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Materialesmetálicos

Jesús Moreno MárquezM.ª Victoria Salazar NicolásAraceli Isabel Sánchez SánchezFrancisco Javier Sepúlveda Irala

Tecnologías

Libro del profesor

Materiales metálicos 3

P R O G R A M A C I Ó N D E L A U N I D A D

Objetivos

1 Conocer la clasificación de los metales, así como los métodos de obtención, propiedades y aplicaciones más importantes.

2 Analizar las propiedades que deben reunir los materiales metálicos y seleccionar los másidóneos para construir un producto.

3 Conocer las técnicas básicas de conformación de los metales.

4 Indicar las técnicas de manipulación llevadas a cabo con las herramientas, los útiles y la maquinaria necesarios para trabajar con materiales metálicos.

5 Analizar los distintos tipos de uniones posibles entre los metales.

6 Conocer y aplicar las normas de uso, seguridad e higiene en el manejo y mantenimiento de herramientas, útiles y materiales metálicos en el aula taller de tecnología.

7 Valorar el impacto medioambiental producido por la explotación, transformación y desechode materiales metálicos.

8 Determinar los beneficios del reciclado de metales y adquirir hábitos de consumo que promuevan el ahorro de materias primas.

Contenidos

Conceptos� Los metales. Propiedades generales. Obtención y clasificación de los metales.

� Metales ferrosos: hierro, acero y fundición. Obtención, propiedades característicasy aplicaciones más usuales.

� Metales no ferrosos y aleaciones correspondientes. Obtención, propiedades características y aplicaciones más usuales.

� Técnicas de conformación de los materiales metálicos.

� Técnicas de manipulación de los materiales metálicos.

� Uniones en los metales: fijas y desmontables.

Procedimientos� Identificación de los metales en las aplicaciones técnicas más usuales.

� Análisis y evaluación de las propiedades que deben reunir los materiales, y selección de los más idóneos para construir un producto.

� Análisis de las técnicas básicas e industriales empleadas en la construcción y fabricaciónde objetos.

� Empleo de técnicas de mecanizado, unión y acabado de los metales en la elaboraciónde objetos tecnológicos sencillos aplicando las normas de uso, seguridad e higiene.

Actitudes� Sensibilidad ante el impacto medioambiental producido por la explotación, transformación

y desecho de materiales metálicos, así como por la utilización abusiva e inadecuada de losrecursos naturales.

Materiales metálicos

� Predisposición a adoptar hábitos de consumo que faciliten el ahorro de materias primas.

� Interés por conocer los beneficios del reciclado y disposición a seleccionar y aprovechar los materiales desechados.

� Disposición e iniciativa personal para participar en tareas de equipo.

� Respeto por las normas de seguridad en el uso de herramientas, máquinas y materiales.

� Actitud positiva y creativa ante los problemas prácticos de trabajo con metales.

Criterios de evaluación

1 Conocer y describir las propiedades básicas de los metales como materiales técnicos muyempleados.

2 Distinguir los metales ferrosos, su composición y sus propiedades, así como el proceso de obtención del acero.

3 Identificar los distintos metales no ferrosos, sus propiedades y la composición de las aleaciones más importantes.

4 Identificar las aplicaciones técnicas más usuales de los metales.

5 Conocer y diferenciar las técnicas de conformación de los materiales metálicos.

6 Conocer y poner en práctica de forma correcta las técnicas básicas de manipulación, unión y acabado de los materiales metálicos, cumpliendo las medidas de seguridad adecuadas.

Contenidos transversales

Educación ambiental y del consumidorUno de los objetivos de esta unidad es introducir a los alumnos en el conocimiento de los metales como materiales de uso técnico en todas sus vertientes: obtención, propiedades características, técnicas de conformación-manipulación y aplicaciones.

El otro objetivo es que adquieran destrezas técnicas y las ejerciten en conjunción con lasobtenidas en otras áreas, para así poder analizar, intervenir, diseñar y elaborar objetos y sistemastecnológicos. Por último, y en virtud de los conocimientos adquiridos, se les pedirá que valorenlas repercusiones sociales y medioambientales de los materiales de uso cotidiano estudiados.

4


C O M P E T E N C I A S B Á S I C A S

CRITERIOSDE EVALUACIÓNCOMPETENCIAS

1. En el conocimiento y la interacción con el mundo físico

ACTIVIDADES

1.1. Conocer y comprender objetos, procesos, sistemas y entornos tecnológicos.

1.3. Conocer y utilizar el proceso de resolución técnica de problemas y su aplicación para identificary dar respuesta a distintas necesidades.

1.4. Favorecer la creación de un entorno saludable mediante el análisis crítico de la repercusiónmedioambiental de la actividad tecnológica y el fomento del consumo responsable.

1-6

2-6

1, 4-6

1, 3-5, 7-10, 12, 13, 16, 18, 20, 21, 24, 25AI (pág. 23), PD (pág 6, pág. 8)AF 1-3, 5-9, 11, 12, 17, 20, 22-25

2, 6, 11, 14, 15, 17, 19, 22, 23, 26-28AOT (pág. 22)AF 10, 12-16, 18, 19, 21

4AOT (pág. 22)AF 4

3.2. Utilizar las tecnologías de la información y comunicación con seguridad y confianza paraobtener y reportar datos y para simular situaciones y procesos tecnológicos.

3.3. Localizar, procesar, elaborar, almacenar y presentar información con el uso de la tecnología.

1, 4-6

1, 2

AOT (pág. 22)AF 4, 13-16, 24

5, 9AI (pág. 23)AF 4

4.1. Adquirir el vocabulario específico para comprender e interpretar mensajes relativos a la tecnología y a los procesos tecnológicos.

4.2. Utilizar la terminología adecuada para redactar informes y documentos técnicos.

1-6

1, 2, 4-6

1, 8, 13, 15-17, 20, 21, 24, 25AF 2, 5, 8, 17, 18, 20, 22, 23

5, 9AOT (pág. 22)

5.1. Preparar a futuros ciudadanos para su participación activa en la toma fundamentada de decisiones.

1, 3-6 2, 11, 22, 23AI (pág. 23), AOT (pág. 22)AF 1, 4, 10, 18, 21

6.1. Desarrollar estrategias de resolución de problemas tecnológicos mediante la obtención, el análisis y la selección de información útil para abordar un proyecto.

1, 4-6 AOT (pág. 22)

7.1. Fomentar el acercamiento autónomo y creativo a los problemas tecnológicos, valorando las distintas alternativas y previendo sus consecuencias.

1-6 4, 11, 27, 28AOT (pág. 22), PD (pág. 8)AF 4, 10

AF: Actividades finales AI: Aplicación informática AOT: Análisis de objetos tecnológicos PD: Piensa y deduce

3. Tratamiento de la información y competencia digital

4. En comunicación lingüística

6. Para aprender a aprender

7. Autonomía e iniciativa personal

5. Social y ciudadana

6

BEREGOVSKI, V. Metalurgia del cobre y el níquel. Moscú: Mir, 1974.

CHAUSSIN, C. y HILLI, G. Metalurgia. Bilbao: Urmo, 1975.

MOORE, H. D. y KIBBEY, D. R. Materiales y procesos de fabricación. México: Limusa, 1987.

RUIZ PRIETO, J. M. y VITORES VILLENA, A. Metales y aleaciones no férreas. Madrid: Fundación Gómez Pardo, 1976.

SISTIAGA, J. M. Aleaciones de aluminio y magnesio. Madrid: Montecorvo, 1963.

http://www.arqhys.com/el-hierro.htmlInteresante artículo sobre el hierro y la fundición. Al final de la página hay una serie de enlaces a otros artículos coninformación sobre el acero y la metalurgia y con informaciónadicional sobre el hierro.

http://tecnotic.wordpress.com/category/tecnologias-2%C2%BA-eso/tema-4-metales/

Blog sobre tecnología que incluye, entre otros temasinteresantes, varios artículos sobre metales y técnicas de conformación de los mismos.

http://blog.educastur.es/tecnologiaslmcr/2º-eso/videos-sobre-metales/

Página web con vídeos sobre metales —obtención del acero y fabricación de objetos—, acompañados de una serie depreguntas referentes a cada uno de ellos que el alumno podrácontestar tras su visualización.

http://algomasquetecnologia.blogia.com/temas/webs-de-metales.php

Sitio web que trata los metales: el acero, fabricación de objetos,la Edad de los Metales, procedencia, propiedades, aplicacionesy actividades.

