Historia De Los Materiales

III. CRONOLOGIA DE LOS MATERIALES

1. EDAD DE PIEDRA

La Edad de Piedra es el período de la Prehistoria durante el cual, los seres humanos crearon herramientas de piedra debido a la carencia de una tecnología más avanzada. La madera, los huesos y otros materiales también fueron utilizados (cuernas, cestos, cuerdas, cuero, etc), pero la piedra (y, en particular, diversas rocas de rotura concoidea, como el sílex, el cuarzo, la cuarcita, la obsidian, etc) fue utilizada para fabricar herramientas y armas, de corte o percusión.

PIEDRA

A lo largo de la historia, la piedra ha sido un material de construcción esencial en la arquitectura y la ingeniería. La piedra es un elemento sólido y resistente, con mil caras y una alta versatilidad. Es por ello que el hombre ha utilizado este material desde tiempos remotos. En un principio, se usaban como objetos para alejar el mal o para fabricar utensilios útiles para el día a día. La piedra es el material que mejor se conserva y más conocido de los que sirvieron para producir las primeras herramientas, durante el paleolítico. Atendiendo a la tecnología que utilizaron en su ejecución se distinguen los siguientes períodos:

OLDUVAYENSE

Se trata de piedras, normalmente cantos rodados, sílex o similares, que eran tallados para la obtención del filo por uno de sus lados. Consistían en machacadores, que se utilizaban para extraer el tuétano de los huesos, o finas lascas con filo que servían para cortar. Su origen se sitúa en África al menos desde hace 2.800.000 años y en Europa en 1.000.000 años, como las encontradas en el yacimiento de la Sima del Elefante en la Sierra de Atapuerca.

ACHELENSE

En tierras africanas se encontraron herramientas más elaboradas fechadas en 1.700.000 años. Estas herramientas tenían la característica de estar talladas por ambas caras y de ser, unas universales y otras especializadas. Bifaces achelenses La pieza más característica es la llamada bifaz, o hacha de mano, que tenía usos muy diversos sirviendo para multitud de tareas pesadas, cortar, raspar, perforar. Se trata de una piedra de gran dureza, generalmente sílex, que es tallada por ambas caras hasta conseguir una forma triangular con una base semicircular. También se elaboraban herramientas para usos específicos como: picos triédricos, hendidores, raederas, denticulados... Esta tecnología requería un gran gasto energético, había que buscar la materia prima precisa y conveniente, tallándola con sumo cuidado y habilidad, por lo que su uso era duradero, se mantenía en poder del individuo para su quehacer diario. También eran objeto de comercio, tanto la propia materia prima como las herramientas ya elaboradas. Esta industria perduró por más de un millón de años, en los yacimientos de la Galería de Sílex y Sima de los huesos de la Atapuerca, en España, se han encontrado en un período comprendido entre 600.000 y 300.000 años.

Piedra tallada del Achelense

MUSTERIENSE

Se caracteriza por una nueva forma de tallar la piedra en la que se utilizan otros elementos para su trabajo. Hasta entonces las piedras se tallaban golpeándolas con otras piedras, con esta nueva técnica, conocida como Técnica Levallois, se usan golpeadores de madera o huesos y se realiza sobre un núcleo de piedra previamente tratado. El núcleo original de piedra tiene forma de tronco troncopiramidal y se golpea para obtener lascas que luego se utilizarán para la elaboración de instrumentos especializados. Esto permite la obtención de elementos más pequeños y diversos. Esta fue la técnica que utilizaron los Neandertales durante casi toda su existencia.

PALEOLITICO SUPERIOR

Destaca por la elaboración de los mangos para los instrumentos. Éstos ya son pequeños y de uso muy concreto y se fabrican, especialmente, para su cometido. El Paleolítico es una etapa de la prehistoria caracterizada por el uso de útiles de piedra tallada; aunque, también se usaban otras materias primas orgánicas para construir diversos utensilios: hueso, asta, madera, cuero, fibras vegetales, etc. (mal conservadas y poco conocidas). Es el período más largo de la historia del ser humano (de hecho abarca un 99% de la misma), se extiende desde hace unos 2,5 millones de años (en África) hasta hace unos 10 000 años. El trabajo de la piedra ha venido manteniéndose hasta nuestros días, pero la importancia que adquirió en épocas prehistóricas para el desarrollo del hombre nunca ha sido igualada. Al abrirse el conocimiento técnico al dominio de otras tecnologías la dependencia del desarrollo humano del trabajo de la piedra fue mitigándose llagando a quedar como una técnica menor.

SILEX

El sílex se utilizó tanto en la prehistoria por sus propiedades de corte, duración, tipo de fractura y abundancia. Se trata de una roca frágil que al golpearla con otra piedra (percutor) provoca el desprendimiento de una lasca con filo cortante. La forma en la que se rompe el sílex o el vidrio tras un golpe se denomina fractura concoide; se produce un bulbo más o menos pronunciado con una cicatriz en el punto de percusión y un filo en la pieza extraída del núcleo. Esta roca tiene la propiedad de poderse darle forma a base de golpes o por presión con un hueso o un cuerno sacando pequeñas lascas o laminitas. Lasca de sílex También tiene la propiedad de no desmoronarse con el uso como la arenisca, por lo que es una buena herramienta para cortar o raspar, aunque por su fragilidad no vale para golpear o lo que es lo mismo, para fabricar un hacha. Tras el uso continuado como herramienta de corte o raspado, una pieza de sílex presentará en su filo unas características huellas de uso; algunas apreciables a simple vista como el lustre de los dientes de hoz neolíticos, otros solo visibles con microscopios. Dado que el sílex produce chispas al ser golpeado con otras rocas duras o con metales, también fue usado para encender hogueras.

Lasca de silex

2. EDAD DE COBRE

La Edad del Cobre es una fase intermedia entre la Edad Moderna de la Piedra o neolítico y la Edad del Bronce. Se reserva esta denominación para algunas culturas, que presentan rasgos claramente diferenciados, en el periodo entre el 2500 a. C. y el 1800 a. C. El bronce es una aleación de cobre y estaño y, antes de usarse el bronce, se usó cobre. Esa época es a la que se llama calcolítico, esta edad sin embargo es poco aceptada ya que los primeros cobres eran, en general bronce natural, aunque se usa para diferenciar esta edad, en la que el bronce era fabricado artificialmente. El cobre fue el primer metal que utilizó el ser humano y lo hizo hace aproximadamente 5000 años, a finales del Neolítico.

COBRE

Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria. Aunque su uso perdió importancia relativa con el desarrollo de la siderurgia, el cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados para hacer objetos tan diversos como monedas, campanas y cañones. El cobre cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos en la actualidad. El cobre es uno de los pocos metales que pueden encontrarse en la naturaleza en estado "nativo", es decir, sin combinar con otros elementos. Por ello fue uno de los primeros en ser utilizado por el ser humano. Los otros metales nativos son el oro, el platino, la plata y el hierro proveniente de meteoritos. Se han encontrado utensilios de cobre nativo de en torno al 7000 a. C. en Çayönü Tepesí (en la actual Turquía) y en Iraq. En esta época, en Oriente Próximo también se utilizaban carbonatos de cobre (malaquita y azurita) con motivos ornamentales. En la región de los Grandes Lagos de América del Norte, donde abundaban los yacimientos de cobre nativo, desde el 4000 a. C. los indígenas acostumbraban a golpearlas hasta darles forma de punta de flecha, aunque nunca llegaron a descubrir la fusión. Hacia el 3500 a. C. la producción de cobre en Europa entró en declive a causa del agotamiento de los yacimientos de carbonatos. Por esta época se produjo la irrupción desde el este de unos pueblos, genéricamente denominados kurganes, que portaban una nueva tecnología: el uso del cobre arsenical. Esta tecnología, quizás desarrollada en Oriente Próximo o en el Cáucaso, permitía obtener cobre mediante la oxidación de sulfuro de cobre. Para evitar que el cobre se oxidase, se añadía arsénico al mineral. El cobre arsenical (a veces llamado también "bronce arsenical") era más cortante que el cobre nativo y además podía obtenerse de los muy abundantes yacimientos de sulfuros. Uniéndolo a la también nueva tecnología del molde de dos piezas, que permitía la producción en masa de objetos, los kurganes se equiparon de hachas de guerra y se extendieron rápidamente.

Cobre

CERAMICAS

La invención de la cerámica se produjo durante la revolución neolítica, cuando se hicieron necesarios recipientes para almacenar el excedente de las cosechas producido por la práctica de la agricultura. La cerámica campaniforme, o de vaso campaniforme, es característica de la edad de los metales y, más concretamente, del calcolítico, al igual que la cerámica de El Argar (argárica) lo es de la Edad del Bronce. También se empleó como material de construcción en forma de ladrillo, teja, baldosa o azulejo, tanto para paramentos como para pavimentos. La técnica del vidriado le proporcionó gran atractivo, se utilizó también para la escultura. Actualmente también se emplea como aislante eléctrico y térmico en hornos, motores y en blindaje.

CEMENTO

Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. Trabajadores del Antiguo Egipto . La historia del hormigón constituye un capítulo fundamental de la historia de la construcción. Inicialmente se emplearon pastas elaboradas con arcilla, yeso o cal, pero se deterioraban rápidamente ante las inclemencias atmosféricas. Se idearon diversas soluciones, mezclando agua con rocas y minerales triturados, para conseguir pastas que no se degradasen fácilmente. Así, en el Antiguo Egipto se utilizaron diversas pastas obtenidas con mezclas de yesos y calizas disueltas en agua, para poder unir sólidamente los sillares de piedra; como las que aun perduran entre los bloques calizos del revestimiento de la Gran Pirámide de Guiza.

VIDRIO

Uno de los materiales mas abundantes en la corteza terrestre es la arena silica, materia prima indispensable para la fabricación del vidrio. El vidrio se presenta en la naturaleza en forma de cristal de roca y cuarzo formados por la combinacion de alta presion y temperatura en el interior del globo terraqueo; de obsidiana, producto de las erupciones volcanicas y de fulgurita, resultante de la fusion de arena del desierto causada por descargas electricas. El hombre ha aprovechado estos elementos naturales desde la prehistoria y asi lo atestiguan las herramientas y armas de obsidiana utilizadas en sus labores de recoleccion y de caceria por los habitantes de las cavernas. Opalos, onices y agatas -piedras semipreciosas producto de cuarzos impuros- han servido como materia prima para elaborar ornamentos desde la epoca de esplendor de las culturas egipcia y mesopotamica. Del mismo modo, los primeros pobladores de Mesoamerica usaron esos materiales y aun el cristal de roca en articulos suntuarios y decorativos. Los primeros objetos de vidrio que se fabricaron fueron cuentas de collar o abalorios. Es probable que fueran artesanos asiáticos los que establecieron la manufactura del vidrio en Egipto, de donde proceden las primeras vasijas producidas durante el reinado de Tutmosis III (1504-1450 a. C.) La fabricación del vidrio floreció en Egipto y Mesopotamia hasta el 1200 a. C. y posteriormente cesó casi por completo durante varios siglos. Egipto produjo un vidrio claro, que contenía sílice pura; lo coloreaban de azul y verde. Durante la época helenística Egipto se convirtió en el principal proveedor de objetos de vidrio de las cortes reales. Sin embargo, fue en las costas fenicias donde se desarrolló el importante descubrimiento del vidrio soplado en el siglo I a.C.

3. EDAD DE BRONCE

No se sabe cómo ni dónde surgió la idea de añadir estaño al cobre, produciendo el primer bronce. Se cree que fue un descubrimiento imprevisto, ya que el estaño es más blando que el cobre y, sin embargo, al añadirlo al cobre se obtenía un material más duro cuyos filos se conservaban más tiempo. El descubrimiento de esta nueva tecnología desencadenó el comienzo de la Edad del Bronce, fechado en torno a 3000 a. C. para Oriente Próximo, 2500 a. C. para Troya y el Danubio y 2000 a. C. para China. Durante muchos siglos el bronce tuvo un papel protagonista y cobraron gran importancia los yacimientos de estaño, a menudo alejados de los grandes centros urbanos de aquella época. El declive del bronce empezó hacia el 1000 a. C., cuando surgió en Oriente Próximo una nueva tecnología que posibilitó la producción de hierro metálico a partir de minerales férreos.Las armas de hierro fueron reemplazando a las de cobre en todo el espacio entre Europa y Oriente Medio. En zonas como China la Edad del Bronce se prolongó varios siglos más. Hubo también regiones del mundo donde nunca llegó a utilizarse el bronce. Por ejemplo, el África subsahariana pasó directamente de la piedra al hierro. Sin embargo, el uso del cobre y el bronce no desapareció durante la Edad del Hierro. Reemplazados en el armamento, estos metales pasaron a ser utilizados esencialmente en la construcción y en objetos decorativos .También hacia esta época se fabricaron las primeras monedas en el estado de Lidia, en la actual Turquía. Mientras que las monedas más valiosas se acuñaron en oro y plata, las de uso más cotidiano se hicieron de cobre y bronce.

PLATA

Es un metal de transición blanco, brillante, blando, dúctil, maleable. Se encuentra en la naturaleza formando parte de distintos minerales (generalmente en forma de sulfuro) o como plata libre. Es muy escasa en la naturaleza, de la que representa una parte en 10 millones de corteza terrestre. La mayor parte de su producción se obtiene como subproducto del tratamiento de las minas de cobre, zinc, plomo y oro. La plata es uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad. Se menciona en el libro del Génesis; y los montones de escoria hallados en Asia Menor e islas del mar Egeo, indican que el metal comenzó a separarse del plomo al menos cuatro milenios antes de nuestra era. No resulta difícil imaginar el efecto que hubo de producir en aquellos pobladores (que habían tallado y pulido la piedra, que encontraron y utilizaron el cobre y luego el estaño, llegando incluso a alear ambos por medio del fuego para obtener bronce) el descubrimiento de un metal raro y poco frecuente, de color blanco, brillo imperecedero e insensible al fuego que otros metales derretía. Tal asombro justificó la atribución al metal de singulares propiedades, de las que los demás metales carecían, salvo el oro claro está; pues ambos no eran sino regalos de la naturaleza, formados uno por el influjo de la Luna, y el otro por el del Sol. Los demás, viles metales, estaban sujetos a los cambios y transformaciones, que por los rudimentarios medios entonces disponibles podrían producirse; lejos, muy lejos, de la perfección de la plata y el oro. No es de extrañar que por ello surgiera la idea de la transmutación de los metales en un vano intento de perfeccionar aquellos viles metales y dando lugar a la aparición de las primeras doctrinas de la Alquimia. Particularmente adecuado parecía para tal propósito el mercurio en el que se observaba el aspecto y color de la plata, hasta tal punto que se le dio el nombre de hydrargyrum (plata líquida) de donde proviene su símbolo químico (Hg). La plata, como el resto de los metales, sirvió para la elaboración de armas de guerra y luego se empleó en la manufactura de utensilios y ornamentos de donde se extendió al comercio al acuñarse las primeras monedas de plata y llegando a constituir la base del sistema monetario de numerosos países.

Cristales de plata

PAPIRO

Su principal utilización la elaboración del soporte de los manuscritos de la antigüedad denominado papiro, precedente del moderno papel. El fragmento más antiguo de papiro se descubrió en la tumba de Hemaka,chaty del faraón Den, en la necrópolis de Saqqara, aunque no han perdurado los posibles signos jeroglíficos escritos en él. Su elaboración era monopolio real y fue muy apreciado, por su gran utilidad, entre los pueblos de la cuenca oriental del Mediterráneo, exportándose durante siglos en rollos de alto valor. El uso del papiro no comenzó a ser universal hasta la época de Alejandro Magno. Su uso decayó al declinar la antigua cultura egipcia, siendo sustituido como soporte de escritura por el pergamino. Disminuyó en el transcurso del siglo V de nuestra era y desapareció del todo en el siglo XI. La mayoría de las grandes bibliotecas de Europa poseen manuscritos en papiro. Primero, el tallo de la planta de papiro se mantenía en remojo entre una y dos semanas; después se cortaba en finas láminas y se prensaban con un rodillo, para eliminar parte de la savia y otras sustancias líquidas; luego se disponían las láminas horizontal y verticalmente, y se volvía a prensar, para que la savia actuase como adhesivo; se terminaba frotando suavemente con una concha o una pieza de marfil, durante varios días, quedando dispuesto para su uso.

Hoja de papiro

ÁMBAR

El ámbar, cárabe o succino (del latín succinum) es una piedra preciosa hecha de resina vegetal fosilizada proveniente principalmente de restos de coníferas y algunas angiospermas El ámbar es una sustancia dura, liviana y quebradiza. Se forma por polimerización de resina vegetal residual de algunos árboles que data de hace, al menos, 300 millones de años aunque no se hace común en la historia de la Tierra hasta hace unos 130 millones de años, en el Cretácico Inferior. Con el tiempo sufrió un proceso de fosilización formando masas irregulares y extensas dentro de los estratos de rocas desde el Carbonífero superior.

Piedras de ámbar

4. EDAD DE HIERRO

La Edad de Hierro es el estudio de la etapa, en el desarrollo de una civilización, en la que 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. La Edad de Hierro es el último de los tres principales períodos en el sistema de las tres edades, utilizado para clasificar las sociedades prehistóricas, y esta precedido por la Edad de Bronce. La fecha de su aparición, duración y contexto varía según la región estudiada.

HIERRO

Se tienen indicios de uso del hierro, cuatro milenios antes de Cristo, por parte de los sumerios y egipcios. En el segundo y tercer milenio, antes de Cristo, van apareciendo cada vez más objetos de hierro (que se distingue del hierro procedente de meteoritos por la ausencia de níquel) en Mesopotamia, Anatolia y Egipto. Sin embargo, su uso parece ser ceremonial, siendo un metal muy caro, más que el oro. Algunas fuentes sugieren que tal vez se obtuviera como subproducto de la obtención de cobre. Entre 1600 a. C.y 1200 a. C. va aumentando su uso en Oriente Medio, pero no sustituye al predominante uso del bronce. Entre los siglos XII a. C. y X a. C. se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro. Esta rápida transición tal vez fuera debida a la falta de estaño, antes que a una mejora en la tecnología en el trabajo del hierro. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas según el lugar, se denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de Bronce. En Grecia comenzó a emplearse en torno al año 1000 a. C. y no llegó a Europa occidental hasta el siglo VII a. C. Hacia el 450 a. C. se desarrolló la cultura de La Tène, también denominada segunda Edad de Hierro. El hierro se usa en herramientas, armas y joyeria , aunque siguen encontrándose objetos de bronce. Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de carburización, consistente en añadir carbono al hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y escoria, con algo de carbono o carburos, y era forjado, quitando la escoria y oxidando el carbono, creando así el producto ya con una forma. Entre 1776 a 1779 se construye el primer puente de fundición de hierro, construido por John Wilkinson y Abraham Darby. En Inglaterra se emplea por primera vez en la construcción de edificios, por Mathew Boulton y James Watt, a principios del siglo XIX..

CAUCHO

En su lugar de origen, el centro y sur de América, el caucho ha sido recolectado durante mucho tiempo. Las civilizaciones mesoamericanas usaron el caucho sobre todo de la Castilla elástica (el hule). Los antiguos mesoamericanos tenían un juego de pelota donde utilizaban pelotas de goma, y unas pelotas precolombinas de goma fueron encontradas (siempre en sitios que estuvieron inundados de agua dulce), las más antiguas aproximadamente del año 1600 a. C. Según Bernal Díaz del Castillo, los colonizadores españoles se asombraron por los grandes saltos que lograban las pelotas de goma de los aztecas. Los mayas también hacían un tipo de zapato de goma sumergiendo sus pies en una mezcla de látex. El caucho fue usado en otros contextos, como tiras para sostener instrumentos de piedra y metálicos a mangos de madera, y acolchado para los mangos de instrumentos.

COBALTO

El elemento fue descubierto por George Brandt. La fecha del descubrimiento varía en las diversas fuentes entre 1730 y 1737. Brandt fue capaz de demostrar que el cobalto era el responsable del color azul del vidrio que previamente se atribuía al bismuto. Su nombre proviene del alemán kobalt o kobold, espíritu maligno, llamado así por los mineros por su toxicidad y los problemas que ocasionaba ya que al igual que el níquel contaminaba y degradaba los elementos que se deseaba extraer.

El cobalto se parece al hierro y al níquel, tanto en estado libre como combinado. Se encuentra distribuido con amplitud en la naturaleza y forma, aproximadamente, el 0.001% del total de las rocas ígneas de la corteza terrestre, en comparación con el 0.02% del níquel. Las plantas y los animales necesitan cantidades pequeñas de cobalto. Su isótopo radiactivo producido artificialmente, cobalto-60, se utiliza mucho en la industria, la investigación y la medicina.

Cobalto puro

ZINC

Es el 23º elemento más abundante en la Tierra y una de sus aplicaciones más importantes es el galvanizado del acero. El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 °C. Las aleaciones de zinc se han utilizado durante siglos —piezas de latón datadas en 1000-1500 a. C. se han encontrado en Canaán y otros objetos con contenidos de hasta el 87% de zinc han aparecido en la antigua región de Transilvania— sin embargo, por su bajo punto de fusión y reactividad química el metal tiende a evaporarse por lo que la verdadera naturaleza del metal no fue comprendida por los antiguos. Se sabe que la fabricación de latón era conocida por los romanos hacia 30 a. C. Plinio y Dioscórides describen la obtención de aurichalcum (latón) por el procedimiento de calentar en un crisol una mezcla de cadmia (calamina) con cobre; el latón obtenido posteriormente era fundido o forjado para fabricar objetos. La fusión y extracción de zinc impuro se llevó a cabo hacia el año 1000 en India —en la obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconocido se describe el procedimiento— y posteriormente en China y a finales del siglo XIV los indios conocían ya la existencia del zinc como metal distinto de los siete conocidos en la Antigüedad, el octavo metal.

zinc

NIQUEL

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV a. C., generalmente junto con el cobre, ya que aparece con frecuencia en los minerales de este metal. Bronces originarios de la actual Siria tienen contenidos de níquel superiores al 2%. Manuscritos chinos sugieren que el «cobre blanco» se utilizaba en Oriente hacia 1700 al 1400 a. C.; sin embargo, la facilidad de confundir las menas de níquel con las de plata induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior, hacia el siglo IV a. C. Los minerales que contienen níquel, como la niquelina, se han empleado para colorear el vidrio. En 1751 Axel Frederik Cronstedt, intentando extraer cobre de la niquelina, obtuvo un metal blanco que llamó níquel, ya que los mineros de Hartz atribuían al «viejo Nick» (el diablo) el que algunos minerales de cobre no se pudieran trabajar; y el metal responsable de ello resultó ser el descubierto por Cronstedt en la niquelina, o Kupfernickel, diablo del cobre, como se llama aún al mineral en idioma alemán. Según un diccionario etimológico italiano, níquel proviene del sueco nickel, que viene del alemán Kupfernickel, propiamente ‘falso cobre’, compuesto de Kupfer (cobre) y Nickel (sobrenombre de Nikolaus), nombre dado por los mineros a los minerales inútiles, usado en broma para indicar un mineral que del cobre tiene sólo el color. La primera moneda de níquel puro se acuñó en 1881.

