Evoluzione dei Materiali: Dai Metalli all'Era Industriale

I Metalli: Proprietà e Caratteristiche

I metalli sono elementi chimici considerati buoni conduttori di calore e di elettricità, dotati di una luminosità caratteristica e solidi a temperatura ordinaria, ad eccezione del mercurio. Tra gli elementi più abbondanti in natura troviamo il ferro, il calcio e il magnesio.

Proprietà dei Metalli

I metalli sono generalmente duri e malleabili; conducono calore ed elettricità e possono essere combinati tra loro per creare leghe che ne potenziano le proprietà. Tuttavia, presentano un lato negativo: quasi tutti sono soggetti alla corrosione, un problema che minaccia l'integrità di macchine e strutture, provocando notevoli perdite economiche e materiali.

Metalli Preziosi

I metalli preziosi sono quelli che si trovano allo stato libero in natura, ovvero non sono combinati con altri elementi per formare composti. Sono ampiamente utilizzati nel settore della gioielleria e per la creazione di monili.

Che cos'è l'ossidazione?

L'ossidazione è il processo chimico che coinvolge un metallo; la maggior parte di essi si trova infatti in natura sotto forma di ossidi, tornando al loro stato naturale attraverso questo fenomeno.

Il Bronzo

Il bronzo è una lega composta da una miscela di nove parti di rame e una di stagno. Questa combinazione produce un nuovo metallo, molto più duro dei due componenti originali, più facile da fondere e più semplice da lavorare rispetto al rame puro.

Caratteristiche del Bronzo Antico

Questo periodo coincide con l'epoca Medio Minoica in Grecia, caratterizzata dalla costruzione di palazzi collettivi e dalla sepoltura dei cadaveri. In una società primitiva dedita alla pesca, all'agricoltura, alla zootecnia e alla caccia, l'isola di Cipro avviò il commercio dei metalli attraverso il Mar Egeo.

Caratteristiche del Bronzo Medio

Questa fase fu caratterizzata dalla distruzione dei palazzi greci e dalla nascita dell'arte della navigazione per fini commerciali. In questo periodo apparvero i primi edifici monumentali.

Caratteristiche del Bronzo Moderno

Si verificò la transizione verso l'Età del Ferro, a partire dal periodo miceneo in Grecia. Fu un'epoca di grande trasformazione culturale, in cui i metalli preziosi iniziarono ad apparire nelle tombe come simbolo di potere.

L'Età del Ferro

In quale periodo si colloca l'Età del Ferro?

L'Età del Ferro si colloca nell'ultimo periodo della preistoria.

Com'era strutturata la società?

Le popolazioni vivevano in capanne di forma circolare e quadrata all'interno di aree murate. Esisteva una gerarchia sociale: i defunti venivano sepolti in tumuli funerari insieme a oggetti che riflettevano la loro condizione sociale. Era praticata anche la cremazione in urne di ferro, rito frequente nella penisola iberica. Inoltre, veniva prodotta ceramica modellata a mano e decorata con motivi geometrici.

Uso e ottenimento del ferro

Il ferro veniva utilizzato principalmente per la fabbricazione di armi e scudi. Si ottiene attraverso il processo di fucinatura.

Principali giacimenti in Spagna

I principali giacimenti si trovano presso la sorgente della Murtal (Alhama de Murcia), Rambla de Algeciras (Alhama de Murcia), El Castellar (Librilla), La Jarosa II (Lorca) e Atapuerca (Burgos).

Origine e caratteristiche del ferro

Il ferro si ottiene da minerali come la pirite e la magnetite. È un metallo malleabile, di colore grigio-argento e possiede proprietà magnetiche (è ferromagnetico a temperatura ambiente e pressione atmosferica). È estremamente duro e pesante.

Perché si smise di usare l'ottone?

L'uso dell'ottone diminuì perché il ferro risultava più economico, più abbondante e più durevole.

I Materiali Compositi

I compositi sono materiali sofisticati che combinano, ad esempio, la fibra di carbonio all'interno di una matrice di resina. Sono materiali sintetici mescolati in modo non uniforme per formare un composto. Le molecole sono costituite da elementi diversi, distinguibili in due tipi: coesione e rinforzo.

Tipi di componenti nei compositi

• La coesione: avvolge e lega i componenti di rinforzo per mantenerne la posizione e la rigidezza.
• Il rinforzo: conferisce le proprietà fisiche al set, migliorando la coesione e la rigidità complessiva.

Vantaggi dei compositi

Uno dei maggiori vantaggi è la possibilità di combinare diversi tipi di materiali di rinforzo applicandoli in varie direzioni. Questi materiali sono personalizzati per ogni applicazione: possono essere molto leggeri, non si corrodono facilmente come i metalli, vengono costruiti in stampi e non soffrono della tipica fatica dei metalli. Inoltre, la vita utile di questi materiali è superiore a quella dell'alluminio e richiede meno manutenzione.

Compositi Sandwich

I compositi sandwich sono costituiti da due strati di materiale duro che proteggono uno strato interno, il quale fornisce le proprietà strutturali. Un esempio è il vetro di sicurezza utilizzato nei parabrezza delle auto: in caso di incidente, il foglio di plastica interno tiene uniti i frammenti di vetro, proteggendo gli occupanti.

La Rivoluzione Industriale

Origini e trasformazioni

Ebbe inizio nel XVIII secolo in Gran Bretagna, portando una profonda trasformazione economica e sociale in tutta l'Europa occidentale.

L'innovazione tecnologica principale

L'innovazione più importante fu il motore a vapore, che portò a maggiori e migliori benefici commerciali.

Cambiamenti durante la Rivoluzione Industriale

• Cambiamenti agricoli: l'introduzione delle macchine ridusse la necessità di manodopera, spingendo le persone a migrare verso le città. Si iniziarono a usare fertilizzanti e nuove tecniche di coltivazione.
• Cambiamenti commerciali: il commercio e i profitti aumentarono drasticamente grazie all'efficienza del motore a vapore.
• Cambiamenti demografici: la popolazione crebbe grazie a una migliore alimentazione e igiene. Si verificò un massiccio esodo rurale verso i centri delle grandi città.

Le cause del movimento operaio

I lavoratori iniziarono a prendere coscienza della necessità di unirsi e agire per cambiare le loro precarie condizioni di lavoro.

Le tre fasi della Rivoluzione Industriale

1. 1ª Rivoluzione Industriale: caratterizzata dall'uso del carbone. L'uso dei macchinari richiese meno personale e manodopera non qualificata per la produzione in serie, aumentando profitti e produzione. Nascono il capitalismo e il proletariato.
2. 2ª Rivoluzione Industriale: identificata con l'uso dell'elettricità e del petrolio, consolidando il sistema capitalista.
3. 3ª Rivoluzione Industriale: una rivoluzione scientifico-tecnologica che arriva fino ai giorni nostri. Inizia alla fine della Seconda Guerra Mondiale, in un periodo in cui il capitalismo attraversa nuove fasi di crisi.