P Á G I N A S W E BB I B L I O G R A F Í A


E S Q U E M A D E L A U N I D A D

1. Los metalespáginas 5/6

1.1. Propiedades de los metalespágina 5

1.2. Obtención de los metalespágina 6

1.3. Tipos de metalespágina 6

4.1. Deformaciónpáginas 12/13

4.2. Metalurgia de polvospágina 14

4.3. Moldeopágina 14

2. Materiales ferrosospáginas 7/9

6. Unionespáginas 18/19

7. Acabadospágina 20

3. Materiales no ferrosospáginas 10/11

RA � Refuerzo (R) y ampliación (A)AC � Adaptación curricular

PROYECTOS

Operadores eléctricos y circuitos

Diseño y construcción de un motoreléctrico

Atracción de feria

4. Técnicas de conformaciónpáginas 12/14

5. Técnicas de manipulaciónpáginas 15/17

ACTIVIDADESpáginas 26/27

IDEAS CLARASpágina 21

APLICACIÓN INFORMÁTICABúsqueda de información

y elaboración de tablaspágina 23

PROCEDIMIENTOSTrabajar con metales

páginas 24/25

ANÁLISIS DE OBJETOS TECNOLÓGICOSTorreta de electricidad

y oleoductopágina 22

2.1. El hierro y la fundiciónpágina 7

2.2. Aceropáginas 8/9

6.1. Uniones fijaspágina 17

6.2. Uniones desmontablespágina 18

AC 1

AC 2

AC 5

AC 5

AC 7

RA 9 (R)

RA 6 (R), 7 (A)

RA 3 (R)AC 2

RA 4 (R)AC 3

RA 5 (R)AC 4

RA 8 (A)AC 6

RA 1 (R)

RA 2 (R)

8

1. Los metales (páginas 5/6)

Teniendo en cuenta la multitud de aplicaciones de los metales, elobjetivo de este epígrafe es que el alumno reflexione sobre laimportancia de los mismos como materiales de uso técnico. Paraello se enumeran varios ejemplos de usos de los metales en acti-vidades económicas muy diversas.

1.1. Propiedades de los metales (página 5)

Merece la pena destacar la importancia de las propiedades carac-terísticas de cada uno de los metales, ya que estas determinan sucomportamiento ante determinados estímulos o agentes y, portanto, su aplicación posterior en la fabricación de objetos.

Para conocer las propiedades de un material debemos observarloy experimentar con él; aunque en ocasiones hay que recurrir amáquinas especiales para comprobar algunas de estas propieda-des (por ejemplo, la resistencia o dureza), otras veces pueden serlos alumnos quienes lo hagan. Por ejemplo, puede comprobarse laelasticidad o plasticidad de los materiales observando la deforma-ción permanente o transitoria; asimismo, es posible determinar ladureza relativa de los materiales mediante el rayado; para experi-mentar la tenacidad de los metales, estos pueden ser golpeados,etcétera; aunque el procedimiento de comprobar a través deltacto si un material es buen o mal conductor del calor no es muypreciso, sirve para los fines experimentales de este nivel; la con-ductividad eléctrica puede comprobarse mediante el montaje deun sencillo circuito eléctrico con diferentes objetos fabricados conmateriales metálicos (cuchara metálica, anillo, pulsera…) inter-calados; aunque la mayoría de los metales se oxidan, algunos,como el aluminio, no suelen hacerlo en condiciones atmosféricasnormales.

Las propiedades ecológicas de los materiales tienen relación conel medio ambiente. Los alumnos pueden contribuir a su conser-vación con prácticas como las siguientes:

� Participando activamente en el reciclaje de papel, cartón,madera, metal, etc., en el aula taller, y reutilizando estos mate-riales en actividades futuras, o desechándolos definitivamentesirviéndose de los contenedores de reciclaje exteriores.

� Usando materiales reciclados. Además de su valor ecológicointrínseco, el reciclaje es de gran importancia económica, ya quesimplifica las actividades que abarcan desde la extracción de lasmaterias primas hasta su transformación en distintos materiales.

� Depositando las pilas en contenedores especiales para evitardañar el medio ambiente, ya que contienen sustancias químicas,como el mercurio, altamente contaminantes.

1.2. Obtención de los metales (página 6)

Se pueden mencionar algunos procesos físicos:

� Tamizado. Consiste en la separación de las partículas sólidassegún su tamaño mediante tamices o cribas.

� Filtración. Es la separación de partículas sólidas en suspensiónen un líquido a través de un filtro.

� Flotación. Se trata de la separación de una mezcla de partículassólidas en un líquido: las menos densas flotan, mientras que las demayor densidad se depositan en el fondo del recipiente.

Sería conveniente que quedara claro cuál es la diferencia entre laindustria metalúrgica y la siderúrgica. El profesor puede ponercomo ejemplos distintos minerales metálicos y preguntar en quéindustria serían tratados.

1.3. Tipos de metales (página 6)

Los metales se clasifican en ferrosos y no ferrosos. Es muy impor-tante que los alumnos aprendan a distinguir los que pertenecena uno u otro grupo en función de su composición, ya que toda launidad se estructura en torno a estos dos grandes grupos demateriales.

ACTIVIDADES DE REFUERZO

1 Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas. En casocontrario, señala por qué:

a) La maleabilidad y la ductilidad son propiedades característicasde los metales.

Verdadero.

b) Los metales no son buenos conductores del calor ni de laelectricidad.

Falso. Los metales son buenos conductores del calor y de laelectricidad.

c) Los metales son materiales reciclables.

Verdadero.

2 Investiga y nombra algunos objetos que necesariamenterequieran que el material con que están construidos sea conductoreléctrico.

Cables conductores, pararrayos y componentes eléctricos yelectrónicos de maquinaria, de equipos de telecomunicación(radio, televisión…), de ordenadores, etcétera.

3 ¿Cuál es la diferencia entre los metales ferrosos y los no ferro-sos? Cita tres ejemplos de cada grupo.

Los metales ferrosos son aquellos cuyo componente principales el hierro. Entre ellos se encuentran el hierro puro, el aceroy la fundición.

Los metales no ferrosos son materiales metálicos con muy pocao ninguna cantidad de hierro. Son ejemplos el cobre, el bronce,el latón, el cinc y el aluminio.

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

1 Indica algunas de las utilidades de los metales en el sectoragrícola.

Entre las utilidades de los metales en el sector agrícola, cabedestacar:

� La fabricación de herramientas: rastrillo, azada, hoz, guada-ña, arado, gradas, rodillos (estas tres últimas se enganchan altractor).

� La fabricación de maquinaria agrícola: tractor, sembradora,perforadora, plantadora, pulverizador, trilladora, cosechadora.

� Su utilización en los sistemas de regadío: acequias, tuberías,aspersores…

2. Materiales ferrosos (páginas 7/9)

En este epígrafe se estudian, en primer lugar, los metales ferrosos,y se mencionan las ventajas que presentan estos materiales y losminerales de los cuales se obtiene el hierro. Asimismo, se recuerdaal alumno la definición de aleación y, a continuación, se clasificany se analizan las aleaciones del hierro según el porcentaje de car-bono: hierro, acero y fundición.

S U G E R E N C I A S D I D Á C T I C A S


2.1. El hierro y la fundición (página 7)

En este apartado se estudian las propiedades características y lasaplicaciones del hierro y la fundición. Aun siendo muchas sus cua-lidades, este metal presenta algunos inconvenientes que lo hacenpoco apto para ciertos usos industriales; por ejemplo, su facilidadde corrosión, el elevado punto de fusión, la baja conductividadtérmica y eléctrica y la dificultad de mecanizado.

