MATERIALES TECNOLÓGICOS
Uno de los motores de la evolución y el desarrollo de las sociedades humanas ha sido la tecnología. De hecho, las grandes eras históricas han ido tomando el nombre de los materiales que el hombre primitivo aprendió a trabajar: Edad de piedra, Edad de bronce y Edad de hierro.
Miles de millones de años antes, las enérgicas reacciones químicas y las convulsiones de la corteza terrestre, sumadas a las lentísima temperaturas y presiones del interior de la Tierra produjeron los minerales, primeros materiales utilizados por el hombre para defenderse y cazar.
Más tarde, descubrió que calentando ciertas sustancias minerales era posible obtener materiales más resistentes y duraderos. De tal forma, el hombre conoció el bronce, el hierro, la plata y el oro.
Esto supuso el pasaje del uso de materiales creados por la naturaleza a los fabricados por el hombre. A los primeros los llamaremos materias primas y a los segundos materiales, para diferenciarlos por su origen.
Es así, que podemos definir como materia prima a las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza y materiales a toda materia prima que, transformada mediante procesos físicos y/o químicos, es utilizada en la fabricación de objetos tecnológicos.
El proceso tecnológico sería el siguiente: se extrae la materia prima, que se convierte posteriormente en material, y con los materiales obtenidos construimos el artefacto (producto tecnológico).
HISTORIA DE LOS MATERIALES TECNOLÓGICOS
Desde la Prehistoria, la primitiva raza humana comenzó a proveerse de diversos materiales que tenían en su entorno. De esa manera iban seleccionando aquellos materiales que les eran más útiles para la caza, producción, protección, construcción o supervivencia. La evolución humana siempre ha ido unida al dominio de los materiales, por ello, la historia de los materiales se podría dividir en cinco periodos.
Desde la prehistoria, la evolución tecnológica de las máquinas-herramienta se ha basado en el binomio herramienta-máquina. Durante siglos, la herramienta fue la prolongación de la mano del hombre hasta la aparición de las primeras máquinas rudimentarias que ayudaron en su utilización. Aunque en la antigüedad no existieron máquinas-herramienta propiamente dichas; sin embargo, aparecieron dos esbozos de máquinas para realizar operaciones de torneado y taladrado.
En ambos casos, utilizando una de las manos, era necesario crear un movimiento de rotación de la pieza en el torneado y de la herramienta en el taladrado. Debido a esta necesidad nació el llamado “arco de violín”, instrumento de accionamiento giratorio alternativo compuesto de un arco y una cuerda, utilizado desde hace miles de años hasta la actualidad en que todavía se utiliza de forma residual en algunos países. Hacia 1250 nació el torno de pedal y pértiga flexible accionado con el pie, representando un gran avance sobre al accionado con arco de violín puesto que permitía tener las manos libres para el manejo de la herramienta de torneado.
Hasta finales del siglo XV no se producen nuevos avances. Leonardo da Vinci, en su “Códice a Atlántico”, realizó un boceto de varios tornos que no pudieron construirse por falta de medios, pero que sirvieron de orientación para próximos desarrollos. Se trataba de un torno de roscar de giro alternativo, otro de giro continuo a pedal y un tercero para roscado con husillo patrón y ruedas intercambiables.
Para principios del siglo XVI Leonardo da Vinci había diseñado las tres principales máquinas para el acuñado de monedas: la laminadora, la recortadora y la prensa de balancín. Según parece, estos diseños sirvieron a Cellini para construir una rudimentaria prensa de balancín en 1530, pero la puesta en práctica generalizada se atribuye a Nicolás Briot en 1626.
El descubrimiento de la combinación del pedal con un vástago y una biela permitió su aplicación en primera instancia a las ruedas de afilar, y poco después a los tornos. Así, después de tantos siglos, nació el torno de giro continuo llamado de pedal y rueda, lo que implicaba el uso de biela-manivela que debía de ser combinado con un volante de inercia para superar los puntos muertos, “alto y bajo”
A finales de la edad media se utilizan la máquina afiladora que emplea la piedra giratoria abrasiva, el taladro de arco, el berbiquí y el torno de giro continuo, que trabajan con deficientes herramientas de acero al carbono. Se usan martillos de forja y rudimentarias barrenadoras de cañones, accionadas por ruedas hidráulicas y transmisiones de engranajes de madera tipo “linterna”. Se inició la fabricación de engranajes metálicos principalmente de latón, aplicados a instrumentos de astronomía y relojes mecánicos. Leonardo da Vinci dedicó mucho tiempo a calcular relaciones de engranajes y formas ideales de dientes. Se pensó que ya existían todas las condiciones para un fuerte desarrollo pero no fue así, puesto que hasta mediados del siglo XVII el desarrollo tecnológico fue prácticamente nulo.
