Reciclado del vidrio

El vidrio es el primer material que se comenzó a reciclar en nuestro país a nivel doméstico.

Los populares contenedores verdes para su recogida nos acompañan en nuestro entorno desde antes que los azules (para recogida de papel) y, desde luego, que los amarillos (plásticos, latas y tetra-briks).

Desde la entrada en vigor de la Ley de Envases en 1998, todos los envasadores tienen obligación de financiar y poner en funcionamiento un sistema de recogida selectiva –y reciclado- de los envases que ponen en el mercado. Esta obligación legal se puede cumplir bien individualmente – sistema de depósito, devolución y retorno - o colectivamente, a través de un sistema integrado de gestión.

De aquí surge la asociación Ecovidrio, que está encargada de la gestión del reciclado de los residuos de envases de vidrio en toda España (ver su presentación acerca de la cadena de reciclado y clic también en http://www.reciclavidrio.com/)

El vidrio

En AULA 2 (EL MUNDO) hemos encontrado una lámina que resume gráficamente el mundo del vidrio: fabricación, usos, reciclaje...

En Wikipedia existe un buen artículo acerca del vidrio: su historia, composición, propiedades...

En la web del fabricante SAINT GOBAIN se puede ver una presentación sobre la fabricación del vidrio y sus procesos de transformación.

Otro fabricante, VIDRALA, ha elaborado una estupenda presentación sobre la fabricación de envases de vidrio:

Y en You Tube hemos encontrado otro vídeo de la serie Así se hace (Discovery Channel):

El ladrillo cerámico (vídeos)

Colgamos en esta entrada del blog algunos vídeos interesantes sobre el proceso de fabricación de los ladrillos cerámicos. En primer lugar, uno de la serie Así se hace (Discovery Channel):



El segundo es un vídeo promocional de un fabricante argentino. Dejando a un lado los aspectos publicitarios, el contenido refleja con mucho detalle el proceso de fabricación. Para verlo hay que ir a esta página de You Tube.

Por último, un reportaje de EL MUNDO que combina el aspecto explicativo del proceso industrial con los comentarios acerca de la actual crisis del sector de la construcción.

El ladrillo cerámico

Uno de los primeros materiales de construcción que se nos viene a la cabeza cuando hablamos de construcción es el ladrillo. Consulta la siguiente información para conocer mejor su origen, sus propiedades, cómo se fabrica...

Historia del ladrillo: clic aquí

Proceso de fabricación: clic aquí

¿Qué material es mejor, cerámico o metálico?

Las características de los materiales cerámicos pueden comprenderse mejor por comparación con los metales. Así, al comparar la alúmina (Al2O3, material cerámico) con el aluminio (Al, metal), observamos que éste tiene una temperatura de fusión baja, una conductividad térmica elevada y es blando, mientras que la alúmina tiene una temperatura de fusión muy alta, una conductividad térmica baja y es dura. En general, los materiales cerámicos tienen mejores características en dureza, resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión, pero tienen desventajas como, por ejemplo, que son frágiles y que su fabricación con alta reproducibilidad aún presenta dificultades. .

Tres razones fundamentales pueden ser esgrimidas para justificar la creciente importancia de los materiales cerámicos:

• Independencia productiva. Un eventual bloqueo en el suministro de algunos metales estratégicos (tales como el niobio, manganeso, cromo, cobalto, níquel…) a los países que no los producen tendría graves consecuencias en sus economías. Veamos como ejemplo el caso del cromo. Es el aditivo más ampliamente utilizado para endurecer, incrementar la resistencia al desgaste y a la corrosión de una gran variedad de aleaciones metálicas. También es utilizado como aditivo que incrementa la resistencia mecánica a la deformación y a la oxidación de muchas aleaciones metálicas a altas temperaturas. Se usa en los aceros inoxidables, en las aleaciones para herramientas y en las superaleaciones. Sin embargo la práctica totalidad de los depósitos mundiales de este mineral se encuentran concentrados en sólo siete países: Sudáfrica, Zimbabwe, Turquía, Kazajstán, India, Cuba y Filipinas. Se intuye claramente la necesidad de buscar materiales alternativos que no requieran la presencia de estos minerales para su fabricación. En este punto los materiales cerámicos pueden desempeñar un papel importante de sustitución, contribuyendo significativamente a reducir la vulnerabilidad de muchas economías nacionales.
  
