2.- Materiales naturales

2. Materiales naturales

La naturaleza es la única proveedora de materiales; hasta el material más avanzado y moderno proviene de ella.

2.1 Derivados del petróleo.

La palabra “petróleo” procede del latín; debe su etimología a su apariencia aceitosa y a su origen mineral. El petróleo es el resultado de la descomposición durante millones de años de la flora y la fauna marinas en ausencia de oxígeno, bajo presión y a temperaturas elevadas. A pesar de su origen no existen lagos de petróleo subterráneos ni nada parecido; siempre lo encontraremos impregnando rocas porosas confinadas entre estratos de roca impermeable, en profundidades que varían desde la superficie hasta miles de metros de profundidad.

La composición química del petróleo es básicamente una mezcla de hidrocarburos, esto es, compuestos constituidos por cadenas moleculares de carbono e hidrógeno de longitud muy variada. El petróleo contiene una amplia gama de hidrocarburos, otros elementos están presentes en pequeñas proporciones, por ejemplo: el oxígeno, el nitrógeno y el azufre.

En la actualidad, los derivados del petróleo son vitales para nuestra vida diaria. Además los diferentes combustibles que se obtienen del petróleo cubren más del 70 % de las necesidades energéticas mundiales.

Es casi imposible que algún objeto cotidiano no contenga derivados del petróleo en su composición. El problema con el que nos encontramos es doble: por un lado, y esto es aun más grave, están las implicaciones medioambientales y políticas del petróleo.

El petróleo crudo, tiene poca utilidad; por ello es necesario refinarlo. Las refinerías son grandes plantas industriales en las que el petróleo es sometido a una series de procesos físicos y químicos, cuyo resultado final es la obtención de los hidrocarburos de los que está compuesto. El principal proceso es la destilación: el petróleo evaporado se hace ascender por una estructura llamada torre de fraccionamiento; en ella el vapor, a medida que asciende, se va enfriando poco a poco, permitiendo la separación de los diferentes hidrocarburos gracias a que cada uno de ellos se condensa a temperaturas diferentes; otros, los más pesados, necesitan condiciones especiales, ya que van a destilarse al vacío. El principal proceso químico en el refinamiento del petróleo es la descomposición térmica, consistente en el calentamiento del crudo a grandes presiones, con lo que en el lugar de evaporación tiene lugar la descomposición o la transformación de las moléculas de hidrocarburos. Actualmente se utilizan catalizadores para hacer más eficiente el proceso.

Una vez concluido el proceso de refinado obtenemos una gran variedad de hidrocarburos. Muchos de estos productos constituyen la materia prima de la industria petroquímica, responsable de una enorme cantidad de productos tales como fertilizantes, detergentes, ceras, plaguicidas y polímeros. La industria farmacéutica y la alimenticia también usan estos productos.

2.2 La piedra natural

Cada vez que el ser humano ha querido que su obra perdure, ha recurrido a la piedra natural. Como ejemplos tenemos: las pirámides de Egipto o las imponentes catedrales medievales. Y no solo debemos limitarnos a la arquitectura: el pensamiento humano no ha encontrado mejor medio para pasar a la eternidad que la escritura grabada en piedra natural.

El principal problema de la piedra natural aplicada a la arquitectura es su transporte. Antiguamente las grandes construcciones de piedra dependían de la cercanía de una cantera o de una vía fluvial que hiciera posible el transporte de grandes bloques de piedras en barcazas. Hoy en día la piedra natural ha sido sustituida por modernos materiales y piedras artificiales. La piedra natural solo se emplea como elemento ornamental.