Niquel

WOLFRAMIO

Es un metal escaso en la corteza terrestre, se encuentra en forma de óxido y de sales en ciertos minerales. Es de color gris acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más elevado de todos los metales y el punto de ebullición más alto de todos los elementos conocidos. El wolframio es un material estratégico y ha estado en la lista de productos más codiciados desde la Segunda Guerra Mundial. Por ejemplo, el gobierno de Estados Unidos mantiene unas reservas nacionales de seis meses junto a otros productos considerados de primera necesidad para su supervivencia. Este metal es fundamental para entender las sociedades modernas. Sin él no se podrían producir de una forma económica todas las máquinas que nos rodean y las cosas que se pueden producir con ellas. En 1779, Peter Woulfe, mientras estudiaba una muestra del mineral wolframita, (Mn, Fe) (WO4), predijo que debía de contener un nuevo elemento. Dos años después, en 1781, Carl Wilhelm Scheele y Torbern Bergman sugirieron que se podía encontrar un nuevo elemento reduciendo un ácido (denominado "ácido túngstico") obtenido a partir del mineral scheelita (CaWO4). En 1783, en España, los hermanos Juan José Elhúyar y Fausto Elhúyar encontraron un ácido, a partir de la wolframita, idéntico al ácido túngstico; el primero trajo el mineral consigo de su periplo por las minas y universidades europeas. En 1820 el químico sueco Berzelius obtuvo wolframio mediante una reducción con hidrógeno. El método, empleado todavía actualmente, comenzó a abrir las posibilidades de uso de este metal extraordinario, pero su desarrollo es muy lento. La necesidad constante de nuevos materiales para alimentar las guerras del siglo XIX hizo que los aceristas austriacos e ingleses empezaran a investigar las propiedades del wolframio como elemento de aleación.

Wolframio

ZIRCONIO

El zirconio (del árabe “zargun”, que significa “color dorado”) fue descubierto en 1789 por Martin Klaproth a partir del circón. En 1824 Jons Jakov Berzelius lo aisló en estado impuro; hasta 1914 no se preparó el metal puro. En algunas escrituras bíblicas se menciona el mineral circón, que contiene circonio, o alguna de sus variaciones (jargón, jacinto, etc.) No se sabía que el mineral contenía un nuevo elemento hasta que Klaproth analizó un jargón procedente de Ceilán, en el océano Índico, denominando al nuevo elemento como circonia. Berzelius lo aisló impuro calentando una mezcla de potasio y fluoruro de potasio y circonio en un proceso de descomposición en un tubo de hierro. Es un metal duro, resistente a la corrosión, similar al acero. Se utiliza sobre todo en reactores nucleares (por su baja sección de captura de neutrones) y para formar parte de aleaciones con alta resistencia a la corrosión.

Zirconio

5. EDAD DEL ACERO

El Carbón con alta temperatura reduce el Hierro mezclado con otros elementos que están presentes en el Mineral de Hierro para así obtener una clase de espuma metálica que es procesada posteriormente en el famoso yunque para darle su forma final: Espadas, herramientas agrícolas, piezas decorativas, entre otras. Gracias a procesos difusivos, parte del Carbono que compone el Carbón se mezcla con el Hierro presente para formar la aleación más utilizada en la actualidad: El Acero. Este material es el resultado de mezclar Hierro con Carbono. Lo que obtenían nuestros ancestros sin saberlo era Acero y no Hierro. Es comprensible ya que las cantidades de Carbono requeridas para formar Acero son mínimas (Hasta 2% máximo) y el material obtenido tenía una gran maleabilidad, característica típica en un metal, además de su brillante color, entre otras. A manera de aplicaciones el Acero es mucho más útil que el Hierro, siendo más fuerte y rígido que el Hierro solo, así que "accidentalmente" se obtenía un material con características muy superiores al material que se creía obtener. La Edad del Hierro entonces debería llamarse entonces la Edad del Acero, y gracias a su gran campo de aplicación es el material más utilizado en todas sus variaciones (Al Carbono, Aleado, Inoxidable, para Herramientas, etc.), aún vivimos en la Edad del Acero.

URANIO

El uranio fue descubierto como óxido en 1789 en la pechblenda por el químico alemán Martin Heinrich Klaproth, quien le puso el nombre por el planeta Urano. El primero en aislarlo en estado metálico fue E.M. Peligot, en 1841, que redujo con potasio su cloruro anhidro. Las propiedades radioactivas del uranio fueron puestas de manifiesto en 1896 cuando el físico francés Antoine Henri Becquerel produjo, por la acción de una sal fluorescente de sulfato de potasio y uranio, una imagen sobre una placa fotográfica cubierta con una sustancia absorbente de luz. Las investigaciones sobre la radioactividad que siguieron a los experimentos de Becquerel condujeron al descubrimiento del radio y a nuevos conceptos sobre la organización interna de la material.

piedra de uranio

ESTRONCIO

Es un metal blando de color plateado brillante, algo maleable, que rápidamente se oxida en presencia de aire adquiriendo un tono amarillento por la formación de óxido El estroncio fue identificado en las minas de plomo de Strontian (Escocia), de donde procede su nombre, en 1790 por Adair Crawford en el mineral estroncianita distinguiéndolo de otros minerales de bario. En 1798 Klaproth y Hope lo descubrieron de forma independiente. El primero en aislar el estroncio fue Humphry Davy, en 1808, mediante electrólisis de la estronciana —óxido de estroncio— de donde proviene el nombre del metal.

Imagen piedra de estroncio

TITANIO

Se trata de un metal de transición de color gris plata. Comparado con el acero, metal con el que compite en aplicaciones técnicas. Fue descubierto en Inglaterra por William Gregor, en 1791, cuando estudiaba un metal de color gris-plata que había encontrado. Poco después, en 1795, el químico alemán Martín Kalprotz, descubridor también del uranio, le dio el nombre de titanio. El titanio como metal no se usó fuera del laboratorio hasta que en 1946 William Justin Kroll desarrolló un método para poder producirlo comercialmente, mediante la reducción del TiCl4 con magnesio y este método, llamado Método de Kroll, es el utilizado aún hoy en día. En este proceso el metal se mantiene constantemente en una atmósfera de gas inerte, como argón o helio, que inhibe la reacción con cualquier otro elemento Durante los años 50 y 60 la Unión Soviética promovió el empleo de titanio en usos militares y submarinos (Clase Alfa y Clase Miguel) como parte de sus programas militares relacionados con la guerra fría. En los EE. UU, el Departamento de Defensa (DOD) comprendió la importancia estratégica del metal y apoyó los esfuerzos para su comercialización. A lo largo del período de la guerra fría, el gobierno estadounidense consideró al titanio como un material estratégico, y las reservas de esponja de titanio fueron mantenidas por el Centro de Reservas Nacional de Defensa, que desapareció en 2005.

Piedra de titanio

MAGNESIO

El primero en aislar el metal, aunque impuro, fue el químico británico Sir Humphrey Davy en 1808. En aquella época se conocían dos sustancias llamadas: magnesia alba (carbonato básico de magnesio) y magnesia nigra (óxido de manganeso) y para evitar confusiones se llamó magnesio al elemento derivado de la primera y manganeso al de la segunda. El método que utilizó Sir Humphrey Davy fue la electrólisis en la pila de Volta a partir de una mezcla pastosa de magnesia y sulfuro de mercurio. Esta pasta, después de la evaporación del mercurio, pasa a una amalgama que deja al magnesio en forma de polvo. Veinte años más tarde, Bussy es capaz de preparar cloruro de magnesio (MgCl2) por acción del carbono y del cloro sobre el MgO por reducción con potasio en forma de vapor. Poco después (1830) Liebig, aprovechando y ampliando los resultados de Bussy, obtiene gramos puros del metal y determina algunas de sus propiedades. La extracción del magnesio por electrólisis del MgCl2 fundido fue descubierta por Bunsen en 1852, y en 1862 se inicia en Inglaterra la producción de magnesio a pequeña escala industrial.

Piedra de magnesio

ALUMINIO

El nombre de este metal procede del latín “alumen” (en español alumbre= cualquier sulfato doble de aluminio y otro metal), palabra que los romanos designaban a las sustancias con propiedades astringentes (estreñimiento). Tanto en Grecia como en Roma el alumbre era usado principalmente en dos funciones, la primera de éstas era un uso relativo a la tintorería, en donde el alumbre se empleaba para fijar los colores en los textiles, y el segundo uso, ya mencionado anteriormente, como astringente en medicina. Fue en 1807 cuando el inglés Davy descubrió el aluminio. En Les Baux, en 1821, el francés Berthier encontró la bauxita, la materia prima de la fabricación de aluminio industrial. El profesor Friedrich Woehler de Göttingen fue quien aisló por vez primera partículas de aluminio puro, en 1845, y determinó sus principales propiedades como densidad, conductividad, resistencia a la corrosión, etc. Fue en 1886, al recibir Hall / Héroult la patente de la electrolisis, cuando el aluminio pudo fabricarse en mayores cantidades, quedando reducido su precio. Así pues, gracias a la investigación, fue posible mejorar las propiedades del aluminio, por ejemplo, mediante el uso de aleaciones.

Placas de aluminio

SILICIO

El químico sueco Jöns Jakob Berzelius obtuvo en 1823 silicio amorfo haciendo reaccionar tetrafluoruro de silicio con potasio fundido. Fue Sainte-Claire Deville en 1854 quien preparó el silicio cristalino. El silicio a pesar de ser el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre no se encuentra libre en la naturaleza encontrándose en su mayor parte como silicatos y sílice (SiO2 ).

Piedra de silicio

NITRATO DE CELULOSA

El nitrato de celulosa, nitrocelulosa, fulmicotón o algodón pólvora fue sintetizado por primera vez en el año 1845 por Christian Schönbein. Es un sólido parecido al algodón, o un líquido gelatinoso ligeramente amarillo o incoloro con olor a éter. Se emplea en la elaboración de explosivos, propulsores para cohetes, celuloide (base transparente para las emulsiones de las películas fotográficas) y como materia prima en la elaboración de pinturas, lacas, barnices, tintas, selladores y otros productos similares. Nitrocelulosa Es uno de los explosivos plásticos más baratos. Es rígido y resistente al impacto. Admite técnicas finales de corte y mecanizado (evitando sobrecalentamiento). No es un buen aislante eléctrico. El celuloide se disuelve en acetona y acetato de amilo. Es atacado por los ácidos y bases (poca resistencia química). Se endurece al envejecer y es atacado por la radiación solar. Es inflamable, con deflagración. Los productos emitidos en la degradación térmica son tóxicos. Se sintetiza a base de algodón, Ácido nitrico y acido sulfurico, los mismos utilizados en la nitroglicerina. De esta manera,se forma principalmente nitrato de celulosa. Para obtenerlo se hace una mezcla de 1 volumen de ácido nítrico (HNO3) y tres volúmenes de ácido sulfúrico (H2SO4), pues la reacción de la celulosa con el ácido nítrico, además de formar la nitrocelulosa, produce agua, la cual diluye rápidamente al ácido nítrico. Se enciende a 120 °C. Al arder produce dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y nitrogeno.