  
• Ahorro energético. El consumo energético para producir un material cerámico es, en general, aproximadamente el 50 % del necesario para producir un metal o un componente metálico. Por otro lado, la mayoría de los materiales cerámicos están constituidos por elementos ampliamente existentes en la corteza terrestre y, generalmente, bastante bien distribuidos. El silicio y el aluminio, dos los componentes más representativos de los materiales cerámicos, son los elementos más abundantes de la corteza terrestre; e incluso el circonio, constituyente fundamental de gran parte de los materiales cerámicos avanzados, abunda más que metales tan comunes como el cobre, el plomo o el cinc.
  
  
• Mejora de propiedades. Los materiales cerámicos presentan ventajas intrínsecas a su naturaleza, en cuanto a sus propiedades: elevada dureza, mayor resistencia a la oxidación, menor densidad, inferior conductividad térmica, superior resistencia al ataque químico y por supuesto una excelente resistencia a temperaturas elevadas.

Todo lo expuesto justifica que en los países más avanzados tecnológicamente se haya apoyado y estimulado desde hace años una política tendente a la obtención de materiales cerámicos con altas prestaciones en sus características y con fines muy diversos.

Frente a las ventajas mencionadas, los materiales cerámicos presentan algunos inconvenientes. Estos son fundamentalmente: su reproducibilidad y su fragilidad, condición inherente a su naturaleza. Sin embargo, estas desventajas pueden ser superadas en alguna medida mediante una adecuada elección de las materias primas y modificando convenientemente el proceso de fabricación. La reproducibilidad se puede mejorar mediante un procesado adecuado, con objeto de lograr micro-estructuras controladas con tamaños de defectos lo más pequeños posibles. Y la fragilidad tratando de incrementar, con mecanismos de reforzamiento adecuados, la energía requerida para que una grieta se propague en el material.

Cerámica tradicional y cerámica técnica

Es frecuente que al oír la palabra cerámica inmediatamente pensemos en las baldosas que pisamos en nuestras casas y en los adornos que llenan estantes y vitrinas. Probablemente también lleguemos a pensar en los ladrillos, material casi indispensable en las obras de edificación. Sin embargo, es menos habitual que asociemos la palabra cerámica con los materiales refractarios para hornos, con los abrasivos para el corte de otros materiales, con los frenos de los coches deportivos e incluso con el recubrimiento del transbordador espacial de la NASA. Sin embargo, todas ellas y muchas más son posibles aplicaciones de los materiales cerámicos, gracias a la investigación y el desarrollo realizados desde mediados del siglo XX.

Si bien la utilidad de los materiales cerámicos para las utilidades a las que estamos acostumbrados sigue plenamente vigente, el progreso generado con los nuevos usos ha abierto una brecha entre las propiedades requeridas. Por eso podemos hablar de cerámica tradicional y cerámica técnica o avanzada, cuyas principales diferencias vemos en el gráfico de la derecha.

Haz clic sobre los textos de más abajo para conocer las características de los materiales cerámicos tradicionales (izquierda) y de los avanzados (derecha).

La cerámica

Aunque coloquialmente la seguimos asociando con ladrillos, vasijas y azulejos, la palabra cerámica (derivada del griego keramikos, "sustancia quemada") es un término que actualmente se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de su significado original. No sólo se aplica a las industrias de silicatos, sino también a artículos y recubrimientos aglutinados por medio del calor, con suficiente temperatura como para dar lugar al sinterizado.

Así las cosas, la definición más ampliamente aceptada de cerámica es la de un conjunto de compuestos inorgánicos, no metálicos, cuya característica fundamental es que son consolidados mediante tratamientos térmicos a altas temperaturas.

La materia prima utilizada para la producción de la cerámica tradicional es, fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en esencia, de sílice, alúmina, agua y cantidades variables de óxidos de hierro y otros materiales alcalinos, como los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.

Haz clic sobre la imagen de la derecha para saber algo más sobre la materia prima de la cerámica: el barro (Ficha de AULA 2 - El Mundo)

Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un aspecto terroso.

Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de masa, por pérdida de agua, de entre un 5 a 15%, en proporción a su plasticidad inicial.