2.2. Acero (páginas 8/9)

En este subepígrafe se estudian las propiedades característicasdel acero. La proporción de carbono en el mismo determina suspropiedades mecánicas. Así, conforme aumenta el porcentaje decarbono, se ven favorecidas algunas de ellas, como la resisten-cia a la tracción y la dureza, aunque a costa de la fragilidad y laductilidad.

En cuanto a la técnica de obtención del acero, el proceso siderúr-gico que se describe está basado en el denominado convertidorLD, que es el más utilizado en la actualidad.

Como ampliación de contenidos, se puede mencionar la técnicabasada en el convertidor Bessemer-Thomas, que consiste en llenarel convertidor con el arrabio líquido y atravesar el baño con unacorriente de aire para oxidar las impurezas y mantener el metalen estado líquido. A continuación se lleva a cabo una reduccióndel acero, mientras se ajusta su composición con ferromanga-neso y ciertos elementos químicos como magnesio, carbono ysilicio.

El carbón que se añade al mineral y a la caliza en el alto horno esel llamado coque o cok siderúrgico, que se produce en las bate-rías de cok. A partir de él se obtienen diversos subproductos (gaso polvo de combustión), que garantizan la buena marcha delalto horno. Las baterías de cok supusieron un importante avancetecnológico.

El horno eléctrico de arco es una de las últimas tecnologías de laindustria siderúrgica. En España se producen con este sistemanueve millones de toneladas de acero al año mediante el reciclajemasivo de chatarra, lo que representa el 65 % de la produccióntotal. El primero de estos hornos se instaló en 1904 en Araya(Álava).

La emisión a la atmósfera de gases y partículas contaminantes delos altos hornos es un motivo de preocupación medioambiental.Aunque el progreso tecnológico aún no ha logrado reducir a cerolas emisiones contaminantes, sí ha conseguido mejorar la eficaciaen la combustión —y, por consiguiente, el aprovechamientoenergético— y en la depuración de gases contaminantes.


1 ¿Qué aleación del acero puede resultar útil para fabricarrodamientos?

La aleación con manganeso, ya que aporta dureza y resistenciaal desgaste.


1 Haz un trabajo de investigación sobre el reciclaje del acero.

El acero, debido a sus propiedades magnéticas, es fácilmenteseparable y reutilizable. La chatarra empleada para la fabri-cación de nuevo acero proviene de estructuras metálicas deedificios, automóviles, electrodomésticos, barcos, etc. En elmundo se reciclan más de 450 millones de toneladas de aceroal año.

3. Materiales no ferrosos (páginas 10/11)

Sería interesante comentar en clase el concepto de densidad y que los alumnos compararan los datos de densidad de los dife-rentes metales. Si en el taller o laboratorio de ciencias hubieradiversos tipos de metales, podría hacerse la comprobación prácticade su densidad.


1 ¿Qué ventajas y desventajas crees que puede tener el empleode aluminio en lugar de acero en la fabricación de llantas pararuedas de automóviles?

� Ventajas: es ligero, ya que presenta baja densidad.

� Desventajas: presenta menor dureza y tenacidad, e inferiorresistencia a la tracción.

2 Se fabrican cinco cubos idénticos de 2 cm3 de volumen, cadauno de ellos de un tipo de metal distinto: plomo, hierro, estaño,cinc y magnesio. Calcula la masa de cada cubo.

Como la densidad (o peso específico) de una sustancia vienedada por la expresión:

��m/V

Despejando la masa y sustituyendo los valores de densidad y volumen, se obtiene para cada material:

m��V

mplomo �11,34 g/cm3 �2 cm3 �22,68 g

mhierro �7,88 g/cm3 �2 cm3 �15,76 g

mestaño �7,29 g/cm3 �2 cm3 �14,58 g

mcinc �7,13 g/cm3 �2 cm3 �14,26 g

mmagnesio �1,74 g/cm3 �2 cm3 �3,48 g


1 Busca en Internet las fechas de los principales inventos quetuvieron lugar en la Revolución Industrial e investiga el importantepapel que desempeñaron los metales en dichos inventos.

RESPUESTA LIBRE, en función de los objetos que mencionen los alum-nos.

Algunas fechas clave de la Revolución Industrial son:

2 ¿Cuáles son las propiedades que hacen tan atractivos a losmetales nobles?

Los metales nobles deben su atractivo a sus propiedades esté-ticas, determinadas principalmente por su brillo y color. Estosmetales son tan inactivos químicamente que no sufren corro-sión atmosférica. Su facilidad para ser moldeados permiteobtener gran variedad de objetos artísticos y de joyería.

Fecha Piezas metálicasInvento

1764Máquina de hilar, deJames Hargreaves

Máquina de vapor deJames Watt

Bielas, manivelas y diversaspiezas de pequeño tamaño

1767Caldera, tuberías, cilindros,pistones, bielas, manivelas

Telar mecánico, deEdmund Cartwright

Locomotora de vapor,de Richard Trevithick

1784

1803

Tambores, bielas,manivelas, piezas depequeño tamaño…

Caldera, tuberías, válvulas,cilindros, pistones, bielas,manivelas, ruedas, ejes…

10

4. Técnicas de conformación (páginas 12/14)

Los procesos de conformación difieren, fundamentalmente, en lamaquinaria utilizada, el material que se va a conformar y las dife-rentes aplicaciones.

Entre los diversos procesos de conformación se estudian los másimportantes:

� Deformación:

� Laminación.

� Extrusión.

� Forja.

� Estampación.

� Embutición.

� Doblado.

� Trefilado.

� Metalurgia de polvos.

� Moldeo:

� En arena.

� En metal.

� En cera.

� Centrífugo.

4.1. Deformación (páginas 12/13)

En el proceso de deformación se proporciona a la pieza una for-ma y unas dimensiones determinadas y se mejoran sus propieda-des mecánicas. La deformación se puede llevar a cabo tanto enfrío como en caliente. La deformación en frío tiene las siguientesventajas con respecto a la deformación en caliente:

� Mejor acabado de la superficie.

� Mayor control de las dimensiones de las piezas.

� Mejora de las propiedades mecánicas.

Sin embargo, en la deformación en frío es necesario un mayoraporte de energía para llevar a cabo el proceso. En los procesosde deformación se parte de las formas comerciales (láminas,planchas, barras, perfiles, tubos, alambres, hilos, etc.) para obte-ner productos semielaborados (que, unidos a otros, darán lugar alobjeto final) o elaborados.

Merece la pena destacar que, en muchos casos, estas técnicas dedeformación sirven para obtener algunas de las formas comer-ciales. Por ejemplo, en el proceso de extrusión se fabrican barras,tubos y perfiles; con la técnica de trefilado se elaboran hilos,etcétera.

5. Técnicas de manipulación (páginas 15/17)

En este epígrafe se abordan las diferentes herramientas y máqui-nas utilizadas en las técnicas de manipulación en el trabajo conlos materiales metálicos. Algunas de ellas, como la troqueladora,la sierra circular y la amoladora, se suelen utilizar a nivel indus-trial. Sin embargo, otras pueden ser trabajadas por los alumnosen el aula taller.

Con la utilización de las máquinas se consigue un considerableahorro de tiempo y esfuerzo, a la vez que mejora la precisión delas tareas. De las diferentes técnicas de manipulación, se estudianlas más importantes: marcado, corte, perforado, tallado/rebajadoy desbastado/afinado. Para facilitar el estudio, estas técnicas sepueden clasificar, a su vez, en procedimientos sin arranque o conarranque de viruta.

Durante la explicación puede ser oportuno preguntar a los alum-nos qué medidas de seguridad e higiene creen que deben adop-tar cuando utilizan las herramientas y máquinas. Esto puede darpaso a otra actividad, consistente en analizar cada una de lasherramientas y máquinas atendiendo a los siguientes criterios:aplicación o utilidad, partes o piezas de que constan, materialesutilizados para su fabricación, explicación del manejo paso apaso, etcétera.

A la hora de medir, trazar y marcar, los alumnos deberán tener encuenta las siguientes observaciones:

� Aprovechar al máximo el material, utilizando cuando sea posi-ble trozos de materiales metálicos reciclados, recortes, etc., ydistribuir adecuadamente las piezas que se van a trazar en elmaterial para que el sobrante sea el menor posible.

