3. Materiales artificiales.

La moderna industria química ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales: materiales artificiales; aunque algunos de ellos provienen de tiempos remotos como el vidrio y el papel.

El vidrio, al estar compuesto fundamentalmente de silicio, es un material muy fácil de conseguir. El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre.
 Solamente con arena de playa podríamos obtener vidrio.  Los principales componentes de este son sílice, carbonato sódico y carbonato cálcico.

El papel, es el material más usado por el ser humano.
El primer material de esta clase del que se tiene constancia es el papiro. 
En los lugares en los que no existía el papiro se usaba el pergamino.
El principal componente de nuestro papel actual, es la celulosa. Como la demanda actual de papel es muy alta, está provocando daños a nuestro ecosistema, aunque entre todos podemos reciclarlos y ayudar a nuestro planeta.

3.1. Materiales de construcción: cementos y hormigones.


 

Existen aglomerantes naturales que se emplean desde hace mucho tiempo. Los egipcios se valían
del yeso y diversas formas de mortero.
Los romanos con el opus caementicium, compuesto con cal y ceniza volcánica del Vesubio, conocida como puzolana.
Con el fin del Imperio, el mortero.
Hoy en día existe un tipo de cemento para cada necesidad de construcción, pero básicamente todos se elaboran a partir de arcilla y roca caliza finalmente pulverizada y sometida a un proceso de cocción, el producto obtenido se le llama Clinker.
Los componentes químicos del cemento son silicatos de calcio y eventualmente otros metales como el hierro, el aluminio o el manganeso.
El proceso, que según el tipo de cemento puede durar desde algunos minutos hasta varias horas, recibe el nombre de fraguado.
Con cemento como aglutinante y diversos componentes áridos se elabora el hormigón, el cual, es una piedra artificial capaz de soportar esfuerzos muy grandes.
Se le añaden gravillas de acero y se obtiene el hormigón armado, el cual, es un material muy resistente.

3.2. Los modernos materiales artificiales: los polímeros.

Los polímeros son sustancias constituidas por moléculas enormes, resultado de la concatenación de un gran número de moléculas de tamaño normal llamadas monómeros.
Estos están presentes en multitud de objetos de nuestra vida cotidiana.
 En bioquímica son muy comunes los polímeros, un buen ejemplo de esta es el colágeno, fibra que hace posible la cohesión de tejidos como la piel y los músculos.
Dada la increíble variedad de polímeros que existe en la actualidad su clasificación es una tarea difícil.

·                     Según el criterio de la clasificación del comportamiento de los polímeros, podemos clasificarlos en:

1.            polímeros termoplásticos, que se reblandecen por acción del calor sin que su estructura molecular sufra alteraciones.

2.            Polímeros termoestables, que una vez enfriados no pueden volver a ser moldeados por efecto del calor.

·                     Según sus propiedades mecánicas:

1.            Elastómero: polímeros capaces de soportar grandes deformaciones sin llegar a romperse y de volver a recuperar su forma.

2.            Plastómeros: aquellos que al surgir una transformación no vuelve a recuperar su forma.

3.            Fibras: presentan alta resistencia a las deformaciones.

4.            Recubrimientos: sustancias liquidas que puede extenderse sobre superficies formando una fina película protectora.

5.            Adhesivos: capaces de formar fuertes enlaces con las superficies con las que entran en contacto.

2. Materiales Naturales.

La naturaleza es la única que proporciona materiales. Para que estos materiales no se extingan, debemos esforzarnos por cuidar y proteger nuestro entorno natural.
Los materiales naturales son: el petróleo, la piedra natural, la madera y los metales.

-    El petróleo.

 El nombre de este material se debe a su apariencia  aceitosa y su origen mineral; es el resultado de la descomposición de la flora y la fauna marina en ausencia de oxígeno durante millones de años. 
 La composición química es una mezcla de hidrocarburos.

 El petróleo crudo tiene poca utilidad, por ello es necesario

             refinarlo. Para ello se utilizan las refinerías, que son plantas
             industriales en las que el petróleo es sometido  a procesos 

             físicos y químicos; el principal proceso físico al que se somete es la destilación, y el proceso químico principal es la descomposición.

-     

     La piedra natural.

Durante siglos, la piedra natural ha servido para que las obras de los humanos perduren.   El principal problema de este material es su transporte. Hoy en día la piedra natural ha sido   sustituida en la construcción por modernos materiales y piedras artificiales como el  hormigón.  Las piedras se pueden clasificar en cinco grandes grupos: arenisca, pizarras, calizas, granitos y mármoles.

