de 40 km: botellas de vidrio retornables (360 g cada una, con una vida útil estimada de 25 ciclos de lavado y reutilización) frente a botellas de plástico PET de un solo uso (28 g cada una, destinadas al contenedor amarillo). Interpreta estos datos considerando el peso en el transporte, el consumo de agua y productos químicos en la planta de lavado, y la gestión final de los residuos. Justifica cuál de las dos opciones tiene menor impacto ambiental en este reparto local y predice cómo cambiaría tu decisión si el producto se distribuyera a 1,500 km de distancia.

Los bancos del aula-taller son de aglomerado enchapado, no de madera maciza. Averigua qué significa eso (partículas de madera prensadas y encoladas, con una lámina decorativa por fuera) y razona por qué la industria lo elige: costo, estabilidad, aprovechamiento de restos de la madera.

Una empresa comercializa un limpiador en un envase formado por una botella de plástico PET, un tapón de polipropileno y una etiqueta envolvente de PVC fijada con adhesivo permanente. Aunque los tres plásticos son teóricamente reciclables por separado, en la planta de reciclaje este envase resulta casi imposible de valorizar y se degrada a residuo de baja calidad. Explica por qué ocurre esto a nivel técnico en comparación con el reciclaje de una lata de acero y rediseña el envase aplicando criterios de ecodiseño para garantizar que pueda reciclarse con alta calidad.

En el aula-taller disponéis de listones de madera procedentes de palés desechados y tramos de tubo de cobre sobrantes de una obra. Quieres diseñar un perchero de pared resistente para colgar mochilas de hasta 7 kg. Elabora un diseño detallado (mediante boceto acotado o descripción técnica) indicando qué función desempeña cada material según sus propiedades mecánicas, cómo vas a unirlos con seguridad y qué comprobaciones o tratamientos previos indispensables debes realizar en estos materiales usados antes de mecanizarlos para evitar accidentes o roturas.

A una planta de clasificación llega una mezcla triturada de latas de acero (densidad: 7.8 g/cm³), latas de aluminio (densidad: 2.7 g/cm³) y fragmentos de botellas de polietileno (densidad: 0.95 g/cm³). Un electroimán separa en un primer paso las piezas de acero, pero deja pasar juntas las de aluminio y las de plástico. Justifica por qué sucede esto según las propiedades magnéticas de los metales y diseña un sistema técnico continuo que permita separar el aluminio del plástico aprovechando el agua (densidad: 1.0 g/cm³) y las diferencias de densidad entre ambos materiales.

Tras la prohibición de los plásticos de un solo uso, un restaurante de comida rápida sustituye sus vasos por cartón sin tratar y sus tenedores por madera sin recubrir. Los clientes se quejan de que los vasos se reblandecen y gotean a los pocos minutos de llenarse con refresco, y que los tenedores se astillan y absorben grasa de la comida. Explica qué propiedades técnicas e higiénicas han fallado en estos materiales, propón qué soluciones técnicas aplica la industria para resolverlo y analiza qué nuevo problema ambiental se crea al aplicar dichas soluciones cuando llega el momento de reciclarlos.