Metales: Clasificación, Propiedades y Prevención de la Corrosión

Los metales en estado sólido forman una estructura cristalina; sus átomos están situados en los nudos de una red regular y definida, y los electrones gozan de gran movilidad. La mayoría son aleaciones, que son disoluciones de un elemento metálico o no metálico en un metal. Las propiedades resultantes son distintas que las de sus componentes. Se dividen en ferrosos y no ferrosos.

Metales Ferrosos

Su principal componente es el hierro, con gran resistencia a la tracción y dureza. Uno de sus principales problemas es la corrosión. Los metales ferrosos más representativos son: hierro fundido, acero y acero inoxidable.

• Hierro fundido: Conjunto de aleaciones ferrosas que contienen hierro y pequeñas cantidades de carbono y silicio. Sus propiedades varían mucho dependiendo del tipo de aleación y tratamiento térmico. Aplicaciones: desde carcasas de motores y máquinas herramientas hasta equipos de ferrocarril, pasando por bridas y tuberías.
• Acero: Aleación de hierro y carbono. Sus principales características son el bajo coste de obtención y su gran resistencia, rigidez y duración. Adquiere temple cuando se enfría con rapidez, a costa de ganar cierta fragilidad.
• Acero inoxidable: Diseñado para resistir la corrosión típica del acero. El compuesto principal que se añade es el cromo. Actualmente existe una gran variedad de estos aceros.

Metales No Ferrosos

No contienen hierro. Tienen menor resistencia a la tracción y menor dureza que los metales ferrosos, pero son más resistentes a la corrosión. Los más utilizados son:

• Aluminio: Ligero, blando, resistente, difícil de corroer. Se usa en la industria aeronáutica.
• Cobre: Conductor eléctrico, muy dúctil. Se usa para cableado y aparellaje eléctrico.
• Magnesio: Resistente y más ligero que el aluminio. Se utiliza en aleaciones con otros materiales.
• Níquel: Maleable, dúctil, resistente a la corrosión. Se utiliza para recubrir otros metales.
• Plomo: Pesado, dúctil, buen protector contra las radiaciones electromagnéticas.
• Zinc: Se usa para galvanizar el acero y así protegerlo de la corrosión.
• Silicio: Es la base física de la electrónica de semiconductores.
• Titanio: Tan resistente como el acero y pesa un 45% menos. De gran importancia en el desarrollo tecnológico actual.
• Tantalio: Se obtiene del coltán, material estratégico para las nuevas tecnologías.

La Corrosión

La corrosión es el deterioro de un material producido por el ataque químico del ambiente que le rodea. La velocidad a la que se produce depende de varios factores: la temperatura, la concentración de los reactivos que haya en el ambiente, el esfuerzo mecánico y la erosión.

Esto hace que los metales tengan más energía interna que los materiales compuestos de los que se extrajeron. Por eso hay tendencia espontánea a volver a los estados originales. La corrosión típica de los metales es la corrosión electroquímica, que consiste en el intercambio de electrones con agentes externos, algo que en los metales se produce muy fácilmente.

Prevención de la Corrosión

La corrosión es un proceso destructivo que produce grandes pérdidas económicas y es causa de riesgos para la seguridad. Puede controlarse o prevenirse mediante diferentes métodos. El más común es elegir materiales resistentes a la corrosión en el ambiente donde se van a utilizar. También se combate la corrosión metálica mediante recubrimiento con una película de otro material, por ejemplo, pinturas y galvanizado.

Polímeros: Plásticos, Cauchos y Fibras

Los polímeros están constituidos por la unión de muchas moléculas pequeñas llamadas monómeros. Existen polímeros naturales como el algodón, la seda, la lana, el caucho natural, las proteínas y los ácidos nucleicos. Los polímeros sintéticos más importantes son los plásticos, las fibras y los cauchos.

Plásticos

Cuando se les aplica una fuerza intensa, se deforman irreversiblemente.

• Termoplásticos: Materiales que, para darles forma, es necesario calentarlos. Cuando se les da la forma, se dejan enfriar para que sea permanente. Si se quieren volver a modificar, pueden volver a calentarse cierto número de veces.
• Plásticos termoestables: Adquieren su forma permanente mediante una reacción química. No se pueden volver a fundir, ya que se degradan o descomponen.

Ventajas de los plásticos: Bajo coste de fabricación y peso reducido. Son buenos aislantes eléctricos. El gran problema de los plásticos es que no son biodegradables y contribuyen a la contaminación.

Cauchos

Los primeros que se usaron eran de origen natural, pero poco a poco se han ido sustituyendo por caucho sintético, que se obtiene a partir de hidrocarburos. Se fabrican cauchos que ofrecen una alta elasticidad y flexibilidad, con resistencia al rasgado y a la abrasión. Repelen el agua y son aislantes térmicos y eléctricos. Se usan para fabricar pelotas de golf, calzado, artículos impermeables, neumáticos y suelos.

Fibras

Se usan para fabricar tejidos. Se obtienen a partir del carbón, alquitrán, amoniaco y petróleo. Son elásticas, ligeras y muy resistentes, tanto al desgaste como a la presencia de ácidos u otros agentes externos. La incorporación de un colorante al polímero permite teñir el material, consiguiendo una coloración de mayor calidad.

Materiales Cerámicos

Sólidos inorgánicos, no metálicos, fabricados mediante tratamiento térmico. Las materias utilizadas son las arcillas, los feldespatos y el cuarzo, a los que se les añaden algunos colorantes y desengrasantes como el titanio. Las principales propiedades de las cerámicas son: gran resistencia mecánica y a la corrosión, buen aislamiento térmico y eléctrico. Se emplean en la industria aeroespacial, medicina y en energía nuclear.

El Papel: Fabricación, Futuro y Sostenibilidad

Fabricación

El papel se obtiene a partir de pasta de papel elaborada con tejidos vegetales.

El Futuro del Papel

Para analizar las perspectivas del futuro, conviene diferenciar los distintos usos que se le da al papel. Está el papel que se destina a imprimir documentos de texto o gráficos. Antes del ordenador, este tipo de papel se usaba en las imprentas. A lo largo del siglo XX, el papel destinado a las artes gráficas creció de forma espectacular. Las perspectivas para el siglo XXI apuntan a una reducción importante de libros, revistas y periódicos impresos en papel.

El papel tiene otros usos, como la fabricación de pañuelos, servilletas, papel higiénico, envoltorios y cajas. En este tipo de aplicaciones, no hay perspectiva de que disminuya el consumo, sino de que aumente.

El Papel y la Deforestación

La deforestación es la desaparición de los bosques debido a la actividad humana. El papel se hace de celulosa, que se obtiene de los árboles. Si la demanda de celulosa obliga a talar más árboles de los que puedan reponerse, se caminará hacia la deforestación progresiva del planeta. Los bosques regulan el clima local y global mediante la absorción y creación de precipitación y el intercambio de gases atmosféricos. Los patrones globales del clima pueden volverse más inestables y extremos. No debe usarse más papel del necesario. Una buena estrategia es el reciclado del papel y el consumo de productos de papel reciclado.