Historia del ladrillo: clic aquí

Proceso de fabricación: clic aquí

Por último, un vídeo sobre la fabricación de objetos de porcelana:

Materiales en KALIPEDIA

En KALIPEDIA hay un apartado para el estudio de los materiales (clic sobre el enlace).

El asfalto (II)

El asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes. Como aplicación de estas propiedades el asfalto puede cumplir, en la construcción de pavimentos, las siguientes funciones:

• Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua de lluvia.

• Unir y cohesionar los áridos, resistiendo la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor.

• Proporcionar una estructura de pavimento con características flexibles que permiten cierto grado de acomodo, sin fisurarse, a eventuales movimientos de las capas subyacentes.

Ningún otro material

garantiza en mayor

grado la satisfacción

simultánea y

económica de estas

funciones.

Para aprender sobre la historia del asfalto: clic aquí
Para averiguar cómo se fabrican y aplican las mezclas bituminosas: clic aquí
Para saber más sobre la aplicación del asfalto en carreteras: clic aquí
Para conocer cómo funciona la maquinaria que fabrica las mezclas bituminosas: clic aquí

El asfalto (I): aglomerantes bituminosos

Los ligantes hidrocarbonados son productos procedentes de la destilación de hidrocarburos (compuestos orgánicos que contienen hidrógeno y carbono) y que contienen betún, por lo cual también suelen denominarse aglomerantes o ligantes bituminosos. Sus aplicaciones más frecuentes se dan en la construcción de firmes de carretera y en la fabricación de materiales para impermeabilizar.

Al hablar de estos productos es frecuente confundir el asfalto con el alquitrán, y aunque comparten algunas propiedades se trata de dos materiales distintos. El asfalto se obtiene del refino del petróleo, mientras que el alquitrán procede de la destilación del carbón.

Los materiales asfálticos son los productos más pesados (mejor dicho, densos) de todos los que se obtienen en el proceso de refinación del petróleo (también llamado crudo). Existen tres grandes categorías de petróleo: parafínicos (compuestos por parafinas), nafténicos (compuesto por moléculas de naftenos) y de base mixta. Pero ¿es igual el asfalto que se obtiene de unos y otros tipos de petróleo? Los crudos parafínicos, compuestos generalmente de hidrocarburos saturados, no proporcionan buenos asfaltos para carreteras con un proceso simple de refinación; para ello requieren un proceso adicional de oxidación parcial. Sin embargo, los de base nafténica, compuestos por hidrocarburos no saturados, son óptimos como ligantes para construcción de carreteras.

El siguiente vídeo de Discovery Channel da una buena idea acerca de este material (nota: cuando menciona cemento asfáltico se refiere al asfalto como aglomerante):

El yeso

El conocimiento del yeso se remonta al Neolítico, así que desde las épocas más remotas, y en las culturas de mayor relevancia, se han realizado obras con este material. Muchas de estas obras, como por ejemplo las grandes pirámides egipcias, aún pueden ser admiradas en nuestros días.

El aljez o piedra de yeso es un mineral formado por sulfato cálcico cristalizado con dos moléculas de agua (sulfato cálcico dihidratado: CaSO4·2H2O). Esto significa que en su estructura cristalina hay dos moléculas de agua por una de sulfato cálcico. Para obtener el yeso de construcción se somete el mineral a calcinación (como la cal), proceso en el cual libera parte del agua de cristalización. Al amasar luego este yeso con agua, fragua y se solidifica de nuevo, reconstituyendo la roca originaria en su estado natural.

Dada su estructura porosa, el yeso fraguado aporta buenas propiedades bioclimáticas: sus cualidades como aislante y regulador de humedad, hacen de él un material muy apreciable en las modernas técnicas de construcción, utilizándose en guarnecidos y enlucidos, tabiques y falsos techos prefabricados. Además, su plasticidad y maleabilidad le confieren infinidad de posibilidades en decoración. Veamos por qué el yeso...