Algodón o pulpa de madera.

HORMIGÓN ARMADO

La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado es de amplio uso en la construcción siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general. La invención del hormigón armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicitó en 1854 la patente de un sistema que incluía armaduras de hierro para «la mejora de la construcción de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego».

ACETATO DE CELULOSA

El acetato primero fue presentado en 1904, cuando Camille Dreyfus y su hermano menor Henri, hicieron la investigación y desarrollo químico en un cobertizo en el jardín de su padre en Basilea, Suiza. Puesto que su padre estuvo interesado en una fábrica química, su influencia era probablemente un factor en su opción de carreras. Y ya que Basilea era un centro de la industria de colorantes, era natural que su primer logro sea el desarrollo de tintes sintéticos color añil. En busca de un campo que ofrece potencialidades realmente ilimitadas, ellos deliberadamente seleccionaron los de productos de acetato de celulosa, incluyendo fibras para el empleo de textil. Durante cinco años, los hermanos de Dreyfus estudiaron y experimentaron en una manera lógica, sistemática en Suiza y Francia. Hacia 1910, ellos habían perfeccionado lacas de acetato y la película plástica y habían abierto una fábrica en Basilea capaz de producir aproximadamente tres toneladas por día. Esto en gran parte fue vendido a la industria de celuloide en Francia y Alemania, y a Pathe Fréres en París para la base de película de película no inflamable. Una cantidad pequeña pero constantemente creciente de laca de acetato, "la droga" llamada, fue vendida a la industria aeronáutico que se amplía para cubrir la tela que cubre alas y fuselaje. Después de algún mil de veinte impar de experimentos separados, hacia 1913, los hermanos produjeron las muestras excelentes de laboratorio de hilo de filamento continuo de acetato. El brote de primera guerra mundial aplazó la terminación de desarrollo que conduce a la producción acertada comercial hasta 1921. La guerra, desde luego, hizo necesario la extensión rápida de la fábrica de Basilea que terminó su comercio con Alemania y exclusivamente suministró los Gobiernos Aliados "de la droga" de acetato para el avión militar. En noviembre de 1914, el Gobierno británico invitó al Doctor Camille Dreyfus a venir a Inglaterra para fabricar "la droga" de acetato. Su permitividad dieléctrica relativa es de 0,65.

Parkesina 1860

Celuloide 1872

Baquelita 1907

Celofán 1912

Acetato 1927

Vinilo 1928

Plexiglás 1930

Acrílicos 1936

Melmac 1937

Styrene 1938

Fórmica 1938

Poliéster 1940

Nailon 1940

FIBRA DE VIDRIO

Es un material fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a través de una pieza de agujeros muy finos (espinerette) y al solidificarse tiene suficiente flexibilidad para ser usado como fibra En 1713 se tiene la primera referencia precisa sobre fibras de vidrio, cuando en el transcurso de una conferencia dada por Réaumur en la Academia de las Ciencias de París, éste exhibe algunas muestras de un tejido de vidrio. Aproximadamente un siglo y medio más tarde, en 1893, Edward Drummond Libbey presenta, en la Exposición Combiana de Chicago, un tosco vestido y otros artículos obtenidos con tejidos de vidrio, sin que ello logre despertar mayor interés debido al grosor, la fragilidad y a la escasa flexibilidad de las fibras, obtenidas por rudimentarios procedimientos. En 1931, finalmente, empiezan a producirse en escala industrial las primeras partidas de fibras de vidrio de pequeño diámetro, aptas para ser tejidas, como resultado de las intensas investigaciones iniciadas algunos años antes por Owens−Ilinois Glass en Norteamérica, Modigliani en Italia, la SaintGobain en Francia y otros en Alemania, Inglaterra, etc. A poco de terminar la segunda guerra mundial, su fabricación se extendió a las principales naciones del mundo.

Fibras de vidrio

NEOPRENO

Neopreno es la marca comercial de DuPont para una familia de cauchos sintéticos basadas en el policloropreno (polímero del cloropreno). El neopreno fue inventado por científicos de la empresa DuPont después de que el Dr. Elmer K. Bolton, un empleado de "DuPont", acudiera a una conferencia de Julius Arthur Nieuwland, un profesor de química de la universidad de Notre Dame. El trabajo de Nieuwland estaba basado en la química del acetileno, y durante sus trabajos obtuvo divinilacetileno, un compuesto que se convertía en un compuesto elástico similar al caucho o goma elástica, al pasar sobre dicloruro de azufre (SCl2). Después de que DuPont le comprara la patente a la universidad de Notre Dame, Wallace Carothers y el mismo Nieuwland empezaron a desarrollar una forma de explotar comercialmente el neopreno. Se centraron inicialmente en el monovinilacetileno y lo hicieron reaccionar con cloruro de hidrógeno (HCl), obteniendo cloropreno. El policloropreno es el polímero del cloropreno, el caucho sintético conocida como neopreno. El neopreno, conocido originalmente como dupreno (duprene en inglés), fue la primera goma sintética producida a escala industrial. Se usa en gran cantidad de entornos, como trajes húmedos de submarinismo, aislamiento eléctrico y correas para ventiladores de automóviles. Su inercia química le hace útil en aplicaciones como sellos (o juntas) y mangueras, así como en recubrimientos resistentes a la corrosión. También puede usarse como base para adhesivos. Sus propiedades también le hacen útil como aislante acústico en transformadores. Su elasticidad hace que sea muy difícil plegarlo. Su flexibilidad también le hace apto para diseñar fundas que se ajusten perfectamente al objeto que desea protegerse.

traje de neopreno

PRODUCCION DEL ALUMINIO

El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferro magnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Cuando fue descubierto se encontró que era extremadamente difícil su separación de las rocas de las que formaba parte, por lo que durante un tiempo fue considerado un metal precioso, más caro que el oro. A mitad del siglo XIX, se obtuvieron en Francia pequeñas cantidades de aluminio por reducción de cloruro alumínico-sódico con sodio, procedimiento desarrollado por Saint-Claire Deville basándose en los trabajos de Oersted y Wöhler. Se exhibieron barras de aluminio junto con las joyas de la corona de Francia en la Exposición Universal de 1855 y se dijo que Napoleón III había encargado un juego de platos de aluminio para sus más ilustres invitados. En 1882 el aluminio era considerado un metal de asombrosa rareza del que se producían en todo el mundo menos de 2 toneladas anuales. En 1884 se seleccionó el aluminio como material para realizar el vértice del Monumento a Washington, en una época en que la onza (30 gramos) costaba el equivalente al sueldo diario de los obreros que intervenían en el proyecto; tenía el mismo valor que la plata. Sin embargo, con las mejoras de los procesos los precios bajaron continuamente hasta colapsarse en 1889 tras descubrirse un método sencillo de extracción del metal aluminio. La invención de la dinamo por Siemens en 1866 proporcionó la técnica adecuada para producir la electrólisis del aluminio. La invención del proceso Hall-Héroult en 1886 (patentado independientemente por Héroult en Francia y Hall en EE.UU) abarató el proceso de extracción del aluminio a partir del mineral, lo que permitió, junto con el proceso Bayer (inventado al año siguiente, y que permite la obtención de óxido de aluminio puro a partir de la bauxita), que se extendiera su uso hasta hacerse común en multitud de aplicaciones. Sus aplicaciones industriales son relativamente recientes, produciéndose a escala industrial desde finales del siglo XIX. Ello posibilitó que el aluminio pasara a ser un metal común y familiar. Para 1895 su uso como material de construcción estaba tan extendido que había llegado a Sídney, Australia, donde se utilizó en la cúpula del Edificio de la Secretaría. La producción mundial alcanzó las 6.700 toneladas hacia 1900, 700.000 en 1939 y en 1943 llegó a los dos millones debido al impulso de la II Guerra Mundial. Desde entonces la producción se ha disparado hasta superar la de todos los demás metales no férreos. Actualmente el proceso ordinario de obtención del metal consta de dos etapas, la obtención de alúmina por el proceso Bayer a partir de la bauxita, y posterior electrólisis del óxido para obtener el aluminio. La recuperación del metal a partir de la chatarra, material viejo o deshechos (reciclado) era una práctica conocida desde principios del siglo XX. Sin embargo, es a partir de los años 1960 cuando se generaliza, más por razones medioambientales que estrictamente económicas, ya que el reciclaje consume el 5% de lo que consume la producción metalúrgica a partir del mineral

Produccion de alumnio

Monumento a Washington

Produccion de aluminio

ACERO INOXIDABLE

Se define como una aleación de hierro con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa La búsqueda de un metal inmune a la corrosión es una batalla que se ha librado desde hace varios siglos. Si queremos encontrar la primera muestra histórica de aleación de metales capaz de evitar la corrosión a la intemperie, nos tenemos que trasladar a la India, donde en el año 400 d.C. se construyó el Pilar de hierro de Delhi. Éste no tiene unas dimensiones imponentes (tan sólo 7,21 metros de altura), ni un gran acabado que lo convierta en una elemento recalcable del arte hindú, pero el Pilar de hierro de Delhi ha pasado a la historia de la siderurgia por haber sido capaz de estar en pie 1.600 años sin haber sufrido las consecuencias de la oxidación. Pilar de hierro de Delhi Pero la historia a veces es interesante y caprichosa. Hace más de 1.600 años ya se había conseguido la primera aleación de hierro inoxidable, hasta la llegada de la revolución industrial, nunca se puso especial atención sobre este tema. Fue entonces cuando en 1821, Pierre Berthier se percató de cómo las aleaciones de hierro y cromo eran especialmente resistentes a algunos ácidos, razón por la cual sugirió su uso en cuberterías. Aún así, las grandes dificultades para conseguir este tipo de aleaciones en la época, hizo que éstas se consideraran impracticables. Durante las siguientes décadas se hicieron algunos avances en aleaciones resistentes a la corrosión, pero seguía sin encontrarse el tan deseado acero inoxidable. Todo ello cambió con la llegada del siglo XX. Ante la creciente tensión internacional, Inglaterra comenzó a preocuparse por la mejora de su armamento, intentando estar preparada para la inminente guerra, razón por la cual muchas grandes mentes estaban buscando los mejores materiales para mejorar su peso y funcionamiento. En el año 1913, el inglés Harry Brearley estaba experimentando con distintas combinando distintos metales en busca de aleaciones de acero útiles para la construcción de cañones de pistola. Durante meses estuvo descartando a un lugar olvidado de su laboratorio todas las aleaciones probadas, viendo como el tiempo pasaba y sus investigaciones no hacían más que fracasar. Un día, paseando entre todas las muestras rechazadas se percató de cómo una de esas aleaciones, a diferencia de las demás, no se había aherrumbrado. Aquella aleación de acero, compuesta de un 0,24% de carbono y un 12,8% de cromo, había sido fabricada por primera vez el 13 de Agosto de 1913, y a día de hoy está considerada como la primera aleación de acero inoxidable. Con la llegada poco después de la Primera Guerra Mundial, el descubrimiento no pudo llegar rápidamente a los medios, siendo la primera vez que se publicó de forma formal en enero 1915 en el New York Times. Poco después Brearley intentó conseguir la patente en Estados Unidos, encontrándose con el hecho de que Elwood Haynes ya había patentado el acero inoxidable antes que él. Este hecho hace dudar sobre quién ha de llevarse el mérito de este descubrimiento, pero analizando detenidamente la historia, el problema es aún mucho más complejo. A parte de Brearley y del ya mencionado Haynes en Estados Unidos, hubo otros dos estadounidenses, Becket and Dantsizen, que trabajaron con aleaciones con similar cantidad de cromo entre 1911 y 1914, y unos alemanes, Eduard Maurer y Benno Strauss, que trabajaron entre 1912 y 1914 con cantidades mayores de cromo y algo de níquel. Todos ellos descubrieron de forma independiente diferente formas de acero inoxidable, pero posiblemente el caso más sorprendente sea el de Brearley, que sin buscarlo intencionadamente, dio con una aleación de acero inoxidable cuyas proporciones aún son a día de hoy una de las aleaciones de acero inoxidables más usada, la conocida como acero inoxidable extra suave.