El torno de giro continuo, con la introducción de algunas mejoras, se siguió utilizando durante mucho tiempo. Se introdujeron elementos de fundición, tales como la rueda, los soportes del eje principal, contrapunto, apoyo de la herramienta y, hacia 1568, el mandril. Se empezaron a mecanizar pequeñas piezas de acero, pero tardó muchos años en generalizarse. El reverendo Plumier, en su obra “L´Art de tourner” escrita en 1693, señala que se encuentran pocos hombres capaces de tornear hierro.
El francés Blaise Pascal, niño prodigio en matemáticas, enuncia el principio que lleva su nombre en el “Tratado del equilibrio de los líquidos” en 1650. Descubrió el principio de la prensa hidráulica, pero a nadie se le había ocurrido su aplicación para usos industriales hasta que Bramach patenta en Londres su invención de una prensa hidráulica en 1770. Pero parece que fueron los franceses hermanos Perier, entre 1796 a 1812, quienes desarrollaron prensas hidráulicas para el acuñado de moneda. Es a partir de 1840 cuando Cavé inicia la fabricación de prensas hidráulicas de elevadas presiones.
PRIMER PERIODO
(Desde hace 2,5 millones de años hasta el año 3000 a.c.)
La Edad de Piedra o también Etapa Lítica es el período de la prehistoria que abarca desde que los seres humanos empezaron a elaborar herramientas de piedra hasta el descubrimiento y uso de metales. La madera, los huesos y otros materiales también fueron utilizados (cuernas, cestos, cuerdas, cuero, entre otros.), pero la piedra (y, en particular, diversas rocas de rotura concoidea, como el sílex, el cuarzo, la cuarcita, la obsidiana) fue utilizada para fabricar herramientas y armas, de corte o percusión. Sin embargo, esta es una circunstancia necesaria, pero no suficiente para la definición de este período, ya que en él tuvieron lugar fenómenos fundamentales para lo que sería nuestro futuro: la evolución humana, las grandes adquisiciones tecnológicas (fuego, herramientas, vestimenta), la evolución social, los cambios climáticos, la diáspora del ser humano por todo el mundo habitable (ecúmene), desde su cuna africana, y la revolución económica desde un sistema recolector-cazador, hasta un sistema parcialmente productor (entre otras cosas). El rango de tiempo que abarca este período es ambiguo, discutido y variable según la región en particular. Aunque es posible hablar de este período en concreto, para el conjunto de la humanidad: no hay que olvidar que algunos grupos humanos nunca desarrollaron la tecnología de la fundición de metales y por tanto quedaron sumidos en una edad de piedra hasta que se encontraron con culturas tecnológicamente más desarrolladas. Sin embargo, en general, se considera que este período comenzó en África hace 2,8 millones de años, con la aparición de la primera herramienta humana (o pre-humana).3 A este período le siguió el Calco lítico o Edad del Cobre y, sobre todo, la Edad de Bronce, durante la cual, las herramientas de esta aleación llegaron a ser comunes; esta transición ocurrió entre 6000 a.c. y 2500 a. c.
Materias o materiales más representativos utilizados en esa época:
- Herramientas de piedra.
- Madera.
- Huesos.
- Cuernas.
- Cestos.
- Cuerdas.
- Cuero.
Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento:
- Adquisiciones tecnológicas como fuego, herramientas, vivienda, o ropa.
- Evolución social.
- Revolución económica desde un sistema recolector-cazador, hasta un sistema parcialmente productor.
- Revolución hacia un sistema económico productivo: agricultura y ganadería.
SEGUNDO PERIODO
(Desde el 5000 a.c. hasta el 1500 a.c.)