-La arenisca:  es una roca sedimentaria  formada por una arena y un aglutinante natural, la mayoría  resisten mal  el paso del tiempo.                                            

-Las pizarras:  son rocas metamórficas; se trata  de arcillas compactadas, fáciles de  fragmentar en finas hojas planas.

-Las rocas calizas: son aquellas cuyo componente principal es el carbonato cálcico. Por sus propiedades mecánicas ha sido el material preferido  para la construcción de las grandes catedrales.     

-El granito: es una roca plutónica formada a partir del magma. Esta roca es extremadamente dura, pesada y resistente.            

-El mármol:  es una roca metamórfica, es el tipo de piedra ideal para ornamentación. En la actualidad es el principal  material del que se surte la arquitectura funeraria.

                                                                                                                                                                                  
                                                                               

-         La madera

             Las características de la madera son: flexibilidad, ligereza, dureza, abundancia y facilidad de trabajo;  estas la han convertido en una de las materias primas más explotadas de la historia de la humanidad. La consecuencia de obtenerla es la desforestación que se lleva a cabo. Los dos componentes principales son la celulosa y la lignina. Ambos componentes son polímeros naturales.

-          Los metales.

              Los metales se distinguen por sus propiedades, las cuales son:

-Suelen tener brillo.

-Son dúctiles.

-Son maleables.

-Suelen ser buenos conductores de la electricidad y del calor.

-Forman iones positivos.

Los metales  reaccionan con facilidad con otros elementos, formando compuestos; esto explica la existencia de minerales.

             Muchos metales mejoran sus propiedades al mezclarse con uno o más elementos, esto

             recibe el nombre de aleación.

11.   Localización de la materia prima y de los principales productos.

Son muy pocos los materiales utilizados actualmente por el ser humano que no pasan previamente por un proceso de elaboración o transformación, ya que siempre resulta necesario partir de una materia prima. El origen de esta materia prima puede ser mineral, vegetal o animal. A su vez, un producto elaborado puede servir de materia prima para manufacturar otro.

1.1.      Materia primas que han resultado fundamentales para la humanidad.

A lo largo de la historia, el número de materia primas y productos manufacturados ha ido aumentando de forma paralela a las necesidades humanas.

La necesidad de defenderse y alimentarse llevó a los primeros humanos a utilizar materiales minerales como el sílex o el pedernal, una forma de dióxido de silicio muy dura y abundante con la que elaboraban herramientas cortantes.

La necesidad de protegerse del frío fue satisfecha con el uso de pieles.

Ambas necesidades combinadas entre sí determinaron el uso de la madera, así como el de distintos tipos de piedra que resultaban idóneos para la construcción. Nuestros antepasados descubrieron que al mezclar hierba seca y arcilla se obtenía el adobe, que hoy en día aun es utilizado para la fabricación de ladrillos.

1.2.      Materias primas fundamentales en el mundo actual.

De un modo u otro todas son importantes, pero solo algunas han alcanzado la consideración de materia primas estratégicas.

El petróleo es sin duda la más codiciada. Como suele ocurrir, lo que para muchos supone una tragedia es para algunos una oportunidad de negocio.

El hierro se conoce desde hace miles de años, pero desde la revolución industrial ha adquirido, junto con el carbón, una importancia primordial. El carbón ha perdido relevancia respecto al petróleo, y por ese motivo sigue siendo aún muy abundante.

Por sus propiedades eléctricas el cobre es otro de los metales fundamentales en el mundo actual y es uno de los componentes del bronce, junto con el estaño, por lo que ha sido objeto de deseo por parte de muchas civilizaciones desde hace más de 4000 años.

La electrónica moderna se sirve de materiales que por sus propiedades eléctricas han superado al cobre en importancia. Se trata de los materiales semiconductores. El más importante es el silicio, componente principal de los modernos chips electrónicos.

Como hemos visto, la mayoría de los materiales estratégicos son conocidos por el gran público, pero sin embargo, existen materiales menos conocidos pero esenciales para nuestra vida cotidiana. Un ejemplo de máxima actualidad es el tantalio, metal cuya resistencia al calor y a la corrosión lo convierte en ideal para diseñar circuitos electrónicos muy pequeños y de bajo consumo. Los actuales teléfonos móviles son una realidad gracias a las modernas baterías recargables de gran capacidad y sobre todo a este material.