Pilar de hierro de Delhi

ACTINIDOS

Son un grupo de elementos que forman parte del periodo 7 de la tabla periódica. Estos elementos, junto con los lantánidos, son llamados elementos de transición interna. El nombre procede del elemento químico actinio, que suele incluirse dentro de este grupo, dando un total de 15 elementos, desde el de número atómico 89 (el actinio) al 103 (laurencio). En 1794 J. Gadolin, un químico finlandés aisló el Iterbio, de un mineral que había descubierto recientemente en Ytterby, villa cercana a Estocolmo. Al principio., creyó que era un oxido de un nuevo elemento. Pero más tarde se constató que consistía de no menos de diez elementos. Iterbio, Terbio, Erbio, Escandio, Holmio, Gadolinio, Disprosio y Lutecio. Poco tiempo después del hallazgo de Gadolin. Marin Klaproth, e independientemente J.Berzelius y W. Hisinger, aislaron otro nuevo oxido. Ceria. El que luego se constató que contenía óxidos de Cerio, Lantano, Praseodimio, Neodimio, Samario y Europio. El Torio, el Protactinio y el Uranio son los únicos elementos actínidos que se dan naturalmente. En 1789 Klaproth demostró que la Plechblenda, la que se pensaba era una mezcla de óxidos de Cinc, Hierro y Tungsteno. También contenía el oxido de un nuevo elemento al que él llamó Uranio. 39 años más tarde Berzelius descubrió el toria, un nuevo oxido del cual aisló el Torio. El Proactinio fue descubierto en 1913 por Kasimir Fajens y O. Góhring Ninguno de los otros actínidos se da naturalmente, y deben ser sintetizados mediante reacciones nucleares.

Piedra de Th

LANTANIDOS

La abundancia de estos elementos en la corteza terrestre es relativamente alta, en minerales como por ejemplo la monacita, en la cual se encuentran distintos lantánidos e itrio. En 1794, el químico finlandés Johan Gadolin descubrió en las minas suecas de Ytterby un nuevo mineral que contenía un óxido desconocido hasta entonces que bautizó con el nombre de itria y cuya presencia se detectó posteriormente en gran número de rocas. En la siguiente década, el alemán Martin Heinrich Klaproth encontró en el mineral llamado cerita un compuesto de un nuevo elemento que se denominó cerio. La descomposición sucesiva por métodos químicos del óxido de cerio proporcionó numerosos compuestos minerales a los que se designó como lantana, didimia, samaria, gadolinia, didimia verde, etc., y a partir de los cuales se determinó la existencia de todos los elementos lantánidos excepto el prometio, que no fue descubierto hasta 1947 como subproducto de las reacciones nucleares. La historia de su descubrimiento muestra la dificultad de la separación de los distintos lantánidos por medios químicos.

PMMA

En general se trata de polímetros en forma de gránulos preparados para ser sometidos a distintos procesos de fabricación. Uno de los más conocidos es el polimetacrilato de metilo. Suele denominarse también con la abreviatura PMMA. Tiene buenas características mecánicas y de puede pulir con facilidad. Por esta razón se utiliza para fabricar objetos de decoración. También se emplean como sustitutivo del vidrio para construir vitrinas, dada su resistencia a los golpes. En su presentación traslucida o transparente se usa para fabricar letreros, paneles luminosos y gafas protectoras. Otras aplicaciones del metacrilato las encontramos en ventanas de alion, piezas de óptica, accesorios de baño, o muebles. También es muy práctico en la industria del automóvil. A partir del polvo plástico acrílico se fabrican aparatos sanitarios (bañeras, lavabos, fregaderos). Antiguamente se designaba comercial de plexiglás. Pero uno de los principales inconvenientes de este utilísimo es su elevado precio. Caspary y Tollens lo obtuvieron en 1873, pero no se utilizó a gran escala hasta que el alemán Röm lo fabricó y comercializó bajo la marca Plexiglas.

Muestra de pmma en varios colores

POLICLORURO DE VINILO

Se designa con las siglas PVC. El PVC es el material plástico más versátil, pues puede ser fabricado con muy diversas características, añadiéndole aditivos que se las proporcionen. Es muy estable, duradero y resistente, pudiéndose hacer menos rígido y más elástico si se le añaden un aditivo más plastificante. Se ablanda y deforma a baja temperatura, teniendo una gran resistencia a los líquidos corrosivos, por lo que es utilizado para la construcción de depósitos y cañerías de desagüe. El PVC en su presentación más rígida se emplea para fabricar tuberías de agua, tubos aislantes y de protección, canalones, revestimientos exteriores, ventanas, puertas y escaparates, conducciones y cajas de instalaciones eléctricas. Comenzó a fabricarse industrialmente en 1931, en la empresa alemana IG Farbenindustrie, gracias a los trabajos de Hubert y Schönburg. A este plástico es necesario añadirle aditivos, plastificantes, plastificantes, cargas, otros polímeros, para que adquiera las propiedades que permitan su utilización en las diversas aplicaciones .Su capacidad para admitir todo tipo de aditivos permite que pueda adquirir propiedades muy distintas y teniendo en cuenta su precio relativamente bajo le hace ser un material muy apreciado y utilizado para fabricar multitud de productos. Así puede ser flexible o rígido; transparente, translúcido o completamente opaco; frágil o tenaz; compacto o espumado. El PVC es el plástico más versátil. El PVC rígido no lleva aditivos plastificantes. El flexible o plastificado, sí los lleva. Es un polímero amorfo. Se utiliza para fabricar botellas de agua, vinagre, aceite, envases de mantequilla, margarina, tuberías, suelas de zapatos, juguetes, mangueras, pavimentos, aislante de cables eléctricos, perfiles de ventanas, etc.

Materiales de pvc

PLUTONIO

Es uno de los elementos transuránicos del grupo de los actínidos del sistema periódico. Su nombre deriva del dios romano de los infiernos, Plutón. El isótopo 238 Pu fue obtenido y estudiado en la Universidad de California en Berkeley, en 1.940, por el químico estadounidense Glenn T. Seaborg y sus colaboradores J.W. Kennedy, E.M. McMillan y C.A. Wahl, bombardeando uranio con deutones. Un año después obtuvieron 239 Pu por bombardeo del uranio con neutrones. El plutonio, llamado así en alusión al planeta Plutón, fue el segundo elemento transuránico de la serie de los actínidos sintetizado. En 1.971 se encontraros trazas de 244Pu y otros elementos transuránicos en la bastnaesita, constituyendo este hallazgo la única prueba de la presencia de estos elementos en la naturaleza, cuya procedencia puede remontarse a la formación del sistema solar

PET.

El Tereftalato de polietileno, politereftalato de etileno, polietilentereftalato o polietileno Tereftalato (más conocido por sus siglas en inglés PET, Polyethylene Terephtalate) es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Fue producido por primera vez en 1941 por los científicos británicos Whinfield y Dickson, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación de fibras. Se debe recordar que su país estaba en plena guerra y existía una apremiante necesidad de buscar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto. A partir de 1946 se empezó a utilizar industrialmente como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se comenzó a emplear en forma de filme para envasar alimentos. Pero la aplicación que le significó su principal mercado fue en envases rígidos, a partir de 1976. Pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud para la fabricación de botellas para bebidas poco sensibles al oxígeno como por ejemplo el agua mineral y los refrescos carbonatados. Desde principios de los años 2000 se utiliza también para el envasado de cerveza.

Botellas fabricadas con PET

POLIMEROS REFORZADOS EN FIBRA DE VIDRIO

Desde los años 90, los polímeros reforzados con fibra (FRP por sus siglas en inglés: fiber reinforced polymers) se utilizan para fortalecer o reparar estructuras (adecuándolas a nuevas cargas o rehabilitándolas ante algún daño). El uso de los plásticos es amplio. En el caso de la construcción el más conocido es en tuberías y depósitos de líquidos (debido a su alta densidad que impide el pase de los gases). Sin embargo, un empleo relativamente reciente es en láminas de polímeros reforzadas con fibras, de vidrio, de carbón y aún de acero. Incluso, las fibras pueden ser pre-esforzadas. También se dispone de barras o cables de estos polímeros, los cuales pueden utilizarse para reforzar elementos de concreto en reemplazo de las varillas de acero.

Laminas de FRP

FORMICA Material formado por un conglomerado de papel impregnado de resina artificial, utilizado para revestir madera o aglomerado

Colores de formica

Teflón (PTFE)

es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor. La fórmula química del monómero, tetrafluoroeteno, es CF2=CF2. El creador fue Roy J. Plunkett (1910-1994), nacido en Ohio, graduado y doctor en química. Fue contratado en 1936 (año de su doctorado) por la empresa DuPont, en la que permaneció toda su vida laboral. Fue en 1938, mientras trabajaba en el desarrollo de sustancias refrigerantes, cuando realizó el hallazgo. Plunket estaba buscando la manera de producir cantidades de tetrafluoroetileno (TFE) suficientes como para poder utilizarlas industrialmente. Tras construir una planta piloto y obtener las cantidades necesarias pasó a realizar distintas pruebas con el TFE obtenido. Colocaba el TFE en cilindros refrigerados con CO2 sólido (nieve carbónica). Con la colaboración de su ayudante, Jack Rebok, estaba un día vaporizando el contenido de un cilindro de TFE que contenía unas dos libras de gas. Según se vaporizaba el gas pasaba por unos medidores de flujo y entraba en una cámara donde el TFE reaccionaba con otros productos químicos. Aquel día, poco después de comenzar el experimento, Jack Rebok avisó a Plunkett de que algo no funcionaba bien. El flujo de TFE se había detenido, pero el cilindro seguía conteniendo masa. Al desmontar la válvula y abrir el cilindro encontraron en su interior una sustancia blanca en forma de polvo. Parecía que el TFE se había polimerizado dando lugar a este polvo. Al caracterizarlo, Plunkett descubrió que era inerte a todos los disolventes, ácidos y bases disponibles. La DuPont se interesó por el descubrimiento de su científico e incluyó el PTFE dentro de su sección de polímeros. Hoy, la marca Teflon® es registrada por E.I. du Pont de Nemours and Company y conocida mundialmente.