• Es un buen aislante térmico: debido a su gran inercia térmica y su bajo coeficiente de conductividad, reduce los puente térmicos y elimina el fenómeno de pared fría.
• Es un buen aislante acústico: tiene cierta elasticidad, lo que unido a su estructura interna finamente porosa hacen que se comporte como buen absorbente acústico, disminuyendo reverberaciones y amortiguando las ondas sonoras.
• Regula la humedad ambiente: los revestimientos de yeso absorben el exceso de humedad ambiental, para restituirla cuando el aire está más seco.
• Protege en caso de incendio: el yeso es incombustible y desempeña un papel activo en presencia del fuego, ya que absorbe una considerable cantidad de calor gracias a la evaporación del agua de cristalización. Por eso prolonga la resistencia al fuego de las estructuras sobre las cuales se aplica. Además, no despide vapores tóxicos ni humos.

Para saber más sobre el yeso: haz clic aquí... o bien aquí.

La cal (II)

Otra presentación de ANCADE, esta vez acerca del proceso de fabricación de la cal:

La cal (I)

La cal es un material conocido y utilizado desde muchos siglos atrás. Es el primer conglomerante hidráulico que se conoció, por lo que los primeros morteros (argamasas) y hormigones se hicieron con cal.

La cal se obtiene a partir de un tipo de roca muy extendido por todo el mundo: las calizas. Las rocas calizas están formadas esencialmente por carbonatos de calcio y de magnesio. Calcinando y posteriormente hidratando estas sustancias se produce una serie de reacciones químicas cuyo producto final es la cal.

Existe una multitud de aplicaciones industriales para la cal. Dentro del sector de la construcción, actúa como conglomerante en morteros para enlucidos y revocos, en los pavimentos asfálticos y en la estabilización de suelos, e interviene en la fabricación del cemento, del vidrio, del aluminio y del acero, de materiales aislantes y de productos silicalcáreos (ladrillos, estucos...).

Para obtener más información, visitar la web de ANCADE (Asociación Nacional de Fabricantes de Cales y Derivados de España), de donde procede las siguiente presentación acerca de las aplicaciones de la cal:

El hormigón (II): vídeos

Vídeo sobre construcción con hormigón:



Vídeo sobre la producción de prefabricados de hormigón (tubos para el alcantarillado):

El hormigón (I)

El hormigón (también denominado concreto en algunos países de iberoamérica) es un material profusamente utilizado en la construcción, que resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes hidráulicos con áridos, agua y eventualmente aditivos y adiciones.

Los aditivos se utilizan para modificar las características básicas del hormigón, y existe una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, etc.

Cuando se habla de hormigón, y si no se especifica otra cosa, el conglomerante al que se hace referencia es el cemento. Por eso, coloquialmente se suele confundir el hormigón con el cemento: "la estructura de ese edificio es de cemento...", "han colocado un pavimento de cemento en el patio..." Pero esto es un error: recuerda que el cemento es un ingrediente, y que el hormigón es el producto resultante.

A diferencia de los morteros, que sólo contienen áridos finos (arenas), en las mezclas de los hormigones también intervienen áridos gruesos (gravas y gravillas).

Al mezclar el cemento con el agua y con el árido fino se forma una pasta que envuelve a los granos de piedra más gruesos (grava). Cuando el cemento se hidrata al contacto con el agua, se inician complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material monolítico de consistencia pétrea.

La siguiente presentación, realizada por Corporación Noroeste (Grupo CIMPOR) en http://www.corpnor.es/, muestra el proceso de fabricación del hormigón:

Los morteros (II)

La siguiente presentación, realizada por Corporación Noroeste (Grupo CIMPOR) en http://www.corpnor.es/, muestra el proceso de fabricación del mortero seco:

Los morteros (I)

En construcción, se llama mortero a la mezcla de un aglomerante hidráulico (cemento o cal) con un árido fino y agua. Generalmente se utiliza en obras de albañilería, como:

• material de agarre para colocar ladrillos (foto), bloques y baldosas
• revestimiento de paredes
• capa superficial de soleras de hormigón

Hay varias formas de preparación del mortero para su utilización en las obras:

• elaboración a pie de obra, mezclando todos los componentes (recibidos por separado) en el momento en que se necesite. Es la manera más habitual de prepararlo cuando se trata de pequeñas cantidades.


• elaboración de mortero húmedo en una planta industrial, que lo transporta a la obra ya amasado y listo para su uso. Es la alternativa más apropiada para el uso ocasional de una gran cantidad de mortero.


• elaboración de mortero seco en una planta industrial, que suministra a la obra un silo de almacenaje que contiene el aglomerante y el árido para proceder a su mezcla y amasado con agua cuando sea preciso. Es la opción más adecuada para el uso continuado de grandes cantidades de mortero.

