Explorando los Materiales: Clasificación, Propiedades y Metales Esenciales

Los Materiales y su Clasificación

Un material es cualquier tipo de sustancia que se utiliza para la construcción de un objeto.

Materia Prima

Se refiere a aquellos recursos obtenidos de la naturaleza con el fin de emplearlos en algún proceso posterior de producción. Una materia prima puede no ser un material en el sentido definido: el petróleo.

Evolución de los Materiales

Cada nueva etapa de la evolución tecnológica ha comportado la incorporación de nuevos materiales, algunos de los cuales cobraron tanta importancia que sirvieron para denominar un periodo, como la Edad de Piedra, la Edad de Bronce y la Edad del Hierro. En la etapa actual de esta evolución, el ser humano ha sintetizado materiales que no existían en la naturaleza, como los plásticos.

Propiedades de los Materiales

Estas pueden clasificarse según diferentes criterios:

• Electromagnéticas: como la conductividad, si tienen relación con la electricidad y los campos magnéticos.
• Térmicas: como el carácter refractario.
• Químicas: como la resistencia a los ácidos, si describen de qué manera reacciona un material con otras sustancias.
• Ópticas: como la transparencia, si se refiere a las interacciones con la luz, y de forma similar con otros tipos.

En la fabricación de objetos, tienen una importancia especial las propiedades mecánicas. Las principales son:

Dureza:

Es la resistencia que ofrece un material a ser perforado o rayado.

Tenacidad:

Es la capacidad que tiene un material de no deformarse ni romperse cuando se le aplica una fuerza.

Plasticidad:

Es la capacidad que tiene un material de deformarse por acción de una fuerza y de retener la nueva forma.

Elasticidad:

Es la capacidad de un material de recuperar su forma original, una vez cesa la acción de la fuerza que ha provocado su deformación.

Ductilidad:

Es la capacidad de un material de experimentar grandes deformaciones en frío sin romperse.

Maleabilidad:

Es la capacidad de un material de sufrir una deformación plástica sin que se produzcan roturas.

Metales y Aleaciones

Los metales y aleaciones son materiales de origen mineral que están compuestos por uno o más elementos metálicos.

• Si el material está formado por un solo elemento químico, es un metal puro.
• Si el material está formado por más de un elemento químico, es una aleación.

Metales Puros

• Son abundantes, pero rara vez pueden encontrarse en la naturaleza en estado puro, sino formando parte de minerales de los que normalmente son difíciles de extraer.
• Tienen gran dureza.
• Se pueden trabajar mediante procesos de fundición, lo que posibilita su configuración en diversas formas: barras, láminas, tubos, etc.
• Son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Tienen gran resistencia mecánica, lo que permite utilizarlos en la formación de estructuras sometidas a grandes esfuerzos.
• Se pueden reciclar con facilidad.
• Su principal inconveniente es que se corroen con facilidad al estar expuestos al oxígeno atmosférico, produciendo la formación de óxidos que hacen que el metal pierda sus propiedades.

Cobre

• Se cree que fue el primer metal puro utilizado por el ser humano.
• Abundante y fácil de obtener, ya que se puede encontrar en estado casi puro y en minerales de los que es fácil de separar.
• Muy buen conductor eléctrico.
• Muy dúctil.
• Fácil de trabajar.
• Maleable.
• Relativamente blando.

Hierro

• Es el metal más utilizado en la actualidad.
• Abundante.
• Gran resistencia.
• Gran maleabilidad.
• Propiedades magnéticas (por ello se usa en imanes).
• Se trabaja con facilidad por fundición y admite soldadura.
• Su principal inconveniente es que se corroe con facilidad con el oxígeno atmosférico, sobre todo en ambientes húmedos y salinos.

Por ello:

• Se protege con coberturas antioxidantes como las pinturas.
• En muchos casos se prefiere utilizar aleaciones como el acero en su lugar.