Teflon sartenes de teflon

6. EDAD DE LOS POLIMEROS

LYCRA

El elastano o spandex es una fibra sintética muy conocida por su gran elasticidad, inventada en 1959 por el químico Joseph Shivers, quien trabajaba para la compañía DuPont. En 1958 un equipo de científicos inventó la fibra LYCRA® que, en un principio, fue ideada para sustituir el caucho utilizado en la producción de lencería. Antes de que apareciera la fibra LYCRA® la ropa se deformaba, estiraba, formando antiestéticos pliegues y bolsas; todo cambió cuando el científico de DuPont Joe Shiver perfeccionó una fibra revolucionaria denominada K.

Los sesenta – En la década de los 1960, la fibra LYCRA® revolucionó el modo en que se podían usar los tejidos. En la ropa de playa, esta fibra hizo posible que los trajes de baño gruesos y pesados se reemplazaran por prendas ligeras y de secado rápido como el biquini. En 1968, los miembros del equipo de esquí francés ganador de la medalla olímpica fueron los primeros deportistas de alto nivel en llevar trajes de esquí elaborados con fibra LYCRA®. Esta tendencia no tardó en extenderse a los demás deportes. En 1972, los nadadores olímpicos ya lucían trajes elegantes y ligeros hechos con fibra LYCRA®.

Los setenta – En los 1970, la marca hizo su entrada en el mundo de la moda: la fiebre de las discotecas y el interés por estar en forma hicieron que las mallas y los leotardos se convirtieran en la estética del momento. Las mallas y los vaqueros ajustados hechos con fibra LYCRA® son algunas de las prendas que marcaron este período.

Los ochenta – A mediados de los 1980, más de la mitad de medias y prendas de ropa interior femenina contaban con la fibra LYCRA® para quedar bien, ajustadas y cómodas.

Los noventa – Durante los 1990, la marca LYCRA® fue ganando posiciones en el sector textil deportivo gracias al desarrollo de fibras de alta tecnología como el tejido LYCRA® Power utilizado en los shorts de compresión, que ayudan a los atletas a reducir el cansancio de los músculos.

Siglo veintiuno – La fibra LYCRA® está evolucionando continuamente para generar valor y crear nuevas experiencias para el consumidor. En 2004, de la mano de su socio de licencia Coty, Inc., la marca LYCRA® traspasó los límites de la indumentaria introduciendo el «Rimmel LYCRA® Wear», un esmalte de uñas resistente a los golpes fabricado con LYCRA® en forma líquida. Otras innovaciones recientes incluyen: la fibra Xtra Life LYCRA®, que promete una adaptación inigualable en los trajes de baño y los suéteres; el tejido XFIT LYCRA®, que establece los nuevos estándares para las prendas de denim en lo que a adaptación multidimensional y comodidad se refiere; el tejido LYCRA® FREEF!T®, que permite rediseñar las telas para camisas y blusas mejorando la elasticidad y manteniendo la forma; y el tejido LYCRA® freshFX®, para que la ropa esté siempre fresca

POLIESTIRENO

Se designa con las siglas PS. Es un plástico más frágil, que se puede colorear y tiene una buena resistencia mecánica, puesto que resiste muy bien los golpes. Sus formas de presentación más usuales son la laminar. Se usa para fabricar envases, tapaderas de bisutería, componentes electrónicos y otros elementos que precisan una gran ligereza, muebles de jardín, mobiliario de terraza de bares, etc... La forma esponjosa también se llama PS expandido con el nombre POREXPAN o corcho blanco, que se utiliza para fabricar embalajes y envases de protección, así como en aislamientos térmicos y acústicos en paredes y techos. También se emplea en las instalaciones de calefacción.

Leggins de lycra

PS Cristal:

Es un polímero de estireno monómero (derivado del petróleo), cristalino y de alto brillo. PS Alto Impacto: Es un polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta resistencia al impacto. Ambos PS son fácilmente moldeables a través de procesos de:Inyección, Extrusión, termoformado, soplado.

Copas hechas con PS

POLIPROPILENO

Se conoce con las siglas PP. Es un plástico muy duro y resistente. Es opaco y con gran resistencia al calor pues se ablanda a una temperatura mas elevada (150 ºC). Es muy resistente a los golpes aunque tiene poca densidad y se puede doblar muy fácilmente, resistiendo múltiples doblados por lo que es empleado como material de bisagras. También resiste muy bien los productos corrosivos. Se emplean en la fabricación de estuches, y tuberías para fluidos calientes, jeringuillas, carcasa de baterías de automóviles, electrodomésticos, muebles (sillas, mesas), juguetes, y envases. Otra de sus propiedades es la de formar hilos resistentes aptos para la fabricación de cuerdas, zafras, redes de pesca. Los trabajos de Natta y Ziegler que les permitieron conseguir polímeros de etileno a partir de las olefinas, abrieron el camino para la obtención de otros polímeros .La fabricación del polipropileno se inicia en 1957. Este plástico, también con una estructura semicristalina, superaba en propiedades mecánicas al polietileno, su densidad era la más baja de todos los plásticos, y su precio también era muy bajo, pero tenía una gran sensibilidad al frío, y a la luz ultravioleta , lo que le hacía envejecer rápidamente. Por este motivo su uso se vio reducido a unas pocas aplicaciones . Pero el descubrimiento de nuevos estabilizantes a la luz, y la mayor resistencia al frío conseguida con la polimerización propileno−etileno, y la facilidad del PP a admitir cargas reforzantes, fibra de vidrio, talco, amianto, etc. y el bajo precio de dieron gran auge a la utilización de este material .Se utiliza para muchas piezas de automóviles, como por ejemplo los parachoques , en carcasas de electrodomésticos y cajas de baterías, y otras máquinas . Al tener una estructura lineal se utiliza para rafias y monofilamentos, fabricación de moquetas, cuerdas, sacos tejidos, cintas para embalaje.Soporta bien temperaturas cercanas a los 100 ºC por lo que se utiliza para tuberías de fluidos calientes . Lo podemos encontrar también en envases de medicamentos, de productos químicos, y sobre todo de alimentos que deban esterilizarse o envasarse en caliente. También se utiliza en forma de film ya que tiene una gran transparencia y buenas propiedades mecánicas: mirillas para sobres, cintas autoadhesivas, etc.

Polipropileno de colores

METALES AMORFOS

Son aleaciones metálicas de estructura atómica no cristalina, es decir no hay ejes de simetría que definan la estructura en la cual están colocados (al contrario de lo que ocurre en los metales normales), los átomos que lo constituyen se reparten al azar en el interior del material (Ver ejemplos de estructuras en las fotos de la derecha). Para conseguir esta estructura se realizan transacciones muy rápidas de estado líquido a sólido. Las de aleaciones basadas en circonio y titanio consiguen mejorar considerablemente la elasticidad, ideal para los continuos esfuerzos de flexión y torsión que sufre un esquí. Las pérdidas de energía también se reducirán, haciéndo más reactivo el esquí. Además de estas cualidades físicas, el Liquidmetal es bastante resistente tanto a la corrosión como al desgaste, lo cual lo hace idóneo para la fabricación de esquís, expuestos a condiciones bastante adversas.

Polioximetileno (POM)

También se conoce este plástico como resina acetálica, poliacetal o poliformaldehído. Fue obtenido por primera vez por el químico Staudinger, pero debido a su inestabilidad térmica se desechó su fabricación industrial . El hecho de que sus propiedades mecánicas eran incluso superiores a las de las poliamidas , hizo que se trabajara intensamente para solventar este problema de baja resistencia térmica . Así en 1958 aparecieron el homopolímero acetático, y el copolímero acetático. En el primero se consiguió su estabilidad térmica mediante aditivos. En el copolímero se consiguió injertando en la cadena unos núcleos . Homopolímeros y copolímeros tienen algunas diferencias en sus propiedades pero en general podemos decir de ambos que tienen un buen coeficiente de deslizamiento, buena resistencia química a los disolventes y grasas, aunque deficiente en medios ácidos o muy alcalinos, excelentes propiedades mecánicas, y no absorben agua . Se utiliza para engranajes , cojinetes , piezas de pequeñas máquinas, fijaciones de esquís, etc.

Policarbonato (PC)

Este plástico apareció en los años cincuenta. Es amorfo y transparente, aguanta una temperatura de trabajo hasta 135 ºC, y tiene buenas propiedades mecánicas, tenacidad y resistencia química . Se utiliza en electrotecnia, aparatos electrodomésticos, piezas de automóviles, luminotecnia, cascos de seguridad.Se hidroliza con el agua a elevadas temperatura.

Plastico de colores de PC

METALES CON MEMORIA DE FORMA

La primera vez que uno escucha que un pedazo de material ha "aprendido" algo, no puede menos que prepararse a escuchar algún cuento tradicional o de ciencia ficción en el que los objetos inanimados se mueven por sí solos, hablan y aprenden. La disposición a escuchar la fantasía se incrementa cuando se nos afirma que, una vez que el material ha aprendido algo, es capaz de recordarlo. Sin embargo, nuestra curiosidad por dicha narración se convierte en curiosidad científica cuando podemos presenciar el experimento siguiente: Una cinta de material similar al latón, en forma de semicírculo, se aproxima a una flama. Pronto empieza a enderezarse hasta tomar la forma de una regla, es decir, ahora está recta. A continuación se le sumerge en un vaso que contiene agua y súbitamente se curva para tomar su forma inicial de semicírculo. El experimento se repite una y otra vez, y la cinta invariablemente "recuerda" que cuando está en presencia de una flama (60°C) debe estar recta, y que cuando está expuesta al ambiente (20°C) debe tomar la forma de semicírculo. Si ahora se nos preguntase el nombre que le asignaríamos a tan sorprendente fenómeno, estoy seguro que el más apropiado sería: "memoria de forma doble", pues el material guarda memoria de las formas que debe adoptar cuando se encuentre a dos temperaturas bien determinadas. ¿Qué es lo que provoca que el material se comporte de esta manera? Microscópicamente, el llamado efecto memoria de forma consiste en el desplazamiento de los átomos en ciertas aleaciones cuando éstas se enfrían bruscamente. Técnicamente se trata de un cambio de fase denominado transformación martensítica, de la cual ya se habló en este libro al tratar el "misterio" de los aceros de Damasco. Cuando hablamos sobre ellos, mencionamos como responsable de su dureza a un proceso de transformación de una fase estable a alta temperatura (austenítica) a otra fase, generalmente metaestable, llamada martensítica, que ocurre como consecuencia del enfriamiento brusco. Esta transformación tiene la particularidad de llevarse a efecto sin difusión, es decir, sin migración de moléculas. Lo que ocurre es simplemente un desplazamiento de átomos en forma organizada, de modo que la estructura cristalina se modifica. Desde hace 40 años los metalurgistas conocían materiales que poseían ese don de regresar a una forma previamente impuesta. No obstante, el estudio y la búsqueda de aplicaciones de estos metales con memoria sólo se intensificaron cuando Guillermo Buehler descubrió una aleación llamada NITINOL en un laboratorio de investigaciones militares de los Estados Unidos, el cual consiste en una aleación de Níquel y Titanio. A temperaturas bajas puede ser deformado fácilmente. Pero al tomar alta temperatura (por medio de un calentador externo o por circulación de una corriente eléctrica) el metal cambia a una forma mas dura, ejerciendo una fuerza estable. Estos materiales generalmente se los encuentra en forma de alambres (Alambres Musculares) en un amplio rango de diámetros. Los alambres pueden ser fácilmente entrenados y darle forma de resortes, bobinas, etc. Una vez entrenado, este puede ser enfriado, deformándose y recobrar la forma inicial al ser calentado. Los resortes pueden ser encontrados en una amplia gama de tamaños, estos pueden ser contraídos o expandidos cuando se enfrían (temperatura ambiente), volviendo a su forma original al calentarse.Hoy se están viendo ya muchas aplicaciones pacíficas de los metales con memoria: motores, seguros contra calentamientos filtros intravenosos para coágulos, articulaciones óseas artificiales, ortodoncia y un sinnúmero más. A quien piense en una pieza que pueda tomar cualquiera de dos formas enteramente distintas, dependiendo sólo de un cambio en la temperatura de unos cuantos grados, en un momento se le ocurrirán decenas de aplicaciones