El cemento (III)

En las páginas web de algunas empresas cementeras hay presentaciones sobre el proceso de fabricación que pueden resultar interesantes:

• HOLCIM (clic aquí). La presentación se inicia con una panorámica de una fábrica de cemento: al desplazar el ratón sobre la imagen aparecen pequeños rótulos que te indican qué parte de la instalación estás señalando. Luego abre el Menú y selecciona las distintas fases del proceso para ver una secuencia explicativa.
• Cementos LA UNION:(clic aquí). Mueve el ratón sobre los rótulos para ver imágenes relacionadas con cada fase del proceso.

El cemento (II)

Un vídeo de la serie "Así se hace" de Discovery Channel nos muestra el proceso de elaboración del cemento:

El cemento (I)

Desde su descubrimiento en el siglo XVIII, el cemento ha permitido un extraordinario desarrollo de las técnicas de construcción. Es el conglomerante hidráulico de mayor uso en la actualidad, y su consumo es uno de los indicadores que suelen emplearse para valorar la evolución económica de los países.

Al mezclarse con agua, el cemento forma una pasta que adquiere una elevada resistencia mecánica. Esto le convierte en el conglomerante por excelencia para elaborar morteros (empleados para revestir fachadas y para unir piezas de obras de fábrica, tales como ladrillos y bloques) y hormigones (usados para construir estructuras y elaborar productos prefabricados, como son las baldosas, bordillos, bloques y tubos).

En la web de IECA (Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones) hay abundante información sobre el cemento. Y en la siguiente presentación, realizada por Corporación Noroeste (Grupo CIMPOR) en http://www.corpnor.es/, se muestra el proceso de fabricación del cemento:

Los ligantes en la Construcción

La evolución de la actividad constructora del hombre llevó, hace muchos siglos, al empleo de las argamasas en sus construcciones. Básicamente, servían para unir entre sí los trozos de piedra empleados en los muros, aumentando su estabilidad y evitando el paso del agua y de corrientes de aire a través de las juntas. Con el paso del tiempo, las distintas civilizaciones fueron descubriendo nuevos materiales y nuevas posibilidades. Así, desde el primitivo uso del barro se fue avanzando hacia la utilización de la cal, el yeso, el cemento y los asfaltos. Todos ellos pertenecen al grupo de los materiales ligantes.

Hay dos tipos de materiales ligantes: los aglomerantes y los conglomerantes. Unos y otros se caracterizan por su capacidad para unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto. Pero en los aglomerantes (como arcilla y betún) este efecto tiene lugar a través de procesos de carácter exclusivamente físico , mientras que en los conglomerantes (como yeso, cal y cemento) se producen transformaciones químicas que originan nuevos compuestos.

La clasificación más habitual es la siguiente:

• Conglomerantes aéreos: son aquellos que sólo pueden endurecer en contacto con el aire
• Conglomerantes hidráulicos: son los que indistintamente pueden endurecer en
  contacto con el aire y sumergidos en agua
• Aglomerantes hidrocarbonados: son productos procedentes de la destilación del petróleo (asfalto) o del carbón (alquitrán) y que contienen betún (por ello suelen denominarse ligantes bituminosos)

Los ligantes se caracterizan principalmente por su:

• plasticidad: en combinación con el agua (aéreos e hidráulicos) o por acción del calor (bituminosos) forman pastas de consistencia plástica
• moldeabilidad: rellenan con facilidad el espacio que los contiene (encofrados y moldes)
• resistencia: al endurecer desarrollan una apreciable resistencia mecánica

Se llama pasta al conjunto de conglomerante más agua, mezclados homogéneamente mediante el amasado. Los morteros son una mezcla de pasta con áridos finos (tamaño del grano inferior a 5 mm) y los hormigones son una mezcla de pasta con áridos finos y gruesos (tamaño del grano superior a 5 mm).

Extracción de áridos y Medio Ambiente

El proceso de obtención de áridos afecta de manera inevitable al medio ambiente, ya que provoca cambios en el paisaje, en los cursos de agua, en la composición de suelos y en los niveles freáticos. Por eso es muy importante que las empresas productoras de áridos desarrollen medidas preventivas y correctoras del impacto ambiental.