La Edad de los Metales es una de las dos grandes etapas tecnológicas en las que tradicionalmente se ha subdividido la Prehistoria euroasiática. Por definición, es el período que siguió a la Edad de Piedra y durante el cual el hombre empezó a fabricar objetos de metal fundido. La existencia de procesos metalúrgicos es indispensable para establecer la adscripción de una cultura arqueológica a esta etapa, ya que los metales nativos eran trabajados por martilleado desde las fases iniciales del Neolítico. Siguiendo este criterio, la Edad de los Metales comenzaría con las primeras evidencias de fundición del cobre, que son del VI milenio a.c. (en Anatolia y los montes Zagros) y acabaría con la progresiva entrada en la Historia de cada región (en Europa esto se produjo durante el I milenio a. C.). En Mesopotamia y Egipto coincide ya con el desarrollo de la escritura y por tanto la metalurgia allí es plenamente histórica. Los primeros indicios de metalurgia en Europa proceden del área de los Balcanes, a mediados del V milenio a.c. y son de origen autóctono. Para el resto del continente las evidencias aparecen durante la segunda mitad del IV milenio a. C., aunque su generalización y el consecuente abandono de la piedra como elemento básico para la fabricación de artefactos solo se materializó con la llegada del hierro. Debido a la escasez de materia prima, en el Egipto faraónico esta sustitución nunca se llegó a producir
Materias o materiales más representativos utilizados en esa época:
- Cobre.
- Cerámica.
Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento:
- Auge de la metalurgia calco lítica balcánica.
- Intensificación de la producción.
- Nuevos modelos de ocupación del territorio.
- Especialización artesanal.
- Incremento de los intercambios.
- Estratificación social.
- Aumento de la productividad en la agricultura.
- Revolución de los productos derivados.
- Incremento y diversificación de la producción y los intercambios.
TERCER PERIODO
(Desde el 2000 a.c. hasta el -0 a.c.)
La Edad del Bronce es el período de la prehistoria en el que se desarrolló la metalurgia de este metal, resultado de la aleación de cobre con estaño. El término, que acuñó en 1820 el arqueólogo danés Christian Jürgensen Thomsen para clasificar en tres edades las colecciones de la Comisión Real para la Conservación de las Antigüedades de Copenhague, sólo tiene valor cronológico en el Próximo Oriente y Europa, puesto que a la metalurgia se llegó a través de procesos distintos en las diferentes regiones del mundo. Su estudio se divide en Bronce Antiguo, Bronce Medio y Bronce Final. Aunque, generalmente, al bronce suele precederle una Edad del Cobre y seguirle una Edad del Hierro, esto no siempre fue así: en el África subsahariana, por ejemplo, se desarrolló la metalurgia del hierro sin pasar por las del cobre y bronce.
La tecnología relacionada con el bronce fue desarrollada en el Próximo Oriente a finales del IV milenio a.c., fechándose en Asia Menor antes del 3000 a.c.; en la antigua Grecia se comenzó a utilizar a mediados del III milenio a.c.; en Asia Central el bronce se conocía alrededor del 2000 a.c., en Afganistán, Turkmenistán e Irán, aunque en China no comenzó a usarse hasta 1800 a.c., adoptándolo la dinastía Shang.
- Bronce.
Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento:
- Mejoraron las técnicas constructivas navales.
- Sustitución de los enterramientos colectivos por otros individuales, que pasaron a situarse en el interior de los poblados.
- Aumento de la riqueza y de la diferenciación social.
- Producción de armas.
CUARTO PERIODO
(Desde el 800 a.c. hasta el 1000 d.c.)
La Edad del Hierro es el período en el cual se descubre y populariza el uso del hierro como material para fabricar armas y herramientas. En algunas sociedades antiguas, las tecnologías metalúrgicas necesarias para poder trabajar el hierro aparecieron en forma simultánea con otros cambios tecnológicos y culturales, incluyendo muchas veces cambios en la agricultura, las creencias religiosas y los estilos artísticos, aunque este no ha sido siempre el caso.
La Edad del Hierro es el último de los tres principales períodos en el sistema de las tres edades, utilizado para clasificar las sociedades prehistóricas, y está precedido por la Edad del Bronce. La fecha de su aparición, duración y contexto varía según la región estudiada. La primera aparición conocida de sociedades con el nivel cultural y tecnológico correspondiente a la Edad de Hierro se da en el siglo XII a.c. en varios lugares:
- en el antiguo Oriente Próximo,
- en la antigua India (con la civilización médica, en la época previa a la composición del Rig-veda) y
- en Europa, durante la Edad Oscura griega.