� Evitar dibujar los contornos de piezas contiguas demasiadopróximos y dejar, en cambio, una pequeña separación entre ellos.Durante la operación de serrado no conviene apurar por la líneade corte trazada, ya que se ha de tener en cuenta la posterioroperación de desbastado.

Como ampliación de contenidos, se podría comentar a los alum-nos que la brochadora es una herramienta que permite realizarorificios, agujeros o ranuras con distintas formas geométricas.

Es conveniente indicarles que, cuando vayan a trabajar con diferen-tes materiales, deben usar los útiles y herramientas que permitensujetarlos a la mesa de trabajo. De esta forma evitarán posiblesaccidentes. Entre estos útiles podemos destacar: el tornillo debanco, el gato o sargento, el tornillo de mano y la abrazadera,así como algunas herramientas de mano, como las tenazas y losalicates.

6. Uniones (páginas 18/19)

Para facilitar la exposición, se puede recurrir a los objetos del aulaelaborados con materiales metálicos. De este modo, los alumnospodrán observar las uniones y sus diversas aplicaciones. Comoactividad adicional se podría proponer a los alumnos que dise-ñaran y construyeran un cuadro o panel con todas las normas y medidas de seguridad que deben adoptarse a la hora de trabajaren el aula taller.

6.1. Uniones fijas (página 18)

En cuanto al adhesivo termofusible, se puede destacar que unavez aplicado, las piezas han de unirse rápidamente, pues, al ser elmetal un gran conductor del calor, este tipo de adhesivo se secaráde manera rápida.

De no ser así, habrá perdido su eficacia. Por esta razón, en caso deunir una pieza metálica a otra de naturaleza diferente, será conve-niente añadir el adhesivo termofusible en la segunda pieza, demenor capacidad conductora que el metal.

Como actividad adicional se podría proponer a los alumnos quediseñaran y construyeran un cuadro o panel con todas las normasy medidas de seguridad que deben adoptarse a la hora de trabajaren el aula taller.

Como ampliación de contenidos se pueden mencionar algunasde las características de la soldadura blanda.

El soldador de lapicero consta de los siguientes elementos:

� Empuñadura: donde se sujeta el soldador para trabajar.

� Elemento calefactor (resistencia eléctrica): transmite calor alsoldador para alcanzar la temperatura de fusión del estaño.

� Punta del soldador: normalmente de cobre, es la parte máscaliente del soldador, que entra en contacto con el metal que se vaa soldar y el material de aportación (aleación de estaño y plomo).


� Cable de conexión: conecta el soldador a la red eléctrica, y laenergía eléctrica llega a través de él al elemento calefactor.

Para conseguir una buena soldadura, se han de tener en cuentalas siguientes indicaciones:

� Todos los elementos que se van a soldar deben estar comple-tamente limpios, lo que se consigue limándolos previamente.

� Para soldar hay que situar la punta del soldador directamentesobre el punto de unión y simultáneamente aplicar material deaportación (hilo de estaño y plomo) sobre la soldadura. La puntadel soldador debe aplicarse aprovechando la máxima superficie decontacto para transmitir la cantidad necesaria de calor.

� La soldadura debe ser lisa, brillante y no tener exceso de estaño.Cuando presenta un aspecto mate o rugoso, pequeñas burbujaso exceso de estaño, debe desconfiarse de ella, ya que en estecaso se considera una soldadura «fría», por haberse enfriado másdeprisa de lo normal.

Las altas temperaturas que alcanzan los soldadores pueden dañarel aislante de los conductores o las partes de los componentesa unir. Para evitarlo hay que aplicar el calor el tiempo justo, orecurrir a un disipador de calor entre el punto de soldadura y elcomponente.

El soplete oxiacetilénico es una pistola que se alimenta a travésde dos tubos de entrada independientes. Por uno de ellos entraoxígeno, mientras que por el otro lo hace una sustancia inflamabledenominada acetileno. Al mezclarse se produce una llama muyenergética que sale por una boquilla. Este tipo de soldadura es unproceso relativamente peligroso que requiere cierta experienciaen el manejo del equipo y la utilización del material adecuado deseguridad: guantes, gafas, bata protectora, etcétera.

6.2. Uniones desmontables (página 19)

Se explica la constitución de estas uniones, así como la forma decada una de las piezas utilizadas.

Para facilitar la exposición se puede recurrir a los objetos elabora-dos con materiales metálicos del aula. De este modo, los alumnospodrán observar las uniones y sus diversas aplicaciones.

7. Acabados (página 20)

Antes de aplicar una capa de laca o pintura conviene tener encuenta las siguientes precauciones:

� Leer las instrucciones de uso.

� Procurar no aproximar las sustancias a fuentes de calor a fin deevitar que se inflamen, con el consiguiente riesgo de incendio.

� Aplicar los productos en lugares bien ventilados.

� No inhalar ni ingerir ningún producto.

� Procurar no perforar los envases.

� Cerrar los envases cuando no se estén utilizando.

Otro procedimiento de acabado muy utilizado consiste en la pro-tección electrolítica de la pieza con un metal que mejora suaspecto y evita la corrosión. El cromo, por ejemplo, se empleapara proteger muebles metálicos; los baños de plata y oro, enartículos de joyería y objetos decorativos; el hierro galvanizado eshierro recubierto de una capa protectora de cinc.

También existen recubrimientos de plástico para proteger la piezade la humedad o cambiar su aspecto o su tacto. En este caso, elmetal se calienta en un horno y se introduce en un baño de plás-tico fluidizado.

A N Á L I S I S D E O B J E T O S T E C N O L Ó G I C O S

Torreta de electricidad y oleoducto(página 22)

En este apartado se han seleccionado dos objetos para que elalumno lleve a cabo el análisis tecnológico. Para ello deberá res-ponder las siguientes cuestiones:

� Análisis formal. Se trata de analizar todo lo referente a la for-ma del objeto y obtener, así, una información principalmentevisual, que le servirá para comprender su funcionamiento y paracomunicar a otras personas cómo es el objeto.

En este apartado, el alumno utilizará los contenidos estudiadosen dibujo técnico referentes a representación en perspectiva,despiece y acotamiento. También, si se considera oportuno, se lepuede proponer que realice las vistas del objeto (alzado, plantay perfil).

� Análisis técnico. Se centra en los aspectos relacionados con lafabricación del objeto. Este punto está íntimamente relacionadocon la unidad que estamos estudiando, pues se analizan los mate-riales con los que se constituyen cada una de las piezas del objeto,los procesos de fabricación (técnicas de conformación y técnicasde manipulación) y las uniones entre las piezas.

� Análisis funcional. Se persigue analizar la utilidad del objetoy la forma de usarlo. Si procede, se han de recordar conceptosrelativos a mecanismos de transmisión y transformación de movi-miento, las formas de energía que utiliza y transforma, los circuitoseléctricos… Se ha de tener en cuenta que la durabilidad del objetodepende en gran medida del buen uso que se le dé y de su man-tenimiento. Conviene hacer un repaso de los riesgos derivadosdel manejo de determinados materiales y máquinas y de lasmedidas para prevenir accidentes.

� Análisis socioeconómico. Estudia el objeto desde el puntode vista de su función social y sus repercusiones económicas y medioambientales. En este apartado se puede debatir en quémedida el objeto es útil, si se puede prescindir de él y qué otrosobjetos podrían hacer la misma función. Cuando se analice larepercusión medioambiental, se ha de tener en cuenta qué otrosmateriales alternativos se podrían haber utilizado.

Desde el punto de vista socioeconómico, se puede estudiar en quémedida el precio del producto es adecuado teniendo en cuentalos materiales, la complejidad de las piezas y del montaje y lacomplejidad del funcionamiento, así como si se trata de un objetoconstruido artesanalmente o en serie o en cadena, su valor artís-tico, el marketing y la publicidad del producto y la distribucióndel mismo (mayoristas � minoristas � consumidor).