Los problemas medioambientales provocados por la extracción de áridos frecuentemente se producen en las llamadas graveras (explotaciones en entornos fluviales), como ilustra el siguiente vídeo:



Cuando se deja de explotar un yacimiento, es preciso proceder a su restauración, como se explica en este otro vídeo:

Haz clic sobre el cartel de la derecha

(publicación de ANEFA) para ampliarlo

y ver esquemas sobre la restauración

de varios tipos de explotaciones de áridos:

Otro vídeo más, que denuncia las acciones más agresivas con el medio ambiente:

Los áridos

Se conoce con el nombre genérico de áridos a los materiales granulares (arenas y gravas) procedentes de las rocas, utilizados como materia prima en la construcción y en la industria. Los áridos son, desde luego, el material pétreo con mayor consumo y, en comparación con otras materias primas consumidas por el hombre, ocupa el segundo lugar (después del agua) con unas cifras de alrededor de 7 toneladas por habitante y año.

Una primera clasificación de los áridos atiende a su origen: natural o artificial. Los áridos de origen natural se extraen de yacimientos detríticos no consolidados (terrenos sedimentarios y cauces fluviales, principalmente). Los áridos de origen artificial se pueden obtener por trituración de rocas masivas y consolidadas (granito, diorita, calizas, cuarcitas...). Coloquialmente, esta distinción se suele hacer denominando a los primeros áridos de río y a los segundos áridos de cantera. Otra vía para obtener un árido (artificial) es por reciclado de residuos de la construcción (escombros de hormigón, asfalto, industria marmolera...).

Si buscas información adicional en la red, probablemente te encuentres con los agregados. Es el término que, por influencia del idioma inglés (aggregate), se suele emplear en Sudamérica para referirse a los áridos.

En la web de ANEFA (Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Aridos) hay abundante información sobre los áridos. Es de especial interés el documento .pdf enlazado aquí de la web Conoce los áridos.

Y en la siguiente presentación, realizada por Corporación Noroeste (Grupo CIMPOR) en http://www.corpnor.es/, se muestra el proceso de fabricación de los áridos artificiales o de cantera:

También es interesante el siguiente vídeo, que muestra una instalación sencilla, de las más habituales para producir áridos:

Los materiales pétreos

Las rocas son una fuente de materias primas para innumerables usos, aunque principalmente tienen que ver con el sector de la construcción y sus industrias auxiliares (fabricación de materiales). Pero, ¿cómo se consiguen todas esas aplicaciones? El siguiente vídeo de Discovery Channel lo ilustra muy bien:



Veamos otro vídeo que ilustra una técnica de gran precisión para el corte de mármoles, granitos, etc (también sirve para cortar metales, plásticos...): el corte con chorro de agua a alta presión

Clasificación de materiales: metales y no metales

Los metales comparten tantas propiedades importantes que resulta muy interesante hacer una clasificación de los materiales que separa a los metálicos de los no metálicos:

– Materiales metálicos. El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros (por ejemplo Fe, Cu, Al, Mg, Ni, Ti, Pb, Sn, Zn) como a las aleaciones con características metálicas (como el acero, el bronce y el latón). Se caracterizan por lo siguiente:

• poseen buena conductividad térmica y eléctrica
• tienen un brillo característico, llamado metálico
• son dúctiles o deformables
• están formados por moléculas monoatómicas
• son muy poco reactivos con el hidrógeno
• se combinan con el oxígeno para formar los óxidos
• tienen una densidad elevada y son sólidos a temperatura normal (excepto el mercurio, que es líquido)

– Materiales no metálicos. Por exclusión, se denominan no metálicos a los materiales que no reúnen las propiedades de los metales. La mayoría de los elementos químicos conocidos son metales, sólo 17 son no metales y 8 son metaloides. Esta categoría incluye a los compuestos orgánicos y muchos inorgánicos (óxidos, sales...), y materiales tan distintos como la madera, la cerámica, el hormigón, el vidrio, el caucho, los plásticos... Los no metales se distinguen por:

• poseen un amplio rango de propiedades
• en comparación con los metales, son menos dúctiles, menos resistentes, menos densos, aislantes, no magnéticos
• muchos de ellos son inertes (no reaccionan químicamente)

Para saber más de los metales haz clic aquí, o bien aquí

Clasificación de materiales: sólidos cristalinos y amorfos

Unicamente en los materiales sólidos, la distinta estructura interna de la materia da lugar a la siguiente clasificación:

• Sustancias cristalinas: los átomos se unen entre sí mediante una perfecta ordenación geométrica, formando estructuras tridimensionales periódicas ó cristales. En esta forma encontramos elementos como el hierro (Fe), el diamante y el grafito (variedades del carbono, C), y compuestos tales como la sal común (cloruro sódico, ClNa) y el carbonato cálcico (CaCO3).


