Materiales naturales.
La naturaleza contiene gran mayoría de materiales, hasta el más moderno proviene de ella. Puede que algún día la tecnología sea la fabricadora de los materiales necesarios, pero hasta que ese día llegue tenemos que cuidar y proteger el medio en que vivimos.
El término “petróleo” proviene del latín (Petrus, piedra; óleum, aceite); debe ese nombre a su apariencia aceitosa y a un origen mineral. Es un líquido viscoso de colores oscuros, con una densidad que oscila entre 0,75 y 1,05 g/ml. El petróleo es una sustancia que degenera la flora de millones de años y fauna al dejarles sin oxigeno, bajo presión y a temperaturas elevadas. No podríamos encontrar lagos de petróleos por qué no los hay, pero lo podemos en contra mojando rocas porosas, en profundidades que varían desde la superficie hasta miles de metros de profundidad.
Aunque el petróleo sea muy contamínate, sus derivados son imprescindibles para nuestra vida diaria. Es extraño elegir algún objeto de nuestro alrededor que no contenga derivados de este. Al hablar de petróleo o utilizarlo nos podemos encontrar con varios problemas como son: es un recurso limitado; es decir, se puede agotar y se puede ir regenerando pero en muchos años y otro de los problemas y no el menos importante es la intervención medioambiental y políticas del petróleo.
El petróleo recién cogido no tiene demasiada utilidad por eso hay que refinarlo. Las refinerías son plantas industriales destinadas a la refinación del petróleo, por medio de la cual, mediante un proceso adecuado, se obtienen diversos combustibles fósiles capaces de ser utilizados en motores de combustión: gasolina, gasóleo, etc. Además, y como parte natural del proceso, se obtienen diversos productos tales como aceites minerales y asfaltos. El principal procedimiento físico de la destilación: el petróleo evaporado sube por una estructura llamada torre de fraccionamientos; en ella el vapor, a medida que va subiendo, se va enfriando poco a poco, permitiendo la separación de los diferentes hidrocarburos debido a que cada uno de ellos se condensa a temperatura diferentes; los más pesados, necesitan condiciones especiales, ya que son destilados al vacio. El que destaca en el proceso químico del refinamiento del petróleo es la descomposición térmica, que consiste en el calentamiento del petróleo crudo a gran presión y en vez de evaporarse tiene un suceso de transformación de las moléculas de hidrocarburos. Hoy día se utilizan catalizadores (es una sustancia o agente acelerador de una reacción química, en algunos casos también puede configurarse como un agente iniciador de la reacción; sin embargo, como característica particular, los catalizadores no actúan en dicha reacción) para que sea un proceso más eficiente. Una vez finalizado este proceso de refinado obtendremos variedades de hidrocarburos: asfaltos, aceites, gasóleo, etc. Muchos de esta variedad de productos establecen la materia prima de la industria petroquímica, encargado de cantidades de productos como detergentes, ceras y polímeros. Además las industrias alimentarias y farmacéuticas se suministran de estos productos petroquímicos.
La Piedra NaturalEl ser humano ha querido siempre que sus obras duren, por eso han recurrido a la piedra natural, como por ejemplo las pirámides de Egipto, las catedrales medievales… No debemos ceñirnos a la arquitectura, también el ser humano ha querido que las cosas sean eternas con la escritura grabada en piedra natural.
El problema que hay con la piedra natural es el transporte, posteriormente las construcciones con piedra natural dependían de lo cerca que este una cantera o en otro caso, de una vía fluvial que hiciera posible el transporte de grandes bloques de piedra en barcazas. Actualmente la piedra natural ha sido remplazada por materiales más modernos como el hormigón. La piedra natural solo ha quedado para ser utilizada como elemento estético.
Las piedras naturales se pueden clasificar en cinco grupos:
- La arenisca: es una roca sedimentaria de tipo detrítico, de color variable, que contiene clastos de tamaño arena. Después de la lutita, es la roca sedimentaria más abundante y constituye cerca del 20 % de ellas. Las areniscas figuran entre las rocas consolidadas más porosas, aunque ciertas cuarcitas sedimentarias pueden tener menos de 1 % de espacios vacíos. Según el tamaño y la disposición de los espacios vacíos o poros, las areniscas muestran diversos grados de permeabilidad. Las areniscas de buena calidad son duraderas. La roca tiene una buena resistencia al fuego y, a este respecto, es superior a la mayor parte de las rocas empleadas para la edificación.
