Materiales

Introducción

Los materiales son un tema muy amplio, el cual intentaré resumir brevemente en el siguiente ensayo. En primer lugar, hablaré un poco de la historia de los materiales y los avances que se han logrado a través de ella. En segundo lugar, expondré resumidamente los tipos de materiales y sus aplicaciones. Finalmente, daré a conocer un metal que se está usando actualmente, su símbolo es W se le dio el nombre de wolframio o tungsteno. Tiene una gran variedad de aplicaciones gracias a sus propiedades, las cuales expondré al final

Historia de los materiales

A lo largo de la historia, la humanidad ha buscado la forma de hacer más fácil su existencia en el mundo. Hace más de dos millones de años el ser humano usaba las piedras como herramientas para cazar, cortar alimentos, cortar carne, defenderse de animales salvajes, etc. Con el pasar del tiempo se desarrollaron hachas, cuchillos, flechas y lanzas, en fin, herramientas que facilitaban las tareas del día a día en ese entonces. Había comenzado lo que se conoce como la edad de piedra y por ende, la tecnología de los materiales, con las herramientas que se construyeron, se pudo trabajar el cuero, la madera, entre otros.

El descubrimiento del fuego fue un hito de gran impacto, con él se pudo cocinar alimentos, protegerse del frío, iluminar su camino en las cuevas, etc. El poder trabajar en túneles a la luz del fuego dio inicio a lo que hoy se conoce como industria minera, paralelamente se crearon recipientes hechos de barro seco para conservar los alimentos, dichos recipientes eran trabajados en hornos, los cuales serían la inspiración para los futuros hornos de metales.

La edad de cobre se da a partir del descubrimiento del fuego. El hombre prehistórico descubrió que el fuego al estar expuesto a corrientes de viento, aumentaba su temperatura.

Si las piedras de colores que usaban como decoración eran un mineral de cobre, al ponerlas en contacto con el carbón incandescente, dicho mineral se reducía a cobre metálico y se fundía. Al enfriarse el horno, entre las cenizas, se encontraban esferas metálicas de un tono rojizo, éste era el cobre metálico. Al reunir estos glóbulos y fundirlos juntos, podían crear elementos como hachas, espadas, cuchillos, jarrones y demás elementos necesarios. Para poder fundir el cobre, los hornos debían contar con una corriente de viento forzada, la cual se obtenía por medio de fuelles.

Con el pasar del tiempo, se descubrió que se podían mejorar las propiedades del cobre puro agregándole estaño, dicha aleación hoy se conoce como el bronce. Se sabe que las aleaciones de metales son más resistentes que el metal puro, por ende, el bronce desplazó al cobre por su resistencia y dureza. Se empleó, principalmente, para cascos, espadas y armaduras; pero no para puentes y carruajes, ya que los minerales empleados para la elaboración del bronce son muy escasos en la naturaleza.

La tecnología empleada para la fundición de cobre y de bronce no pudo ser aplicada para fundir el hierro, ya que su temperatura de fusión es de 1538° C, una temperatura inalcanzable en esa época.

En los antiguos hornos cerámicos el mineral hierro podía llegar a reaccionar con el carbón incandescente, pero debido a la “baja” temperatura, es decir, unos 1000° C; no se producían gotas de hierro, sino que el mineral de hierro se convertía en metal en forma de esponja con residuos en sus poros, se creía que esto era un deshecho inútil. El hombre descubrió que al golpear este llamado deshecho inútil cuando estaba muy caliente, los residuos que quedaban en los poros salían y el compuesto quedaba compactado en una pieza metálica sólida, así se podían soldar piezas entre sí y crear piezas más grandes.

Se adoptó el hierro como material principal, en primer lugar, por su abundancia en la corteza terrestre. En segundo lugar, el hierro es más resistente que el bronce. Se crearon instrumentos tales como, hachas, palas, picos, arados y guadañas para facilitar las tareas agrícolas. Con el transcurso de los años, cuando el hierro pudo ser fundido, empezó a desplazar a la piedra en las construcciones y permitió la construcción de nuevas máquinas como, por ejemplo, las máquinas de vapor. Con máquinas de hierro se produjeron varios avances tecnológicos y el descubrimiento de nuevos metales como el aluminio y el titanio cuyos minerales son muy abundantes en la corteza terrestre, aunque los hornos de esa época no eran suficientemente potentes como para reducir dichos minerales a su forma metálica.

La baja conductividad térmica del hierro permitió el soplado de vidrio mediante tubos de hierro creando así botellas, copas y diversos artículos de uso doméstico y así, el vidrio se convirtió en un artículo accesible. Hoy tiene muchas aplicaciones, pero la más impresionante es la fibra óptica.

El aluminio es un metal que actualmente tiene una enorme presencia en la vida cotidiana, resulta increíble pensar que hace un par de siglos era considerado un metal precioso aún más caro que el oro y usado como artículo de lujo por los altos mandos en los países europeos. Debe su alto costo en aquella época por su mínima producción y un método excesivamente costoso, pero hacia el año 1886 se desarrolló un método que permitió producirlo de forma económica y convertirlo en el metal que vemos casi en cualquier lugar. El aluminio es utilizado en la industria aeronáutica debido a su ligereza y gran resistencia, actualmente se utiliza en la estructura de los aviones comerciales.

Hacia 1791 se descubrió el hoy llamado titanio, era un metal considerado una curiosidad de laboratorio. Al final de la segunda guerra mundial, se descubrió un método químico para producirlo en masa. El titanio en tan duro como el acero, pero casi un 45% más ligero, tiene alta resistencia a la corrosión incluso en medios muy agresivos. Debido a sus increíbles propiedades, fue el metal que permitió todo el desarrollo de la tecnología aeroespacial. La mayor parte de los componentes de las naves de la NASA están hechas con aleaciones de titanio. Actualmente, se ha venido implementando en los aviones comerciales, principalmente, en las turbinas.

El titanio no es tóxico ni genera rechazo en el cuerpo humano, incluso, sobre el titanio incrustado en un hueso crece tejido óseo, esta propiedad permitió desarrollar la tecnología de implantes.

En 1708 el físico, médico y matemático Ehrenfried Walther Von Tschirnhaus obtuvo, junto a un alquimista, un material que llamaban “oro blanco” era una fina porcelana. Actualmente, por ser un buen aislante eléctrico, se usa como aislador de alto voltaje; en arquitectura se usa en paneles de recubrimiento y en odontología se emplea para coronas de piezas dentales.

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