Existen en el entorno numerosos objetos elaborados con dife-rentes materiales metálicos estudiados a lo largo de la unidadde los cuales se puede proponer el análisis tecnológico: una estan-tería metálica, las patas de una mesa, el marco de una ventana,un anillo, una lata de refresco…

A P L I C A C I Ó N I N F O R M Á T I C A

Búsqueda de información y elaboración de tablas (página 23)

En este apartado se pretende que el alumno utilice los recursosinformáticos de que dispone. Por un lado, deberá buscar informa-ción en Internet con la ayuda de buscadores, acotando conceptosy seleccionando la información que interesa. Por otro, deberá utili-zar el procesador de textos para elaborar tablas con los contenidosque haya encontrado por diferentes vías.

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P R O C E D I M I E N T O S

Trabajo con metales (páginas 24/25)

A la hora de poner en práctica estas técnicas, conviene tener encuenta las siguientes recomendaciones:

� Antes de acudir al aula taller es importante recordar a losalumnos las herramientas y los útiles que se usan para trabajar elmetal y para qué sirve cada uno de ellos.

� Podría ser interesante que ellos mismos expusieran en claselas normas de higiene y seguridad que deben cumplir y respetar.

� Se propone formar grupos de dos o tres alumnos como máximo.

� Se sugiere que el profesor haga una breve demostración prác-tica para explicarles cómo deben llevar a cabo las diferentes téc-nicas y solucionar posibles dudas a priori.

� A continuación, los alumnos pueden comenzar a practicarestas técnicas de manera ordenada, mientras el profesor super-visa y corrige el trabajo.

� Se pueden utilizar trozos de metal reciclados, seleccionandodiferentes tipos: aluminio, acero, hierro forjado, cobre, latón,bronce, hojalata, aleación de plomo y estaño (en los hilos parasoldadura blanda)… para que los alumnos se vayan familiari-zando con ellos y aprendan a identificarlos. También se les puede

pedir que recuerden el mineral o minerales de que se obtienen,las propiedades características y algunas de sus aplicaciones.

Este es un buen momento para insistir nuevamente en la nece-sidad de aprovechar al máximo los materiales y de reutilizarloso reciclarlos.

Tras las puntualizaciones anteriores, los alumnos estarán capaci-tados para practicar estas técnicas de manera ordenada, mientrasel profesor supervisa y corrige el trabajo.

Normas de seguridadEn cada una de estas dos páginas se indican las normas de higieney seguridad que deben tener siempre presentes los alumnos a lahora de trabajar sin peligro con herramientas y materiales. En par-ticular, antes de aplicar adhesivos conviene tener en cuenta lassiguientes precauciones:

� Leer las instrucciones de uso.

� No inhalar ni ingerir el adhesivo.

� Evitar el contacto del adhesivo con los ojos y la piel.

� Mantener el adhesivo siempre a la vista mientras se use.

� Procurar no perforar el envase.

� Cerrar el envase cuando no se esté utilizando.


Página 4

1. ¿Podrías citar algunas de las propiedades generales de los metales?

En general, los metales presentan un brillo característico, resistencia mecánica ytenacidad. Son dúctiles y maleables, buenos conductores eléctricos y térmicos, y sepueden fundir y, por tanto, soldar.

2. ¿Qué es la metalurgia? ¿Y la siderurgia?

La metalurgia es la ciencia que trata los metales, desde su extracción de los minerales,hasta la preparación de aleaciones y fabricación de objetos metálicos.

La siderurgia es la parte de la metalurgia dedicada a la producción y transformacióndel hierro, sus variedades y aleaciones.

3. ¿De dónde se obtienen los metales?

Los metales se obtienen de los minerales contenidos en las rocas.

4. ¿Qué es el acero? ¿Sabrías citar algunas de sus aplicaciones?

El acero es una aleación de hierro y carbono en diferentes proporciones. El acero seutiliza en construcción, maquinaria, cascos de barco, carrocería de automóviles,etcétera.

5. ¿A partir de qué metales se obtiene el bronce? ¿Y el latón?

El bronce se obtiene a partir de una aleación de cobre y estaño. El latón se obtienecon una aleación de cobre y cinc.

Página 5

� ¿Qué utilidad puede tener la ductilidad y la maleabilidad que caracteriza a los metales?¿Conoces algún otro material con estas propiedades?

La ductilidad —o propiedad de algunos metales de ser estirados en hilos largos yfinos— permite la fabricación de cables y alambres, y en el caso del amianto, oroy plata, la de tejidos, entre otros materiales.

La maleabilidad —o propiedad de algunos metales de ser extendidos en láminaso planchas— posibilita la fabricación de estructuras, mobiliario, carrocerías, carcasas,etcétera.

Otros materiales no metálicos que también tienen la propiedad de ser dúctiles y maleables son los plásticos, algunos textiles y el vidrio.

� Indica qué propiedad de los metales interesa más para fabricar cada uno de lossiguientes objetos metálicos: un cable eléctrico, el casco de un buque, un yunque,las tuberías de agua de un edificio y un puente metálico.

� Cable eléctrico: resistencia mecánica, ductilidad.

� Casco de un buque: dureza, resistencia mecánica, tenacidad.

� Yunque: dureza, resistencia mecánica, tenacidad.

� Tubería de suministro de agua: resistencia mecánica, resistencia a las corrosión.

� Puente metálico: resistencia mecánica, dureza, elasticidad.

� Indica con ejemplos la utilidad que puede tener la alta conductividad térmica de losmetales.

La conductividad térmica de los metales permite construir:

� Sartenes, ollas, cazuelas, placas de cocina y resistencias para cocinar y calentarlos alimentos.

� Radiadores y placas en los sistemas de calefacción.

� Herramientas y máquinas para fundir y soldar diversos materiales.

� ¿Por qué deben depositarse las pilas en contenedores especiales?

Los metales pesados, como el plomo y el mercurio, resultan tóxicos para el medioambiente, por lo que su eliminación debe ser controlada.

Cuestiones de diagnósticoprevio

1. Los metales

S O L U C I O N E S D E L A S A C T I V I D A D E S D E L L I B R O D E L A L U M N O

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Página 6

Piensa y deduce

Observa las siguientes fotografías:

a) ¿Qué otros objetos de uso habitual son elaborados con metales?

Para responder a esta cuestión, los alumnos deben pensar en objetos conocidosconstruidos con materiales metálicos, entre los cuales se pueden encontrar:

� En el aula, bolígrafos, patas de pupitres, marcos de ventanas, apliques de ilumina-ción, sistema de calefacción, anillos, pulseras, pendientes, relojes.

� En el aula taller, componentes eléctricos y electrónicos, cables e hilos conductores,herramientas, máquinas herramienta y mobiliario.

� En la industria y el hogar, componentes eléctricos y electrónicos de equiposaudiovisuales y de ordenadores. Elementos mecánicos de maquinaria, carroceríasde automóviles, carcasas de maquinaria y electrodomésticos, utensilios de cocina(cuberterías, cazuelas…). Construcciones, maquinaria industrial y agrícola, aero-naves, etcétera.

b) ¿De qué materias primas se obtienen estos materiales?

Los metales se obtienen de los minerales contenidos en rocas, como la magnetita, lasiderita, la calcopirita…

c) ¿Sabes de dónde se extraen dichas materias primas?

Se extraen de los yacimientos o filones. Cuando el mineral del yacimiento se encuentraa poca profundidad puede extraerse a cielo abierto, pero cuando es profundo hayque excavar minas para sacarlo a la superficie.

Página 7

� Investiga acerca de los minerales que contienen hierro. Describe su composición e indicacuál es su riqueza en dicho material.

� Magnetita: óxido de hierro (Fe3O4). Riqueza en hierro: 60-70 %.

� Hematites: óxido de hierro (Fe2O3). Riqueza en hierro: 40-60 %.

� Limonita: mezcla de hidróxidos de hierro. Bajo contenido en hierro.

� Siderita: carbonato de hierro (FeCO3). Riqueza en hierro: 30-40 %.

� Pirita: sulfuro de hierro mezclado con compuestos de cobre. Bajo contenido enhierro.

2. Materiales ferrosos


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Piensa y deduce

Observa las siguientes fotografías:

a) ¿Qué metal crees que se ha utilizado para fabricar estos objetos?