Aleacciones con metales de memoria de forma

POLIAMIDAS

Se designan con las siglas PA. La poliamida mas conocida es el nylon. Puede presentarse de diferentes formas aunque los dos mas conocidos son la rígida y la fibra. Es duro y resiste tanto al rozamiento y al desgaste como a los agentes químicos. En su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc...), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos,herramientas y utensilios caseros, etc... En su presentación como fibra, debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza este plástico en la industria textil y en la cordelería para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles. En 1930 Carothers y J.Hill trabajando en los laboratorios de la empresa química Du Pont de Nemours descubrieron un polímero con el que se podían hacer hebras de gran resistencia , era la primera poliamida 6,6,que se comercializó diez años más tarde con el nombre de Nylon . En 1938 Schlack en los laboratorios de la empresa alemana Farbenindustrie conseguía la polimerización de la PA 6, que se comercializó con el nombre de marca Perlon. Las poliamidas se consiguen por la poliadición de un producto (PA 6), o la policondensación de dos productos distintos(PA6,6). El número se refiere al número de átomos de carbono de que se compone la molécula básica de la cadena. La PA 6 es la policaprolactama, la caprolactama tiene 6 carbonos. Y la PA 6,6 es la obtenida por la policondensación de la hexametilendiamina ( 6 átomos de carbono ) y el acido adípico ( 6 átomos de carbono) Las poliamidas presentan unas propiedades físicas próximas a las de los metales como la resistencia a la tracción entre 400 − 600 Kg./ cm2 . Tienen un coeficiente de rozamiento muy bajo no necesitando lubricantes las piezas sometidas a fricción . Bajo peso específico entre 1' 04 y 1' 15 , buena resistencia química , fácil moldeo , y resistencia a temperaturas de trabajo de hasta 1200 ºC . Todas estas propiedades las hace apropiadas para engranajes , cojinetes, cremalleras , palas de ventiladores industriales , tornillos ...Tienen un inconveniente, su higroscopidad . Absorben agua en un porcentaje variable , esto hace que disminuyan sus propiedades mecánicas , y aumentan el volumen al hincharse . El refuerzo con fibra de vidrio mejora sus propiedades mecánicas y disminuye el riesgo de variaciones de volumen . La poliamida 11 se utiliza para el recubrimiento de piezas metálicas mediante el sistema de sinterización en lecho fluidificado conocido popularmente con el nombre de rilsanización (Rilsan es una marca comercial de poliamida 11) Por ejemplo muchas cerraduras y manillas de puertas tienen este recubrimiento , también piezas de barcos.

Fibras de poliamidas

PPS Una opción de menor costo para PEEK ofrece un excelente soporte de carga y resistencia al desgaste hasta 220 ° C. En general, reforzada por la rigidez y la estabilidad. Varilla, tubo, componentes mecanizados y moldeado

PEEK Para los componentes de ingeniería de alta resistencia, cojinetes y sellos. Particularmente en caliente ambientes corrosivos. La gama ofrece Fluorinoid materialsoptions de baja fricción sin aretes lubricar. Mayor capacidad de recuperación para el sellado. Temperatura máxima de uso a largo plazo 250 ° C. Varilla, tubo, componentes mecanizados y moldeado.

PS-PSE Pigmentadas o termoplásticos transparentes dar de alta resistencia, rigidez y resistencia excepcional al agua de alta temperatura y de vapor. Varilla, tubo, componentes mecanizados y moldeado.

BIOPOLIMEROS

plásticos de origen renovables son unas estructuras moleculares compuestas por cadenas de monómeros, que en conjunto poseen una estructura y propiedades similares a los plásticos de origen fósil. Usando como materia prima para la fermentación bacteriana de fuentes de carbono de origen renovable, como pueden ser los azucares procedentes de cultivos energéticos o los residuos generados en diferentes industrias (biodiesel, aguas residuales, biomasa…) se pueden conseguir dichos biopolímeros, con la propiedad fundamental de que son biodegradables y totalmente inocuos en el momento de su descomposición. En el caso de usar como materia prima, los residuos obtenidos en la industria del biodiesel (glicerina cruda), los biopolímeros con mayor proyección son el PLA (ácido poliláctico) y el PHA (polihidroxialcanatos), obtenidos mediante fermentación bacteriana y con propiedades similares a los termoplásticos. Las propiedades y características de biodegradabilidad que dichos polímeros poseen, les hacen muy versátiles para un gran número de funciones, como por ejemplo su uso en el packaging (envases), utilidades biomédicas (suturas, temporary sccalfolds, capsulas de liberación controlada y cirugía facial) principalmente.

7. EDAD DE LAS MOLECULAS

NANOMATERIALES

Los nanomateriales son materiales con propiedades morfológicas más pequenas que una décima de micrómetro en al menos una dimensión.A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una definición lógica situaría la nanoescala entre la microescala (1 micrómetro) y la escala atómica/molecular (alrededor de 0.2 nanómetros).

Materiales a que se refiere como "nanomateriales" en general se dividen en dos categorías: fullerenos, y nanopartículas inorgánicas.

Fullerenos.

Buckminsterfullereno (Buckminsterfullerene) C60, también conocida como la buckyball, es el miembro más pequeño de la familia de los fullerenos.

Los fullerenos son una clase de alótropos de carbono los cuales son conceptualmente hojas de grafito enrolladas en tubos o esferas. Estos incluyen los nanotubos de carbono que son de interés debido a su resistencia mecánica y sus propiedades eléctricas.

Durante los últimos diez años, las propiedades químicas y físicas de los fullerenos han sido un tema candente en el ámbito de la investigación y el desarrollo, y es probable que sigan siendo durante mucho tiempo. En abril de 2003, fullerenos fueron objeto de estudio para su posible uso medicinal: vinculante antibióticos específicos a la estructura para orientar las bacterias resistentes, e incluso algunas objetivo las células del cáncer como el melanoma. En octubre de 2005 número de Química y Biología contiene un artículo que describe el uso de fullerenos como luz activados los agentes antimicrobianos. En el campo de la nanotecnología, resistencia al calor y la superconductividad son algunas de las más estudiadas en gran medida las propiedades.

Un método común utilizado para producir fullerenos es enviar una gran corriente entre dos electrodos de grafito cerca en una atmósfera inerte. El resultado de carbono arco de plasma entre los electrodos se enfría en los residuos de hollín que muchos fullerenos pueden ser aislados.

Hay muchos cálculos que se han realizado utilizando ab-initio Quantum métodos aplicados a fullerenos. De DFT y TDDFT métodos se puede obtener IR, Raman y UV espectros. Los resultados de dichos cálculos se pueden comparar con los resultados experimentales.

Nanopartículas

Las nanopartículas o nanocristales de los metales, semiconductores, óxidos o son de interés para sus mecánicos, eléctricos, magnéticos, ópticos, químicos y otras propiedades. . Las nanopartículas se han utilizado como puntos cuánticos y como catalizadores químicos.

Las nanopartículas son de gran interés científico ya que son efectivamente un puente entre materiales a granel y de la Energía Atómica o estructuras moleculares. Un material a granel debe tener propiedades físicas constantes, independientemente de su tamaño, pero a escala nanométrica, con este no suele ser el caso. Tamaño dependen de las propiedades se observan como confinamiento cuántico en semiconductores partículas, resonancia de plasmones superficiales en algunas partículas metálicas y Superparamagnetismo en materiales magnéticos.

Las nanopartículas presentan una serie de propiedades especiales en relación con el material a granel. Por ejemplo, la flexión de grueso del cobre (alambre, cinta, etc) se produce con el movimiento de los átomos de cobre / agrupaciones más o menos en la escala de 50 nm. Las nanopartículas de Cobre de menos de 50 nm se consideran super materiales duros que no muestren la misma maleabilidad y ductilidad a granel como el cobre macroscópico. El cambio en las propiedades no es siempre deseable. Materiales ferroeléctricos de menos de 10 nm puede cambiar su dirección magnetización temperatura ambiente utilizando energía térmica, con lo que son inútiles para la memoria de almacenamiento. Suspensiones de las nanopartículas son posibles debido a la interacción de las partículas superficiales con el disolvente es lo suficientemente fuerte como para superar las diferencias en la densidad, que suele dar lugar a un hundimiento, ya sea material o flotando en un líquido. Las nanopartículas tienen a menudo inesperadas propiedades visibles porque son lo suficientemente pequeños para limitar sus electrones y producir efectos cuánticos. Por ejemplo el oro nanopartículas aparecen de color rojo profundo a negro en la solución.

Las nanopartículas tienen una gran superficie proporción al volumen. Esto proporciona una enorme fuerza impulsora para la difusión, especialmente a temperaturas elevadas. Aglomerados puede tener lugar a temperaturas más bajas, a lo largo de escalas de tiempo más corto que para las partículas más grandes. Esta teoría no afecta a la densidad del producto final, a pesar de las dificultades de flujo y la tendencia de las nanopartículas de aglomerado de complicaciones. La superficie efectos de las nanopartículas también reduce la incipiente temperatura de fusión.

Fotos de nanomateriales

5) Descubrimiento de los materiales en la historia

Hacía el año 3000 a.C.

Habían aparecido la mayoría de los materiales tradicionales de construcción: la madera (donde la había) y la piedra para estructura y cerramiento; la piel como impermeabilizante en lugares lluviosos y los tejidos y la tierra absorbente en zonas desérticas; el ladrillo para cerramientos y la tierra y la cal para le cerramiento de suelos y paredes. El hierro se reserva para las herramientas (las civiles y las militares).

Hacia el años 1200 a.C

En Micenas ya aparecen las cerraduras y los pestillos para puertas. Esta cerradura incluye la nueva llave lacedemónica. Es la cerradura más antigua de las conocidas, en la que el pestillo como el ojo de la cerradura y la llave constituyen una unidad funcional.

Hacia el 600 a.C.

Los romanos introducen un nuevo aglomerante, la puzolana (tierra de pozzuoli) y el empleo del hierro como refuerzo de la piedra (Pont Salarius sobre el Tiber). Tarquino Prisco ordena tender el primer puente de piedra sobre el río Tiber. Es el pons Salarius. Este puente se pudo construir después de levantar la prohibición religiosa de construir con hierro, con lo que se pudieron emplear grapas de este metal.

Hacía el 300 a.C.

Los griegos ponen las bases para el uso del tornillo (plano inclinado helicoidal).

Hacia el 180 a. C.