• Sustancias vítreas o amorfas: los átomos no siguen un patrón regular y repetitivo. Es el caso del vidrio y de muchos materiales plásticos.

Hay sustancias que, con la misma composición química, pueden ser cristalinas o bien amorfas. Es el caso de la sílice (SiO2) que puede solidificar en forma cristalina (cuarzo y otras) o amorfa (vidrio). El resultado depende de la velocidad de enfriamiento, de las características de los enlaces atómicos y de la presencia de impurezas.

¿Qué son los sistemas cristalinos?

Haz clic sobre este texto para saberlo.

¿Cómo se forman las sustancias cristalinas?

Pincha en el texto de la izquierda para averiguarlo.



¿Qué son los minerales?

En el texto que aparece a la derecha puedes aprender sobre ellos.

Los estados de agregación de la materia

Los materiales y, en un sentido amplio, toda la materia física, se nos puede presentar en varias fases o estados. Las más habituales son la fase líquida, la fase sólida y la fase gaseosa. Y son las más habituales porque son las únicas que podemos percibir con nuestros sentidos en las condiciones naturales de presión y temperatura que se dan en nuestro entorno. Pero hay más. Por ejemplo, la fase de plasma, palabra que últimamente resulta más familiar gracias a los modernos televisores. Sin embargo, para los objetivos de ESO y BAT no es necesario estudiar ni la fase de plasma ni algunas otras más raras:

• haz clic en esta página para revisar tus conocimientos sobre sólidos, líquidos y gases...
• haz clic en esta otra para profundizar algo más sobre los estados de agregación...

En la siguiente imagen, que muestra el ciclo del agua, puedes revisar cómo se llama a cada proceso de transformación de un estado de la materia a otro:

Los cambios entre un estado y otro debidos a las variaciones de presión y temperatura se suelen representar con los diagramas de fase.

El estudio de los materiales en la materia de Tecnología (ESO y BAT) se dirige principalmente hacia los materiales que normalmente aparecen en estado sólido. ¿Por qué? La R.A.E. define la tecnología como el "Conjunto de teorías y de técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico". También cabe decir que tecnología es el "conjunto de habilidades que permiten construir objetos y máquinas para adaptar el medio y satisfacer nuestras necesidades". Y son los cuerpos sólidos los que permiten construir los objetos, las estructuras y las máquinas que nos rodean.

La estructura de la materia

La distribución de los átomos de la materia física es lo que conocemos como estructura interna de un material. La forma en que se organizan los átomos de la materia permite establecer algunas diferencias:

• cuando todos los átomos que constituyen una sustancia son idénticos, dicha sustancia recibe el nombre de elemento químico;



• cuando los átomos que constituyen una sustancia son diferentes, dicha sustancia se llama compuesto químico;

Tanto los elementos como los compuestos reciben el nombre general de sustancias puras o, simplemente, sustancias, con propiedades fijas que las diferencian unas de las otras.

Los átomos de las sustancias puras pueden organizarse de tres formas:

• átomos independientes, sin ninguna unión entre sí. Así ocurre con gases como el neón (Ne) o el radón (Rn)
• átomos unidos en grupos de pocos átomos, llamados moléculas. Es el caso de elementos como el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2), el nitrógeno (N2), y de compuestos como el agua (H2O), el amoníaco (NH3), etc
• muchos átomos unidos entre sí con una perfecta ordenación geométrica, formando estructuras tridimensionales periódicas ó cristales. En esta forma encontramos elementos como el hierro (Fe), el diamante y el grafito (variedades del carbono, C), y compuestos tales como la sal común (cloruro sódico, ClNa) y el carbonato cálcico (CaCO3).