En otras regiones europeas, el inicio de la Edad de Hierro fue muy posterior; no se desarrolló en Europa central hasta el siglo VIII a.c., y hasta el siglo VI a.c. en el norte de Europa. En África el primer exponente conocido del uso del hierro mediante fundición y forja se da en la cultura Nok, en la actual Nigeria, hacia el siglo XI a.c.
La Edad del Hierro también acabó en periodos distintos dependiendo de la región:
- en la zona del mar Mediterráneo, con el inicio de la tradición histórica durante el periodo helenístico y el Imperio romano
- en la India, con la llegada del budismo y el jainismo (siglo VII a.c)
- en China, con el inicio del confucianismo
- en el norte de Europa se mantuvo hasta la Alta Edad Media.
Se considera comúnmente que la Edad del Hierro en Europa finaliza con la conquista romana.
La Edad de Hierro se dio aproximadamente cuando su producción se constituyó en la forma más sofisticada de la metalurgia. Si bien requiere una alta temperatura de fusión, su dureza y la abundancia de fuentes de mineral de hierro lo convirtieron en un material mucho más deseable y barato de obtener que el bronce, lo que contribuyó de forma decisiva a su adopción como el metal más usado.
Materias o materiales más representativos utilizados en esa época:
- Hierro.
- Plata.
- Oro.
Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento:
- Herramientas más resistentes y baratas.
- Producción de armas, útiles e construcción, etc.
QUINTO PERIODO
(1900: Revolución Industrial)
La invención de la máquina de vapor fue una de las más importantes innovaciones de la Revolución industrial. Hizo posible mejoramientos en el trabajo del metal basado en el uso de coque en vez de carbón vegetal.
Antes de la máquina de vapor:
Al inicio de esta época los trabajos se realizaban de forma manual en su gran mayoría, las personas trabajaban el día entero sometidas a altas temperaturas, en fábricas sin apenas seguridad, a la intemperie y sin seguridad social. No existía el ocio o el concepto de “tiempo libre” para el ciudadano medio, solamente los ricos acceden a él.
Con la llegada de la máquina de vapor….
Estos trabajos se facilitaron, semi-automatizando los procesos de elaboración y abaratando los precios finales. Donde antes había 20 personas trabajando en un telar, ahora había una máquina que lo hacía con un sólo técnico. La gente empezó a tener tiempo libre cada vez más, y la sociedad empezó a parecerse a la actual, donde muchas personas tenían tiempo para practicar deporte, o para dedicarse a sus aficiones, o para dar un simple paseo con su familia.
En el siglo XVIII la industria textil aprovechó el poder del agua para el funcionamiento de algunas máquinas, fue cuando Thomas Savery realizó una primera patente en 1698 con un motor capaz de elevar agua por medio del fuego. Catorce años más tarde su socio Thomas Newcomen, basándose en dicha máquina, construyó una máquina de vapor capaz de mover un pistón para así producir un movimiento. Estas industrias se convirtieron en el modelo de organización del trabajo humano en las fábricas.
En la época de la revolución industrial, el desarrollo de las máquinas trajo consigo: La invención de transportes como la LOCOMOTORA DE VAPOR y el BARCO DE VAPOR. Veamos cuál fue el impacto de dichos inventos:
Locomotora de vapor: Esta invención supuso un gran avance en la categoría de los transportes, ya que antes de aparecer esta locomotora la gente usaba carros tirados por caballos, los cuales no podían llevar grandes pesos.
Esta fue la primera fase de las locomotoras, tras esto, las locomotoras eléctricas fueron el siguiente paso, aunque no tuvieron éxito debido al alto coste de la instalación, así que pronto fue reemplazada por las locomotoras Diesel, que son con las que hoy en día se usan.
- Metales
- Carbón
- Vapor
Ventajas e inconvenientes que supusieron su descubrimiento:
- La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura.
- Mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro.
- La expansión del comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de transportes y posteriormente por el nacimiento del ferrocarril.
- Producción y desarrollo de nuevos modelos de maquinaria.
- La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura.
- Producción en serie.
- Grandes diferencias económicas entre la sociedad.
- Cambio climático.
LINEA DEL TIEMPO Y MAPA MENTAL
VÍDEO EXPLICATIVO
BIBLIOGRAFIAS
*https://es.wikipedia.org/wiki/Edad_de_Piedra
*http://marytf25.blogspot.com.co/2011/09/el-invento-mas-importante-de-la.html
*http://marytf25.blogspot.com.co/2011/09/el-invento-mas-importante-de-la.html