Las piedras naturales se pueden clasificar en cinco grupos:

• La arenisca es una roca sedimentaria formada por arena. Su calidad depende de la composición química de ambos componentes, aunque la mayoría resisten mal el paso del tiempo.
• Las pizarras son rocas de metamórficas, es decir, rocas que después de haberse formado han sido sometidas a grandes presiones y temperaturas que las han transformado.
• Las rocas calizas son aquellas cuyo componente principal es el carbonato cálcico. Por sus propiedades mecánicas y su facilidad para ser talladas en forma de bloques rectangulares (sillares), han sido el material preferido para la construcción de las grandes catedrales. Su principal inconveniente es que son muy vulnerables a los ácidos.
• El granito es una roca intrusiva, esto es, que está formada a partir de magma en grandes profundidades, que sometida a fuertes presiones se ha enfriado muy lentamente. Su aspecto se debe a sus componentes: cuarzo y diversos tipos de minerales denominados feldespatos y micas. El granito es muy duro, pesado y resistente; si en la Antigüedad se deseaba que fuera eterno se construía en granito. Esta cualidad es un inconveniente para transportarlo y trabajarlo. Actualmente es muy utilizado para la elaboración de encimeras de cocina.
• El mármol es el tipo de piedra ideal para la ornamentación sin tener que renunciar a una buenas propiedades mecánicas. Se trata de una roca metamórfica, como las pizarras, si bien en este caso la metamorfización ha sido fuerte y prolongada. El mármol resulta de la transformación de la roca caliza, según sus impurezas presenta tonalidades que van desde el blanco nuclear hasta el negro azabache. Antiguamente, si se requería ennoblecer un edificio se construía o, al menos, se recubría con mármol. En la actualidad es el principal material del que se surte la arquitectura funeraria.
  
  

  2.3 La madera

  
  

La madera es otro de los materiales utilizados por el ser humano desde que puebla el planeta. Es flexible, ligera, dura, abundante y fácil de trabajar. Estas características la han convertido en una de las materias primas más explotadas de la historia de la humanidad. Ahora sufrimos las consecuencias de su uso indiscriminado: la deforestación avanza a un ritmo alarmante.

Los dos principales componentes de la madera son la celulosa y la lignina. Ambas son polímeros naturales: la celulosa es un polisacárido que resulta de la unión de cientos de moléculas de glucosa, mientras que la lignina es bastante más compleja variando su composición química de un tipo de madera a otro.

Existen tantos tipos de madera como especies de árboles, y cada una tiene sus aplicaciones específicas, tanto ornamentales como arquitectónicas.

2.4 Los metales

Como todas sabemos, la materia está compuesta como átomos. Existen 92 tipos de átomos en la naturaleza y cada uno de estos tipos recibe el nombre de elemento. El carbono es un elemento, el hidrógeno es un elemento, el agua no es un elemento, sino un compuesto formado por átomos de hidrógeno y de oxígeno. La inmensa mayoría de las de las sustancias que nos rodean son compuestos so elementos.

Los metales son elementos que se distinguen por presentar algunas de las siguientes propiedades:

• Suelen tener una apariencia brillante.
• Son dúctiles. Pueden deformarse en frío para formar hilos.
• Son maleables. Pueden deformarse en frío para formar láminas.
• Suelen ser buenos conductores de calor y la electricidad.
• En soluciones acuosas forman iones.

Al contrario de lo que ha sucedido con la madera y la piedra natural, que han sido suplantadas por modernos materiales sintéticos, los metales siguen siendo muy utilizados muy utilizados; además algunos tienen una importancia estratégica.

Los metales reaccionan con facilidad con otros elementos, formando compuestos; esto explica que en la naturaleza se encuentren en forma de minerales. Existe gran variedad de minerales de hierro, como las piritas o los óxidos ferrosos. Un efecto indeseado causado por la reactividad de los metales es la corrosión, causante de pérdidas valoradas en millones de euros anuales.

La excepción a esta regla son los llamados metales nobles, que por su baja reactividad son ideales para la industria de la joyería. Los más empleados son el platino, el oro y la plata.

Muchos metales mejoran sus propiedades al mezclarse con uno o más elementos. Estas mezclas reciben el nombre de aleaciones. Existen multitud de aleaciones, entre las cuales destaca por su uso el acero.

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El oro y la plata también deben unirse en aleación con otros metales como el cobre o el estaño, porque de otro modo serían demasiado blandos. La proporción de oro o plata con respecto al peso total de la aleación recibe la denominación de ley (plata de ley, oro de ley)