Se ha utilizado el acero.

b) ¿Qué propiedades piensas que debe tener el metal en cada caso?

En los rodamientos: dureza y resistencia al desgaste; en la olla: resistencia al calory que sea inoxidable; en el grifo: que sea inoxidable y resistencia al desgaste; en laestructura metálica: resistencia mecánica; en la embarcación: dureza, tenacidad,resistencia mecánica y resistencia a la oxidación.

� Las herramientas destinadas a cortar piezas metálicas suelen ser aceros que incluyencromo en su composición. ¿Por qué?

Porque el cromo aumenta la dureza y la resistencia al calor y es imprescindible paraque el acero sea inoxidable.

� ¿Qué aleación se utiliza para fabricar rodamientos?

Se utiliza acero aleado con cromo, manganeso y molibdeno, que proporcionandureza, tenacidad, y resistencia al calor, al desgaste y a la corrosión.

Página 9

¿Qué es el arrabio? ¿De dónde procede?

El arrabio es mineral de hierro fundido con carbono y otras impurezas que se obtie-ne en el alto horno.

Procede de la mezcla de mineral de hierro (mena) con carbón y caliza que se intro-duce en el alto horno a más de 1 500 °C.

Investiga dónde se encuentran en España las instalaciones siderúrgicas y da una razónde su ubicación geográfica.

Las principales instalaciones siderúrgicas españolas se localizan en el norte de lapenínsula:

� Cantabria: Reinosa y Torrelavega.

� Barcelona: Castellbisbal, San Andrés de la Barca.

� Galicia: Vigo, A Coruña y Ferrol.

� Álava: Llodio, Araya.

� Guipúzcoa: Lazcano, Lezo.

� Vizcaya: Bilbao, Baracaldo, Sestao.

� Asturias: Oviedo, Avilés, Gijón, Mieres, Langreo.

Gran parte de los yacimientos de carbón están en el norte (Asturias, León, Palenciay Valladolid), aunque también se encuentran de manera aislada en los sistemasIbérico y Bético. Los principales yacimientos de hierro se ubican en la cordillera Can-tábrica, pero también en los sistemas Bético y Penibético.

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Página 10

�� ¿Qué aplicaciones fundamentales tiene el aluminio?

El aluminio se utiliza en líneas eléctricas de alta tensión, en la fabricación de aviones,automóviles y bicicletas.

También se emplea en carpintería metálica, herramientas, para recubrimiento defachadas, en cubiertas, decoración, bisutería, útiles de cocina, botes de bebidas,recipientes criogénicos, combustible de cohetes, explosivos, etcétera.

� ¿Qué metales utilizarías para fabricar ventanas, cuberterías, bicicletas, prótesis óseasy cubiertas de edificios?

Ventanas: aluminio; cuberterías: aluminio; bicicletas: aluminio, magnesio, titanio;prótesis óseas: titanio; cubiertas de edificios: aluminio, titanio.

�� Identifica las propiedades con el metal correspondiente: aluminio, magnesio y titanio.

a) Blanco plateado, blando, maleable y poco dúctil.

Magnesio.

b) Blanco plateado, ligero y muy duro.

Titanio.

c) Blanco plateado, blando, maleable y muy dúctil.

Aluminio.

Página 11

�� Enumera las características principales del plomo, el estaño y el cinc.

El plomo es un metal de color gris plateado, blando y pesado. Tiene una notableplasticidad. Resulta muy tóxico por inhalación.

El estaño es un metal de color blanco brillante, muy blando y no se oxida a tempera-tura ambiente.

El cinc es un metal de color gris azulado, brillante, frágil en frío y de baja dureza.

�� Indica cuáles son las aleaciones del cobre que se nombran en el texto, así como sucomposición y los usos de cada una de ellas.

Son el bronce y el latón.

El bronce es una aleación de cobre y estaño. Se emplea en la construcción de hélicesde barco, filtros, campanas, tuercas, escultura, engranajes, cojinetes…

El latón es una aleación de cobre y cinc. Se utiliza en artesanía, orfebrería, cubertería,fabricación de tuberías, condensadores y turbinas.

� Investiga qué composición y aplicaciones tienen la alpaca y el cuproníquel.

La alpaca es una aleación de cobre, níquel y cinc. Se utiliza en orfebrería, vajillas,monedas, instrumentos quirúrgicos y de odontología, bisutería y componenteseléctricos.

El cuproníquel es una aleación de cobre y níquel. Se usa en la fabricación demecanismos, barcos y monedas.

Página 12

�� Indica qué técnicas de deformación utilizarías para obtener los siguientes objetos.

Para fabricar los perfiles planos (primera fotografía) se pueden aplicar las técnicasde laminación y de extrusión.

Para elaborar los perfiles huecos de sección circular (segunda fotografía) se aplica latécnica de extrusión.

3. Materiales no ferrosos

4. Técnicas de conformación


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�� Explica brevemente las siguientes técnicas de deformación de los metales: dobladoy trefilado.

Doblado. Se somete una plancha a un esfuerzo de flexión a fin de que adopte unaforma curva con un determinado radio de curvatura. Esta técnica también permiteobtener piezas con ángulos. El proceso se realiza en frío.

Trefilado. Se hace pasar la punta afilada de un alambre por un orificio con las dimen-siones y la forma deseadas. A continuación, se aplica una fuerza de tracción medianteuna bobina de arrastre giratoria. De este modo, al atravesar el orificio, el alambreaumenta de longitud y, en consecuencia, disminuye su sección.

�� ¿Qué técnicas de deformación se han utilizado para realizar las piezas de las fotografías?

En el primer caso, se ha utilizado la técnica de trefilado.

En la segunda fotografía, se ha llevado a cabo la técnica de doblado (también sepodría utilizar la extrusión).

Página 14

�� Explica el fundamento del moldeo de metales. Dibuja la pieza que se obtendrá con elmolde de la figura del margen.

El moldeo es una técnica de conformación que consiste en introducir el metal fundidoen un recipiente que dispone de una cavidad interior. Dicho recipiente, denominadomolde, puede estar fabricado con arena, acero o fundición.

La pieza que se obtendrá con el molde de la figura es la siguiente:

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�� ¿Qué herramienta utilizarías para cortar grandes planchas metálicas?

La prensa o troquel y la sierra de arco.

5. Técnicas de manipulación

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Página 16

�� ¿Cuáles son las características principales de una broca?

Las características principales de una broca son: el material con que ha sido fabricada,el grado de dureza, la longitud y el diámetro.

� ¿Qué es un cincel? ¿Cómo se utiliza?

El cincel es una herramienta que se utiliza para tallar o rebajar el metal, formada poruna punta de doble bisel. Se utiliza golpeándolo con un martillo sobre el mango,para que el filo de la herramienta actúe sobre la pieza. El ángulo de inclinación de lapunta debe ser aproximadamente de 5°.

Página 17

�� Razona qué herramienta utilizarías para realizar las siguientes operaciones:

a) Redondear las esquinas de una chapa metálica.

Lima: con una lima en buen estado, y utilizando la técnica adecuada, puedenlimarse fácilmente láminas y chapas metálicas.

b) Ajustar levemente las dimensiones finales de una tuerca.

Rectificadora: el rectificado mejora la precisión y el acabado de piezas muydiversas, con el fin de alcanzar las dimensiones exactas.

c) Pulir y abrillantar una superficie metálica.

Lijadora: antes de realizar el acabado de la pieza, se utiliza la lijadora para alisar ysuavizar superficies y eliminar las señales dejadas por sierras y otras herramientasde corte.

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�� ¿Qué soldadura aplicarías para unir los elementos que componen un circuito eléctrico?¿Y para reparar una estatua de bronce de gran tamaño?

Para unir los componentes de un circuito eléctrico se utiliza la soldadura blanda.

Para reparar la estatua de bronce se emplea la soldadura fuerte.

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�� ¿Qué es un espárrago?

Es un tipo de unión desmontable de piezas metálicas.

Consiste en una varilla roscada por sus dos extremos, con la parte central sin roscar.Uno de los extremos se fija a una pieza metálica de gran tamaño, a la que se unemediante el espárrago otra pieza desmontable más sencilla. Con dos tuercas seasegura una mejor fijación.

