Uso de los Metales
Los metales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, entre ellas:
- Monedas
- Medios de transporte
- Obras de construcción
- Utensilios de cocina
- Electrodomésticos
- Cableado
- Prótesis
Propiedades de los Metales
Los metales poseen una serie de propiedades que los hacen adecuados para estas aplicaciones:
- Buena resistencia mecánica a la tracción, compresión y flexión (se utilizan como elementos estructurales)
- Buenos conductores eléctricos y térmicos (se usan en el transporte de energía eléctrica o para fabricar cazos o sartenes)
- Son dúctiles y maleables, gran facilidad para alargarse en hilos o alambres y para extenderse en planchas
- Algunos tienen gran elasticidad, recuperan su forma tras aplicarles una fuerza
- Todos tienen alta temperatura de fusión, excepto el mercurio, que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente
- Algunos son magnéticos, pueden ser atraídos por imanes
Metales Férricos
Hierro Dulce
El hierro dulce es un metal dúctil y maleable, prácticamente hierro puro y de color gris plateado. Es muy abundante en la naturaleza y se oxida fácilmente. Se utiliza en:
- Núcleos de electroimanes
- Transformadores
- Aplicaciones eléctricas y electrónicas
Acero
El acero es un metal dúctil y maleable que se obtiene mediante forjado y mecanizado. Es tenaz y resistente a la tracción, pero se oxida fácilmente. Tiene un bajo coste de obtención y se utiliza en:
- Chapas
- Alambre
- Vigas
- Herramientas y máquinas
- Barcos
- Trenes
- Coches
Fundición Gris
La fundición gris es un metal menos dúctil y tenaz que el acero, pero más duro. Se utiliza para obtener piezas más complejas y de diferente tamaño que no se pueden soldar. Es frágil, pero resistente a la tracción.
Metales No Férricos
Metales Puros
Cobre
El cobre es un metal rojizo, blando, dúctil, maleable y excelente conductor del calor y de la electricidad. Se utiliza en:
- Cables conductores
- Fabricación de utensilios (vasijas, monedas)
Estaño
El estaño es un metal blanco brillante, muy ligero, fácil de soldar y buen conductor del calor y de la electricidad. Se utiliza en:
- Chapas
- Alambre
- Vigas
- Herramientas y máquinas
- Barcos
- Aviones
- Coches
Aluminio
El aluminio es un metal blanco y plateado, muy ligero y maleable y muy abundante en la corteza terrestre. Se utiliza en:
- Algunas latas de bebidas
- Utensilios de uso cotidiano
- Carpintería
Titanio
El titanio es un metal blanco plateado con brillo. Es muy caro y muy resistente a la corrosión. Se utiliza en:
- Trasplantes dentales
- Prótesis biomédicas
- Bielas y muelles en automóviles
Aleaciones
Bronce
El bronce es un metal de color amarillo oscuro, duro, resistente a los esfuerzos, a la corrosión y a los agentes atmosféricos. Se utiliza en:
- Grifería
- Válvulas
- Muelles
- Esculturas
- Monedas
- Campanas
- Instrumentos musicales
Latón
El latón es un metal de color dorado, dúctil, maleable y flexible. Es resistente a los agentes atmosféricos y a la corrosión en agua salada. Se utiliza en:
- Construcción de barcos
- Cerraduras
- Piezas de fontanería
- Bisagras
Obtención del Aluminio
- Se extrae la bauxita y se tritura
- Se agrega hidróxido de sodio y se calienta para obtener aluminato de sodio
- Se agrega agua y se separa el precipitado de hidróxido de aluminio
- Se calienta la mezcla en un horno y se obtiene alúmina, que se mezcla con criolita para disolverlo
- Se introduce la mezcla en una celda electrolítica y se produce una reacción química
Trabajar los Metales en el Taller
:
Medir y trazar: ragla o escuadra metálica, compás de puntas metálicas, granate, punta de trazar y martillo
Cortar: alicates, tijeras para metal, sierra de arco, banco de trabajo y gato
Doblar y curvar: mazo de plástico, alicates y banco de trabajo
Perforar o taladrar: punzón, martillo y taladradora de columna
Debastar y afinar: cepillo para metal, lima y banco de trabajo
Unir: llave plana y tuercas, soldador, pistola termofusible y remachadora
Conformación por deformación
Los procesos de conformación por deformación más importantes son el laminado, la estampación en caliente y la embutición.
Laminado. El metal caliente pasa a través de una serie de rodillos colocados de forma paralela y que, al moverse en sentidos contrarios, lo aprisionan. De esta forma se consigue disminuir el espesor y aumentar la longitud del metal. Este proceso se utiliza para conseguir productos de sección constante, como planchas, chapas, perfiles y barras.
Estampación en caliente. El material fundido se introduce entre dos moldes de acero o matrices. Mediante compresión, al juntar las matrices, el material adopta la forma deseada, es decir, la del molde en cuestión. Este proceso se utiliza para fabricar carrocerías de vehículos, radiadores, etc.
Embutición. Es un tipo de estampación en frío. Consiste en dar la forma deseada a una lámina de metal mediante la compresión que un punzón ejerce sobre ella. Así se obtienen piezas huecas y se fabrican latas, cubetas, cojinetes, baterías de cocina, bañeras de chapa, etc.
Moldeo: Consiste en introducir material fundido en un molde que tiene la forma de la pieza que queremos obtener. Al enfriarse el metal, se solidifica y se obtiene la pieza deseada. Este proceso se utiliza para conseguir piezas complicadas, como platillos metálicos, tornillería, etc.
Conformación con arranque de viruta
La técnica de conformación con arranque de viruta consiste en eliminar material de un trozo de metal mediante una máquina-herramienta como el torno o la fresadora.
Cuando se usa el torno, la máquina sujeta el trozo de metal y le imprime un movimiento de rotación. Después, con una herramienta apropiada, se elimina el material sobrante hasta obtener la forma de la pieza deseada. El torno se utiliza para obtener piezas de revolución, como cilindros, roscas, conos, etc.
Cuando se usa la fresadora, la máquina gira y la pieza está quieta, a diferencia de lo que ocurre con el torno. En la fresadora es la fresa la que va al encuentro de la pieza y la que arranca el material. Hay diferentes tipos de fresa según el mecanizado de la pieza. Esta máquina se usa para obtener engranajes, mecanizados de agujeros en bloques de material, etc.
Impacto ambiental por la explotación de metales
Deforestación. Erosión del suelo y pérdida de la capa fértil. El suelo fértil, debido a los movimientos de tierras y al no tener capa vegetal que lo sujete, es arrastrado por el agua de lluvia y por el viento.
Emisiones sólidas. Se emite una gran cantidad de partículas (polvo) a la atmósfera durante las actividades extractivas, como la voladura y el arranque de material, o durante los procesos de carga y transporte. También se produce una importante remoción eólica de material en todos los procesos, tanto extractivos como de desecho (escombreras).
Reducción de la biodiversidad. Desaparición de la fauna y de la flora porque pierden su hábitat.
Emisiones gaseosas. En las voladuras y en el arranque de material se produce la emisión de gases que aumentan el efecto invernadero: CO2, CO y grisú (metano y aire, altamente explosivo). En el transporte y posterior tratamiento del mineral para la obtención del metal se emiten a la atmósfera óxidos de nitrógeno y azufre que provocan lluvia ácida.
Alteraciones en los regímenes hídricos. Al modificar el relieve y las propiedades físicas del suelo, se produce una variación en los sistemas naturales de las corrientes hídricas tanto superficiales como subterráneas.