- Las pizarras: es una roca metamórfica homogénea formada por la compactación de arcillas. Se presenta generalmente en un color opaco azulado oscuro y dividido en lajas u hojas planas siendo, por esta característica, utilizada en cubiertas y como antiguo elemento de escritura. es una roca densa, de grano fino, formada a partir de rocas sedimentarias arcillosas y, en algunas ocasiones, de rocas ígneas. La principal característica de la pizarra es su división en finas láminas o capas. Son muy utilizadas en la construcción de tejados.
- Las rocas calizas: es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), generalmente calcita. También puede contener pequeñas cantidades de minerales como arcilla, hemetita, siderita, cuarzo, etc, que modifican (a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca. El carácter prácticamente mono mineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es menos dura que el cobre y reacciona con efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico.
- El granito: es una roca ígnea plutónica constituida esencialmente por cuarzo, feldespato y mica. Mientras el término según los estándares de Unión Internacional de Ciencias Geológicas tiene una a una composición estricta, el término granito es a menudo usado dentro y fuera de la geología en un sentido más amplio incluyendo a rocas como tonalitas y sienitas de cuarzo. Para el uso amplio de granito algunos científicos han adoptado el término granitoide. Los granitoides son las rocas más abundantes de la corteza continental superior. Los granitoides se producen al solidificarse lentamente magma con alto contenido en sílice en profundidades a alta presión. Magma de composición granítica que sale a la superficie forma riolita, el equivalente volcánico del granito. Se utiliza sobre todo en las encimeras de las cocinas.
- El mármol: es una roca metamórfica compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes, considerados "impurezas", son los que dan gran variedad de colores en los mármoles y definen sus características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir, sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción.
La Madera
Otro tipo de materiales utilizados por el hombre es la madera, es utilizada por su flexibilidad, su ligereza, dureza, abundancia y facilidad para trabajar con ella. Últimamente ha sido una de las materias más usadas por la humanidad, esto trae unos serios problemas: una deforestación incrementada de manera que se podría decir excesiva.
Dos de los componentes de la madera son: la celulosa y la lignina. Los dos son polímeros naturales, aunque uno más complejo que el otro, la lignina es la más compleja comparada con la celulosa, porque lo que varían es su composición química de un tipo de madera a otro.
Hay mucha variedad de madera tantas como cada especie de arboles, las especies más demandadas por el ser humano son especies tropicales, tanto que han llegado a su desaparición.
Los Metales
Los metales han sido todo lo contrario a la madera y la piedra natural que han sido sustituidas por materiales sintéticos.
Todos sabemos que la materia está compuesta por átomos y existen 92 tipos de estos, cada uno es llamado elemento. Algunos de los elementos más cercanos y que casi todos conocemos son el oxigeno, el hidrogeno y el carbono, el agua seria un compuesto y no un elemento al estar construido por átomos de hidrógenos y de oxigeno. Mayoritariamente las sustancias que están a nuestro alrededor no son elementos, sino compuestos.
Los metales se distinguen según estas propiedades:
- Tienen apariencia brillante.
- Son moldeables, pueden deformarse en frio para formar hilos.
- Son flexibles, pueden deformarse en frio para formar láminas.
- Son buenos conductores del calor y la electricidad.
- En soluciones acuosas crean iones positivos; es decir, átomos que han perdido algunos de sus electrones.
Los metales aun siguen siendo muy utilizados, algunos tienen una importancia estratégica.
Los metales tienen facilidad de reaccionar con otros elementos, por eso se encuentran en la naturaleza en forma de minerales.
Hay variedades de minerales de hierro, como las ferritas.
Uno de los efectos no deseados por la radioactividad de los metales es la corrosión, lo que puede causar pérdidas en millones de euros anuales.
La excepción a esta regla son los denominados metales nobles, se usa en la industria de la joyería, ya que tienen baja reactividad. Los más utilizados son el platino, el iridio y el osmio, pero los más destacados son la plata y el oro.
Las propiedades de estos pueden cambiar al mezclarlos con otros elementos. Estas mezclas se llaman aleaciones como, por ejemplo el bronce que precede de la mezcla de cobre y estaño; la alpaca tiene tres componentes: cinc, cobre y níquel. Una de las más destacadas por su uso es el acero.
Con el oro y la plata ocurre que deben tener unión en aleación porque sino serian demasiado blandos. La relación de oro y plata con respecto al peso total de esta aleación se llama de ley (plata de ley, oro de ley…)