�� ¿Para qué sirven los ejes estriados? ¿En qué consiste este tipo de unión?

Los ejes estriados son un tipo de unión desmontable de piezas cilíndricas que per-mite la transmisión del giro entre ambas. Las dos piezas cilíndricas que se van a unirdisponen de ranuras (una por la parte exterior y la otra por la interior), de maneraque encajan entre sí.

�� Investiga qué tipo de uniones desmontables se utiliza en cada caso:

� Cajón metálico.

Guías.

� Carcasas de electrodoméstico.

Tornillo de unión.

� Montura metálica de gafas.

Tornillo pasante con tuerca y tornillo de unión.

� Grifo.

Tornillo de unión.

Página 20

�� ¿Por qué crees que se recubren de oro ciertos metales que se utilizan en bisutería?

El oro es un metal que no se corroe en el aire. Por tanto, además de embellecer y mejorar el acabado, protege el metal y evita la corrosión a la intemperie.

6. Uniones

7. Acabados


�� ¿Por qué conviene pintar o aplicar laca a los objetos metálicos?

Porque retarda la desaparición de su brillo característico, abrillantan y protegen losmetales de la humedad y la corrosión.

Elabora un mapa conceptual o esquema con los principales conceptos de la unidad.

RESPUESTA LIBRE.

� Realiza los análisis funcional y socioeconómico de los siguientes objetos tecnológicos:

a) Una sierra de arco.

b) Una tijera de chapa.

c) Una lima.

RESPUESTA LIBRE. A continuación se incluyen, como ejemplo, unas indicaciones generalesaplicadas al caso de la sierra de arco.

� Análisis funcional

La sierra de arco se usa principalmente para cortar metales, aunque también seutiliza con otros materiales, como maderas blandas o de poco grosor y plásticosrígidos. En cuanto al mantenimiento, se ha de comprobar que la herramienta estálimpia y en perfecto estado antes y después de cada operación. Además, la uniónmediante tornillo se ha de lubricar cada cierto tiempo, y se ha de evitar que laherramienta caiga al suelo, lo que provocaría una posible avería, además de lesio-nes. También se ha de trabajar de manera correcta utilizando toda la longitud de lahoja, con una velocidad moderada y presionando en el avance, lo que facilita unbuen corte y retrasa el desgaste de los dientes y la rotura de la hoja. Cumplen unafunción similar las siguientes herramientas y máquinas herramienta: tijeras dechapa o cizalla, guillotina, prensa o troquel, sierra circular, amoladora y fresadora.

� Análisis socioeconómico

El uso de la sierra de arco no repercute en el medio ambiente ya que se trata de unaherramienta y no contamina, aunque no ocurre lo mismo con su proceso de fabri-cación, que engloba principalmente el proceso metalúrgico, las técnicas de meca-nizado y de conformación y la unión de las piezas. La distribución del productose lleva a cabo del mayorista al minorista y de este al consumidor. Los materialesde que está constituida, principalmente acero, son perfectamente adecuadospara llevar a cabo su función y presentan una buena relación calidad-precio.

� Nombra tres metales que se utilicen en cada uno de los siguientes sectores: transporte,telecomunicaciones, agricultura, construcción y maquinaria de fabricación.

Son algunos ejemplos:

� Transporte: acero, hierro, fundición, cobre, plomo, aluminio, titanio, magnesio.

� Telecomunicaciones: cobre, oro, hierro, aluminio.

� Agricultura: acero, fundición, cobre.

� Construcción: acero, hierro forjado, cinc, aluminio, titanio.

� Maquinaria de fabricación: acero, fundición, cobre.

� Indica qué utilidad tiene la fusibilidad en los metales.

Si tienen una alta fusibilidad (se funden o derriten con facilidad) se utilizan pararealizar soldaduras.

Si la fusibilidad es baja se pueden usar en instrumentos que requieran soportaraltas temperaturas.

� Indica si son ciertas o no las siguientes afirmaciones sobre los metales y justifica turespuesta:

a) Todos los metales son muy duros.

Falso. Existen metales blandos, como el aluminio y el plomo.

b) Conducen muy bien la electricidad y el calor.

Verdadero.

c) La mayoría de los metales no se pueden reciclar.

Falso. Todos los metales pueden reciclarse y se consigue un importante ahorrode energía y agua, y se evita la contaminación derivada de la producción.

I D E A S C L A R A S (página 21)

A N Á L I S I S D E O B J E T O ST E C N O L Ó G I C O S

Torreta de electricidad y oleoducto (página 22)

Actividades (páginas 24/25)

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d) Son dúctiles, maleables y tenaces.

Verdadero.

e) Algunos metales son tóxicos.

Verdadero. Ejemplos: mercurio, plomo.

� Realiza una redacción sobre los efectos medioambientales y para la salud originadospor la extracción, fabricación y uso de metales. Ten en cuenta los siguientes aspectos:

� Emisión de gases y uso de energía.

� Acumulación de metales pesados en los seres vivos.

� Contaminación del agua proveniente de minas y fábricas.

� Producción de grandes cantidades de residuos.

RESPUESTA LIBRE. Alternativamente puede realizarse una presentación por ordenador quecombine imágenes, datos y gráficos del tema propuesto.

� ¿Qué diferencia hay entre la mena y la ganga?

La mena es el conjunto de minerales útiles del que se extrae el metal, a diferenciade la ganga, que está constituida por los minerales no utilizables en el proceso deobtención del metal que nos interesa.

� Indica las propiedades características de estos materiales ferrosos: hierro, acero y fun-dición.

� Hierro: presenta buenas propiedades magnéticas, se corroe con facilidad, tieneun punto de fusión elevado, es de difícil mecanizado, frágil y quebradizo.

� Acero: posee elevada dureza y tenacidad y gran resistencia mecánica.

� Fundición: presenta elevada dureza y gran resistencia al desgaste.

� Ordena en tu cuaderno las siguientes fases de obtención del acero:

1. Mezcla de la mena de hierro con carbón de coque y caliza en un alto horno.

2. Obtención del arrabio.

3. Extracción del mineral de hierro.

4. Eliminación de impurezas, reducción del contenido de carbono y adición de otroselementos.

5. Separación de la mena y la ganga.

Extracción del mineral de hierro.

Separación de la mena y la ganga.

Mezcla de la mena de hierro con carbón de coque y caliza en un alto horno.

Obtención del arrabio.

Eliminación de impurezas, reducción del contenido de carbono y adición de otroselementos.

El acero se somete a tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades. Indica dosde estos tratamientos y explica en qué consisten.

Templado: Consiste en enfriar bruscamente el metal.

Recocido: El metal se deja enfriar lentamente.

Investiga qué es el acero inoxidable. ¿Cómo se obtiene y para qué se utiliza?

El acero inoxidable se obtiene añadiendo al acero un mínimo de 10 % de cromo y otros elementos como níquel y molibdeno. Se utiliza en componentes de automo-ción, depósitos, material de cocina, tornillería, herramientas, fachadas de edificios,ascensores, instrumental médico, etc.

�� Di con qué metal ferroso crees que se fabrican normalmente los siguientes objetos:engranajes, cortafríos, casco de buque, tapa de alcantarilla, alicates, lámpara metálica,carcasa de motor y broca.

Con acero. En función del uso que se vaya a dar al objeto, se emplearán distintosaceros aleados.

� Escribe y completa en tu cuaderno la siguiente frase utilizando los términos: acero,cinc, corrosión, galvanizado y metal:

El acero es el metal más usado en la fabricación de tornillos. Para mejorar la resisten-cia a la corrosión de este metal se utiliza un proceso denominado galvanizado ,que permite depositar un recubrimiento de cinc sobre el mismo.

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�� A partir de las propiedades y aplicaciones que se indican, descubre a qué metal o aleación nos referimos:

� Metal A:

a) Conduce bien el calor y la electricidad.

b) Resistente a la corrosión.

c) Se suelda con facilidad.

d) Aplicación: se usa para realizar conductores eléctricos y térmicos.

Es el cobre.

