Los metales (6). El aluminio.

El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis.

Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m³) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero.

Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

El siguiente enlace nos ilustra sobre este utilizadísimo metal.

En la siguiente entrada hay más información sobre este metal.

Así se hace… El papel de aluminio.

Los metales (V). El oro.

El oro es un elemento químico de número atómico 79 situado en el grupo 11 de la tabla periódica. Su símbolo es Au (del latín aurum).

Es un metal de blando, brillante, amarillo, pesado, maleable, dúctil que no reacciona con la mayoría de productos químicos, pero es sensible al cloro y al agua regia. El metal se encuentra normalmente en estado puro y en forma de pepitas y depósitos aluviales y es uno de los metales tradicionalmente empleados para acuñar monedas. Se utiliza en la joyería, la industria y la electrónica.

El siguiente video nos ilustra sobre este metal.

El oro es uno de los metales, que por encontrarse en estado puro en la naturaleza, se explota por el ser humanos desde la antiguedad. Las formas de obtención fueron diversas, destacando la minería. En el siguiente video podemos ver el trabajo que hacian los romanos para obtener oro en una mina redescubierta en la población de La Cabrera, en la provincia de León (España).

Pero la principal mina de oro de época romana en Hispania (España) estaba en Lás Médulas, cerca de Ponferrada, también en la provincia de León. En las Médulas se practicaba la mineria a cielo abierto.

En el entorno que hoy conocemos como Las Médulas se daban una serie de circunstancias favorables para la extracción del oro: eran tierras de aluvión con pepitas de oro; había abundante agua y la suficiente pendiente como para utilizarla como fuerza hidráulica; y existían suaves pendientes hacia el Sil para los desagües.

El sistema utilizado era el llamado «ruina montium», consistente en la captación del agua existente por medio de canales, almacenándola en depósitos para utilizarla en el momento oportuno. El sistema hidráulico de las Médulas es el más espectacular de los conocidos, por la cantidad de agua utilizada y la longitud y el gran número de ramificaciones de sus canales.

El siguiente video nos muestra la zona.

Pero en la actualidad el proceso de obtención de oro (como la explotación de casi cualquier cosa) es controvertido. Debido al avance de la técnica las minas a cielo abierto tienen un elevado impacto medioambiental. En España desde los años 80 las empresas están obligadas por la ley a dejar la zona tal cual se la encontraron, pero esto no ocurre así en otros paises. En el siguiente video (dividido en dos partes) se puede apreciar tanto el proceso de extracción del oro (muy ilustrativo) como las consecuencias que la extracción crea en el medio ambiente. Que cada uno saque sus conclusiones.

Así se hace… El acero.

Los siguientes tres videos nos ilustran el proceso de fabricación del acero. El primer video de la serie de Discovery Channel nos muestra la obtención de acero a partir de chatarras por lo que no se informa sobre lo que es un alto horno. Esto se ve el los otros dos videos, que son información corporativa de la empresa peruana Aceros Arequipa, aunque nos meten algo de publicidad es, sin embargo, muy didáctico y explica el proceso completamente.

Los metales (IV). El acero.

El acero es la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso[1] de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean.

La definición anterior, sin embargo, se circunscribe a los aceros al carbono en los que éste último es el único aleante o los demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas pues de hecho existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben denominaciones específicas en virtud ya sea de los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o «al carbono» que amén de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para los demás. Esta gran variedad de aceros llevó a Siemens a definir el acero como «un compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa su resistencia».

El siguiente video nos ilustra sobre este tema.

Los metales (III). El hierro.

El hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe.

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro.

Es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.

El siguiente video nos hace algunos comentarios sobre este metal.

Los metales (II). El bronce.

Bronce es el nombre con el que se denomina toda una serie de aleaciones metálicas que tienen como base el cobre, combinado con un 3 a 20% de estaño y proporciones variables de otros metales como zinc, aluminio, antimonio,o fósforo. Los elementos con características de dureza superiores al cobre permiten mejorar sus propiedades mecánicas.

Fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre, definiendo el período prehistórico conocido como Edad de bronce. Sus aplicaciones incluyen partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, saxofones, y se la utiliza así mismo para fabricar cuerdas de pianos, arpas y guitarras. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.

El siguiente video nos comenta algo sobre el bronce.

Técnicas de Conformación (III). Laminación.

La laminación es un método de mecanizado utilizado para crear láminas o chapa de metal. Este proceso metalúrgico se puede realizar con varios tipos de máquinas. La elección de la máquina más adecuada va en función del tipo de lámina que se desea obtener (espesor y longitud) y de la naturaleza y características del metal. La máquina más común es de simples rodillos, por entre los cuales se introduce el metal a altas temperaturas y se deforma hasta obtener el espesor deseado.

También es posible la laminación a temperaturas bajas (laminado en frío). En este caso la relación de espesor de entrada a los rodillos frente al espesor de salida es menor que en el caso de laminado en caliente, necesitándose varias pasadas hasta completar el proceso. Es habitual utilizar en este caso laminadores reversibles. La calidad del laminado en frío suele ser mayor que la laminación en caliente, ya que es posible tomar medidas de espesores, realizando así un mejor control del proceso.

El siguiente video nos ilustra el proceso de laminación.

Así se hace… El papel de aluminio.

El papel aluminio (conocido también como papel plateado) es una hoja fina de aluminio que, a consecuencia de ello, es extremadamente maleable y permite numerosos usos en la vida cotidiana, entre las que está la de poder hacer de envoltorio de diversos objetos. conductor de electricidad y se utiliza también como papel de embalaje para envolver alimentos. En España se conoce popularmente como «papel Albal» por la marca Albal, que lo comercializa. Millones de toneladas de papel de aluminio se emplean a diario en todo el mundo en el embalaje y protección de alimentos, cosméticos y productos químicos diversos. Por regla general con una capa extremadamente delgada que suele rondar desde los 20 µm a los 6.5 µm, en algunos casos es laminado con otros materiales tales como plástico o papel.

El siguiente video nos ilustra el proceso de fabricación.

Técnicas de Conformación (II). Forja.

La forja es el arte y el lugar de trabajo del forjador o herrero, cuyo trabajo consiste en dar forma al metal por medio del fuego y del martillo.

Una forja contiene básicamente una fragua para calentar los metales (normalmente compuestos de hierro), un yunque y un recipiente en el cual se pueden enfriar rápidamente las piezas forjadas para templarlas. Las herramientas incluyen tenazas para coger el hierro caliente y martillos para golpear el metal caliente.

En la forja se modela el metal por deformación plástica y es diferente de otros trabajos del hierro en los que se retira o elimina parte del material mediante brocas, fresadoras, torno, etc., y de otros procesos por los que se da forma al metal fundido vertiéndolo dentro de un molde (fundición).

El siguiente video nos muestra el proceso de conformación mediante forja.

Técnicas de Conformación (I). Embutición.

Embutición es el proceso de conformado en frio por el que se transforma una chapa plana en un cuerpo hueco adaptandola a la forma definida por la matriz del util, mediante la presion ejercida por la prensa. Se trata de un proceso de conformado de chapa por deformacion plastica en el curso de el cual la chapa sufre simultaneamente transformaciones por estirado y por recalcado produciendose variaciones en su espesor.

El siguiente video nos muestra el proceso: