Metales: Extracción y Aplicaciones

Los metales no se encuentran en estado puro en la naturaleza. Se presentan en forma de:

• Mineral: Sustancia sólida compuesta que se da naturalmente en la corteza terrestre.
• Mena: Mineral que contiene cantidades suficientes de metal con interés económico.

Los minerales son recursos limitados y no renovables. Muchos metales se obtienen reciclando y refinando objetos que contienen estos materiales.

Sistemas de Extracción de Metales

Los minerales se obtienen a partir de las menas utilizando dos procesos industriales: el calor o la electricidad. Ambos procesos se realizan a través de una reacción química denominada reducción, en la que se obtiene el metal puro separándolo del compuesto donde aparece combinado.

• Electrólisis: Proceso de descomposición de un compuesto químico mediante electricidad. También es una reacción de reducción. La electrólisis es el proceso más común de extracción de metales como el potasio o el sodio.

El Acero

El acero ofrece mejores propiedades y permite la creación de herramientas más específicas. Es una aleación de hierro y carbono en diferentes proporciones que, según su tratamiento, adquiere diversas propiedades.

Plásticos: Versatilidad y Desafíos

Los plásticos tienen una enorme variedad de aplicaciones, pero todos comparten una característica común: su plasticidad. Esta propiedad permite moldearlos fácilmente a la forma deseada.

Los polímeros (moléculas de plástico) son estructuras complejas que se forman mediante la unión de monómeros. La polimerización es el proceso en el que se unen varias moléculas para formar una más grande.

Inconvenientes de los Plásticos

El plástico tiene graves efectos contaminantes y su reciclaje es antieconómico. Las asociaciones ecologistas se oponen a su uso masivo, pero hasta ahora ningún método ha sido efectivo. La sociedad avanza y la revolución del plástico sigue en auge.

El Papel: Producción y Sostenibilidad

El origen de la palabra «papel» proviene de la planta Cyperus papyrus, con la que los antiguos egipcios fabricaban un tipo de papel del mismo nombre. La clave en la fabricación del papel reside en la obtención de la celulosa, una fibra natural de los árboles con características excepcionales.

Problemas Ambientales Asociados al Papel

• Deforestación: Causada por la tala indiscriminada de árboles.
• Consumo excesivo de agua: Necesaria para la fase de separación de la celulosa de la lignina.
• Contaminación de ríos: Debido al uso de compuestos de azufre, cloro u ozono en los procesos de blanqueado de la pulpa de celulosa.
• Alto consumo de energía: Para mover las máquinas, calentar agua, etc.

Soluciones Sostenibles

• Deforestación: Utilizar materias primas alternativas a los árboles, como el algodón, y reciclar las fibras de papel usado.
• Consumo de agua: Implementar ciclos de agua con depuradoras que extraigan los productos químicos del agua empleada.
• Consumo de energía: Se emplea menos energía si se recicla el papel.

Nanotecnología: La Revolución a Escala Nanométrica

• Nanociencia: Estudio de todos los aspectos científicos a tamaño nanométrico.
• Nanotecnología: Ciencia aplicada que se dirige al diseño, la fabricación y la aplicación de materiales y aparatos a escala nanométrica.

La Nanotecnología: Una Ciencia Multidisciplinar

Es una ciencia multidisciplinar porque abarca todas las disciplinas científicas imaginables y las que están por ser creadas.

Transformaciones Impulsadas por la Nanotecnología

• Desarrollo de nuevos productos y sistemas de producción.
• Mejora acelerada de la producción gracias al abaratamiento y la rapidez en la creación de prototipos.
• Impacto en todas las industrias, modificando la forma de producir a todos los niveles.
• Materias primas muy baratas.
• Transformación global.

Aplicaciones de la Nanotecnología

• Aplicaciones eléctricas:
  • Batería flexible de nanotubos de carbono: Material completamente flexible que puede conformarse en pilas y condensadores ultrafinos.
  • LED: Para sustituir a las bombillas tradicionales, no solo por su duración, sino también por su mayor eficiencia energética.
• Aplicaciones en la electrónica:
  • Nanochips: Chips de tamaño nanométrico.
• Aplicaciones en medicina y farmacia: Se investiga tanto en el uso de buckyballs con medicamentos en su interior como en el uso de átomos que actúan directamente sobre virus.
• Aplicaciones en la industria textil: Fabricación de tejidos que repelen líquidos utilizando fibras como nanotubos y otros materiales nanométricos.
• Aplicaciones en arquitectura y urbanismo:
  • Recubrimientos: Protegen paredes o cristales de la pintura de los grafitis.
  • Vidrios fotocrómicos: Cambian de color según la luz incidente. Al reflejar la luz de manera inteligente, evitan la penetración de rayos ultravioleta e infrarrojos.
  • Cerámica: Para la fabricación de sanitarios que repelen líquidos.