Los tipos de uniones entre los átomos tienen una influencia decisiva en las propiedades de un material. Así, en general, un material cuyos átomos se unen mediante enlaces débiles tendrá una temperatura de fusión y de ebullición bajas, y probablemente será blanda. Mientras que otro material cuyos átomos se unen con enlaces fuertes tendrá una temperatura de fusión y de ebullición altas, y será duro.

Haz clic aquí para entender mejor qué es la materia y sus características...

Haz clic sobre el texto de al lado para leer una buena explicación adicional sobre materia, sustancias puras, propiedades...

Los materiales y sus propiedades

Hablar sobre los materiales implica hablar de sus propiedades. Según el Diccionario de la R.A.E. la acepción de propiedad que nos interesa es la de "atributo o cualidad esencial de algo". Esto significa que cuando estudiemos las propiedades de los materiales nos estaremos fijando en sus características más importantes y que (en las mismas condiciones de estudio) son permanentes e invariables. Veamos por qué con un par de ejemplos.

El oro y los diamantes son caros porque son materiales escasos, pero no podemos considerar el precio como una propiedad de este material porque algún (extraño) día podrían descubrirse nuevos yacimientos con tanta abundancia de los mismos que hiciera disminuir su coste. El precio del oro y del diamante podría entonces ser el mismo que el del aluminio y el del cuarzo, respectivamente. Pero el oro seguiría siendo mejor conductor de la electricidad que el aluminio, y el diamante seguiría siendo más duro que el cuarzo.

De la misma forma, alguno de nosotros podría asegurar que un suelo de madera es más bonito que un suelo de piedra. Pero de ninguna manera podemos considerar la belleza como una propiedad de estos materiales, puesto que no se puede medir. ¿Por qué? Porque la belleza constituye un atributo subjetivo de las cosas, perteneciente o relativo a nuestro modo de pensar o de sentir, y no al material en sí mismo.

¿ Y cómo podemos asegurarnos de que alguna característica de un material constituye una de sus propiedades? Pues comprobando que se pueda estudiar aplicando el método científico (haz clic para saber más).

Al principio de este artículo señalábamos que, en las mismas condiciones de estudio, las propiedades de un material son permanentes e invariables. Es importante resaltar el matiz que hace referencia a las condiciones de estudio, porque las propiedades de los materiales pueden cambiar cuando las condiciones de su entorno cambian: el hierro experimenta variaciones de volumen cuando varía la temperatura ambiente (se dilata al calentarse y se contrae al enfriarse), y por tanto hay una variación de su densidad, que es una propiedad del hierro y de todos los materiales. Lo que se debe tener en cuenta es cómo se produce ese cambio de densidad: que siempre, cuantas veces se nos ocurra repetir el experimento, la densidad del hierro a 25ºC (ver condiciones normales de presion y temperatura) será 7.850 kg/m3.

¿Por qué este blog?

La historia de la Humanidad está marcada por los hitos alcanzados en el desarrollo de las civilizaciones. Y el progreso de las distintas culturas siempre ha estado muy ligado al de los materiales cuyo aprovechamiento tenían a su alcance. Hasta tal punto que diversas etapas del progreso de las sociedades prehistóricas son conocidas por los materiales que incorporaban a su conocimiento: la Edad de Piedra, la Edad del Bronce y la Edad del Hierro. Los historiadores del futuro probablemente recordarán nuestra época como la Edad del Plástico.

Nuestro entorno rebosa de objetos, elementos y sustancias de todo tipo que nos hemos acostumbrado a usar cotidianamente, sin plantearnos el por qué de su existencia. Más allá de la historia de su descubrimiento o invención, esos objetos, elementos y sustancias existen tal y como los conocemos gracias a los materiales de que están hechos. Materiales que percibimos a través de nuestros sentidos, que ocupan el espacio que nos rodea, y que dan forma al mundo físico que conocemos. Materiales con una variedad de propiedades tan extensa como la lista de sus posibles aplicaciones. De hecho, nuestro conocimiento acerca de los materiales siempre ha surgido por razones prácticas, a través de la demanda por encontrar algo con las propiedades adecuadas para satisfacer alguna necesidad humana.

Con este blog pretendemos crear una herramienta para compartir información que ya está en la red, y que puede resultar útil en el estudio de los materiales en las materias de Tecnología, dentro de las etapas de Educación Secundaria Obligatoria y de Bachillerato.