� Aleación B:

a) Color amarillento.

b) Dúctil y maleable.

c) Formada por cobre y cinc.

d) Aplicación: se usa en cerrajería y para realizar contactos eléctricos.

Es el latón.

� Metal C:

a) Ligero.

b) Buen conductor eléctrico.

c) No es tóxico.

d) Aplicación: se utiliza en la fabricación de aviones, puertas, ventanas, etcétera.

Es el aluminio.

�� Los metales A y C de la actividad anterior son buenos conductores eléctricos.

a) Investiga cuál de ellos se utiliza en las líneas de alta tensión para el transporte deenergía eléctrica. Justifica dicha elección.

El cobre es mejor conductor, lo que permite realizar cables más delgados que sepueden introducir en conductos más estrechos, enrollar y soldar con facilidad.Sin embargo, se usa más a menudo el aluminio, pues es más barato y al sertambién más ligero (tres veces menos denso que el cobre) permite una mayorseparación de las torretas de sujeción.

b) ¿De qué materiales se elaboran comúnmente los cables conductores? ¿Por qué?

De cobre y aluminio por ser buenos conductores, recubiertos de un material ais-lante que habitualmente es plástico.

�� A partir de los datos proporcionados, investiga en Internet el nombre del material:

� Formado por wolframio y carbono.

� Debido a su gran dureza se utiliza para trabajar el acero.

� Las brocas más duras se realizan con este material.

Se trata del carburo de wolframio o carburo de tungsteno, más conocido como Widia,del alemán «Wie Diamant» («como el diamante»).

�� Busca información sobre las latas de bebida y responde a las siguientes preguntas:

a) ¿De qué metales están hechas?

Pueden estar hechas de hojalata (acero revestido de estaño) o de aluminio.

b) ¿Por qué se les añade una capa de estaño?

El estaño aumenta la resistencia a la corrosión, mejora la apariencia y facilita lasoldadura de piezas.

c) Explica el proceso de fabricación.

El acero se prepara en grandes láminas y se somete a varios procesos de reduc-ción de grosor y acondicionado. Posteriormente se realiza el proceso de esta-ñado, consistente en depositar una delgada capa de estaño sobre las láminasde acero. A continuación se obtienen mediante máquinas de corte miles depequeñas chapas para formar los dos elementos de la lata: cuerpo y tapa. Lasanillas se insertan y remachan en las tapas mediante una serie de troqueles.Las tapas se unen al cuerpo aplicando un compuesto sellador en la curvaturade las mismas.

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d) Averigua si es posible reciclarlas y qué ahorro energético supone.

El reciclado de aluminio supone un ahorro del 95 % de energía respecto al pro-ducido a partir de bauxita. En el caso del acero el ahorro es del 70 % de energía.Reciclar una tonelada de acero supone un ahorro de una tonelada y media demineral de hierro.

e) Si tuvieras en un contenedor latas de aluminio y de hojalata, ¿cómo podrías sepa-rarlas?

Las latas de hojalata tienen características magnéticas, por lo que es fácil recupe-rarlas a través de un electroimán.

�� Investiga qué metales se utilizan en la fabricación de un automóvil.

Los más usados son el hierro y acero para el chasis, puertas y suspensiones. El alu-minio se usa en elementos del bastidor, del motor, capó y llantas. El titanio se utilizaen tornillería, el cobre para el cableado eléctrico y el cinc para proteger la carroceríade la corrosión. En menor proporción se usan otros metales como magnesio y platino.

�� Explica las siguientes técnicas de deformación de los metales: laminación, forja yestampación.

Laminación. Se hace pasar la pieza metálica por una serie de rodillos, denominadoslaminadores, que comprimen la pieza, con lo que disminuye su grosor y aumenta sulongitud. Este proceso suele hacerse en caliente.

Forja. Se somete la pieza metálica a esfuerzos de compresión repetidos y continuosmediante un martillo o maza. La pieza metálica inicial suele estar caliente.

Estampación. Se introduce una pieza metálica en caliente entre dos matrices oestampas, una fija y otra móvil, cuya forma coincide con la que se desea dar al objeto.A continuación, se juntan las dos matrices, con lo que el material adopta su formainterior.

�� Si quisieras fabricar una estructura metálica, una herramienta y la carrocería de uncoche, ¿qué técnica de deformación utilizarías en cada caso?

Estructura metálica: laminación, haciendo pasar la pieza metálica por una serie derodillos que la comprimen, disminuyendo su grosor y aumentando su longitud.

Herramienta: forja, sometiendo la pieza metálica a esfuerzos de compresiónmediante un martillo o maza.

Carrocería de un coche: estampación, introduciendo una pieza metálica entre dosmatrices cuya forma coincida con la que se desea dar al objeto.

�� Fíjate en los siguientes dibujos y explica los pasos necesarios para fabricar un radiador:

Estampación. Se introduce una pieza metálica en caliente entre dos matrices oestampas, una fija y otra móvil, cuya forma coincide con la que se desea dar al objeto.A continuación, se juntan las dos matrices, con lo que el material adopta su formainterior.

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Troquelado. Se usa para cortar planchas de poco espesor. Mediante la prensa o tro-quel se obtienen piezas con la forma deseada mediante un golpe de prensa.

Soldado. Se unen las diferentes piezas por medio de la aplicación de calor y presión.

�� Indica a qué herramienta de desbastado/afinado se refieren las siguientes afirmaciones:

a) La pieza abrasiva se denomina muela.

Rectificadora.

b) Se emplea para arrancar virutas de ciertas piezas.

Rasqueta.

c) Consta de un motor que suministra un movimiento alternativo.

Lijadora.

� Indica cuándo se usan uniones fijas para ensamblar metales y explica varias formas derealizar dichas uniones.

Se usan cuando no se prevé la separación o desmontaje de las piezas unidas. Sepueden realizar mediante remaches, ajuste a presión, adhesivos o soldadura.

�� ¿A qué tipo de soldadura se refieren estas frases?

a) Se utiliza un soplete y el mismo material de que constan las piezas que se van a unir.

Soldadura oxiacetilénica.

b) Se alcanza una temperatura de 400 °C.

Soldadura blanda.

c) Se usa latón o cobre como material de aportación.

Soldadura fuerte.

�� Anota las diferencias que hay entre el tornillo pasante con tuerca, el de unión y el derosca cortante.

En los tres casos el elemento roscado es un tornillo. El tornillo pasante con tuerca esel único de los tres que utiliza una tuerca para efectuar la unión. Tanto el tornillo deunión como el tornillo de rosca cortante fijan una pieza enroscándose en otra, perose diferencian en que en el tornillo de unión la rosca se ha practicado previamentey en el de rosca cortante se realiza a medida que se introduce el tornillo.

�� Investiga cómo se fabrican los tornillos.

Se parte de una varilla cilíndrica del diámetro adecuado que se corta con el tamañodeseado. Después se conforma la cabeza por deformación y se le da la figura finalañadiendo la ranura superior. Finalmente se realiza la rosca mediante un proceso delaminación en el que se hace pasar el material a través de unos rodillos cilíndricosranurados.

�� Elige la respuesta correcta en cada enunciado:

� ¿Qué metal presenta menor densidad?

a) Titanio.

b) Cromo.

c) Aluminio.

d) Cobre.

c) Aluminio.

� ¿Cuál de estos metales no es una aleación?

a) Bronce.

b) Acero.

c) Cobre.

d) Latón.

c) Cobre.

� ¿Cuál de estos metales presenta mayor dureza?

a) Plomo.

b) Aluminio.

c) Titanio.

d) Estaño.

c) Titanio.

D

D

24

� El mejor conductor de electricidad es:

a) Cobre.

b) Aluminio.

c) Titanio.

d) Plomo.

a) Cobre.

� El proceso de fabricación que consiste en introducir el metal fundido en un recipientese denomina:

a) Extrusión.

b) Forja.

c) Moldeo.

d) Embutición.

c) Moldeo.

� Para cortar una lámina blanda y fina se usa:

a) Tijeras de chapa.

b) Sierra de arco.

c) Sierra circular.

d) Taladradora.

a) Tijeras de chapa.

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