Se normaliza el mortero de aire (cal apagada y arena en la proporción 1:2). Fue Marco Porcio Catón (Catón el viejo). En esa misma época Eumenes II, rey de Pérgamo, hace construir una tubería de agua a presión de varios kilómetros.

Hacia el 150 a.C.

Los romanos inventan el primer mortero hidráulico a base de cal calcinada y las puzolanas procedentes del Vesubio, a los que se agrega polvo de ladrillo. Es un mortero que se endurece con la humedad (hidrólisis, fraguado y endurecimiento). Se utiliza en la construcción de arcos y bóvedas.

Hacía el 100 a.C.

Los sirios hacen transparente el vidrio en Sidón posibilitando su empleo en la construcción para el cierre sin pérdida de luz. El interés de los romanos por el vidrio transparente y la proliferación de talleres de calidad dudosa dio lugar a la aparición de la marca CCAA (Colonia Claudia Agruppinensis Augusta), la primera marca de calidad conocida.

Hacia el año 100

Se utilizan ladrillo huecos (tubuli) para la conducción del aire caliente en los sistemas de calefacción romanos. En esta misma época aparecen las primeras tuberías para el suministro de agua potable mediante el empleo del plomo

Hacia el 880

Se perfeccionan la vidrieras coloreadas. Todavía el vidrio de ventanas se consigue con fragmentos de recipientes de gran diámetro (con ligera curvatura). En la arquitectura mozárabe se usa el hierro en la rejería.

1330

Se inventa el vidrio lunar lo que aproxima al vidrio plano al conseguir placas redondas o en media luna de gran tamaño, que cortadas en cuadrados para formar los vidrios de ventanas.

1400

Aunque los babilonios ya utilizaban azulejos coloreados es en 1400 cuando se inventa un esmalte cubriente para la cerámica. Los árabes hace un profuso uso de los azulejos (las mayólicas de Mallorca)

1539

El secretario de Enrique VIII de Inglaterra fabrica las primeras cañerías de plomo fundido sin soldadura.

1678

Hooke establece la teoría de la elasticidad, es decir la proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación por dilatación en su texto De potentia restitutiva. La constante de proporcionalidad entre la tensión y la deformación se conoce como módulo de elasticidad.

1728

Payne descubre un método para fabricar la chapa de hierro al fundir juntos hierro en bruto y escoria de hierro. Esta es la idea básica del proceso Martín. Además introduce el empleo de la técnica de laminado para la obtención de chapa. Esta laminación es posible gracias a que con su propuesta se acerca a la fabricación de acero que es más dúctil que la fundición.

1729

El tratado Sciencie des ingenieurs de Balidor introduce el razonamiento científico en la construcción. Por primera vez se reúnen, en un solo texto de objetivos prácticos, los conocimientos teóricos que permiten resolver los problemas de los ingenieros militares. Por un lado, mediante razonamientos matemáticos, se desarrollan los métodos para determinar los espesores de los estribos de las bóvedas. Por otro lado, se desarrollan reglas para el dimensionamiento de vigas de madera, deducidas de la experimentación sistemática hasta la rotura.

1741

Se utiliza el acero como material para un puente colgante en Inglaterra.

1754

Cort inventa el proceso de laminado del hierro. Este años se inicia la construcción de la iglesia de Ste. Geneviève en París donde se introduce el acero como parte integrante de la estructura.

1756

Smeaton vuelve a utilizar el cemento romano mezclando cal y arcilla en la construcción de un faro.

1779

La fundición sustituye a la mampostería en los puentes.

1780

Reignier fabrica los primeros cables de acero.

1786

Watson fabrica chapa de acero bañada en cinc resistente al óxido siguiendo una observación del francés Malouin. Primero se pulen y se la introduce en un baño de cloruro amónico

1790

James Keir descubre el acero «corten» que se protege de la oxidación con una capa previa de óxido que impide el progreso del oxígeno en el acero. Esta capa de protección se provoca con una solución previa en ácido nítrico concentrado que la limpia. Después se introduce en cloruro de amonio para mejorar la adherencia del recubrimiento y , por fin, se baña a alta temperatura en un baño de zinc.

1796

Parker somete a cocción la cal hidráulica obteniendo un aglomerante al que llama «cemento romano».

1801

Boulton y Watt utilizan la fundición para los edificios en columnas, marquesinas y vigas.

1807

Young generaliza la proporcionalidad de los materiales elástico proponiendo el módulo de elasticidad a partir de la propuesta de Hooke para el caso particular para la dilatación elástica. Young establece los valores del módulo que define para numerosos materiales.

1820

Burr inventa un procedimiento para fabricar tubos de plomo sin soldadura basado en la compresión del plomo colado. McAdam utiliza un procedimiento artificial para las capas de rodadura de las carreteras en base a grava y gravilla.

1821

Berthier inventa el acero al cromo aumentando su resistencia y dureza

1824

Aspdin fabrica el primer cemento artificial a partir de creta calcinada y mortero de cal. Lo llamó cemento Pórtland debido a que su color final era parecido al de las piedras naturales de esa localidad inglesa.

1828

Walker inventa la chapa ondulada que es más resistente. Spencer racionaliza el proceso de fabricación con laminadores de hierro.

1839

La industria de la construcción naval introduce la construcción mixta de hierro y madera, además de la preocupación por la corrosión por diferencia de potencial eléctrico entre el hierro y el cobre.

1844

Lucas Chance construye el primer horno continuo para el estirado del vidrio que permitieron la obtención del vidrio plano. En este mismo año Galloway inventa un revestimiento formado por pedazos de corcho pegados mediante gutapercha. Es el primer linóleo (nombre derivado del aceite de linaza). La gutapercha es una resina de la savia de los árboles tipo Pallaquium de Malasia. A partir de los 80 o C se puede amasar y laminar.

1844

Yale inventa la cerradura de seguridad con llaves que incluyen ranuras y entalladuras que cuando coinciden hacen girar el bloque de la cerradura. Jonson perfecciona la fabricación del cemento Pórtland al aumentar la temperatura del horno de calcinación y moliendo el resultado.

1847

Siemens construye una máquina capaz de revestir los cables eléctricos de gutapercha. Material éste que no resiste las aguas freáticas.

1849

Joseph Monier, un jardinero de 26 años, inventa el hormigón armado. La idea le sobrevino de la observación del armado que las plantas se dan mediante el uso de fibras elásticas y lignificadas.

1850

Wolf fabrica acero al níquel con alta resistencia a la corrosión manteniendo la resistencia y la dureza. Gorrie construye la primera máquina frigorífica para el enfriamiento de espacios.

1852

Werder construye la primera máquina universal para realizar ensayos tracción, compresión, corte, etc., a los materiales. Thomson (el futuro lord Kelvin) inventa el principio de la bomba de calor.

1854

Merian aplica el asfalto (procedente de Trinidad y del Mar Muerto) a las capas de rodadura de las carreteras. De este modo mejora la solución de Mcadam con gravas y gravillas.

1855

Bessemer inventa el convertidor que abarata sustancialmente la producción de acero.

1856

Pantotsek inventa el procedimiento para fabricar vidrio irisado.

1857

La empresa Otis instala el primer ascensor para personas en el edificio de cinco plantas de la tienda de porcelanas Haughwout & Co.

1858

Oxland alea el acero con wolframio con lo que consigue que aumente su resistencia al desgaste y a la acción del calor y, sobre todo, su dureza.

1859

Sainte-Claire consigue hacer económicamente posible la producción lingotes de aluminio.

1862

Langen inventa el cemento Pórtland siderúrgico al observar el poder hidráulico de las escorias de altos hornos.

1867

Thomson inventa la soldadura eléctrica por resistencia.

Baeyer identifica las diferencias entre la condensación y polimerización estableciendo las bases para la química de los plásticos

1882

Abbot prueba distintas aleaciones que culminan en 1913 con el acero inoxidable

1886

Hall y Héroult inventan un procedimiento para la producción industrial de aluminio. Döring inventa el hormigón pretensado.

1890

Schott crea el primer vidrio capaz de soportar un cambio brusco de temperatura. Es el vidrio de silicato de boro.

1892

Kühlewein inventa el cemento de amianto o fibrocemento. Es un material impermeable que posibilita la fabricación de placas de cubierta, depósitos, etc.

1893

De Place inventa los ensayos no destructivos de metales mediante un percutor y un receptor de las ondas generadas.

Drummon establece un procedimiento para la producción de fibra de vidrio.

1894

Sackett patenta el cartón yeso.

1895

La empresa Rehin und Lahn fabrica la primera hormigonera facilitando la homogeneidad del amasado.

1897

Krische inventa la «galalita» un plástico a partir del queso fresco de leche descremada. 1899

Hennebique construye el primer edificio de hormigón armado

1900

Kipping descubre la silicona en los experimentos con fibras artificiales basadas en cadenas de silicio. No se explotan hasta el años 1942.

Fouché crea la soldadura autógena mediante la combustión de acetileno con oxígeno puro.

1903

Brinell establece el sistema que lleva su nombre de medir la dureza de una superficie por el diámetro de la huella de la aplicación de una bola de acero en determinadas condiciones.

1904

Freysinnet mejora el hormigón pretensado, calculando la disposición de los elementos de acero dentro de la pieza de hormigón.

1906

Wilm inventa el duraluminio. Es una aleación de aluminio, cobre y magnesio. Es ligero y resistente.

1907

Sørensen introduce el concepto de ph.

1909

Baekeland crea el caucho sintético, fuente de los plásticos duros.

1912

Se fabrica por primera vez el Policloruro de Vinilo, a partir de la obtención del cloruro de vinilo por Regnault en 1862.

1913

Se aprecia que la aleación de acero con cromo y níquel es inoxidable.

1928

Bauer descubre el plástico transparente (plexiglás). Es el polimetacrilato.

1929

Bayer fabrica la primera resina de poliéster. Tienen gran importancia para la fabricación de pinturas resistentes a la meteorología.

1930

Se fabrica a gran escala la fibra de vidrio.

1933

Los químicos de la ICI británica descubren el polietileno.

1935

Wick descubre un método para la fabricación masiva del PVC

Sokolov inventa el procedimiento de ensayo no destructivo de materiales mediante ultrasonido.

1946

CIBA inventa el pegamento de dos componentes, el «Araldit». Es la primera resina epoxídica.

1948

Se fabrican los plásticos armados con fibra de vidrio.

1950

Se comienza la fabricación de nuevas fibras textiles sintéticas como el dralón. Son el origen de los actuales geotextiles utilizados en la construcción.

1953

Ziegler obtiene el polietileno.

1958

Pilkington establece el procedimiento para la fabricación de vidrio plano de precisión en su espesor sin necesidad de pulido.

1963

Se descubren las fibras de carbono para aumentar la resistencia de los materiales ligeros.

1967

La empresa Schott obtiene la cerámica de vidrio (vitrocerámica) que no presenta dilatación mensurable.

1973

La universidad de Delaware construye la primera casa equipada con placas solares.

1980

Nace el reciclado de materiales.

• Hemos parado en este punto porque lo que significa de final de un ciclo. El reciclado de los materiales es el reconocimiento de que ni posible ni sensato seguir extrayendo materiales de la naturaleza de forma ilimitada y, desde el punto de vista de la formación en materiales, que esta disciplina sufrirá una transformación al tener que ocuparse de la reutilización de los materiales hasta agotar sus posibilidades en un determinado marco tecnológico.

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