3. Materiales artificiales.

  Aunque la industria moderna nos ha proporcionado materiales modernos, no todos los materiales artificiales son modernos. Algunos son muy antiguos como el vidrio y el papel que son los más destacados de estos.
  El vidrio es muy fácil de obtener ya que se puede conseguir a partir de arena de playa aunque su dificultad estaría en calentarla. En la antigüedad los romanos lo utilizaban para hacer bisutería y recipientes. En la actualidad el silice es uno de sus principales componentes.
  Llamar cristal al vidrio es un error ya que este es un material sin forma desde el punto de vista molecular, solo se acepta esa denominación cuando el vidrio es de mucha calidad, cristal de bohemia. La fibra óptica está hecha de un vidrio especial riquísimo en silicio.
  El papel es el material más usado por los humanos. Este material es imprescindible para la escritura y ha avanzado a lo largo de la historia. El primero del que se tiene costancia es el papiro, una planta muy abundante en las riberas del Nilo. En los lugares en los que no había papiro, se usaba el pergamino, fabricado por pieles de animales. Ambos materiales con un complejo proceso de elaboración.
  El principal componente del papel actual es la celulosa, por lo que la materia prima fundamental es la madera. Su proceso de elaboración consta de los siguientes pasos:
1. Triturado de la madera.
2. Una vez convertido en pasta, refinarlo.
3. Añadir cola para evitar que la tinta se corra.
4. Agregar diversos aditivos, pigmentos y sustancias aglutinantes.
5. Someter la pasta a prensado.

  Aunque el papel es fácil de reciclar, es muy demandado, por lo que hay que talar muchos árboles. El papel reciclado es un poco más oscuro que el normal y más costoso pero, aún así, se puede pagar, lo que no se puede pagar es la desforestación de nuestros bosques.

 

3.1 Materiales de costrucción: cementos y hormigones.

  El acero es el material que ha contribuido a la construcción de grandes proyectos, pero estos no serían posible sin el cemento.

  Existen aglomerantes naturales que se emplean desde hace mucho tiempo. Los egipcios se valían del yeso y los romanos dieron un paso con el opus caementicium compuesto con cal y puzolanas, ceniza volcánica del Vesubio.

  El mortero fue el principal aglutinante en la Edad media, ya que fragua con rapidez e incluso debajo del agua.

  Aunque actualmente hay muchos tipos de cemento todos se elaboran de arcilla y roca caliza sometidas a un proceso de cocción. De esta cocción se obtiene clinker al que se añade yeso y otros auditivos. Los fabricantes guardan en secreto la composición y elaboración del cemento.

  En el 1824, Joseph Apsdin presentaba el cemento Portland, cuando este cemento es mezclado con agua tiene reacciones químicas hasta conseguir que este se petrifique, este proceso se llama fraguado. Este cemento es el más usado en nuestras obras más comunes.

  El hormigón es una piedra capaz de soportar mucho peso que está hecho con cemento y diversos componentes ácidos. A este si se añaden gavillas de acero se obtiene el hormigón armado.

3.2 Los materiales modernos artificiales: los polímeros.

  Los polímeros son sustancias constituidas por moléculas enormes obtenidas de las moléculas normales llamadas monómenos.

  El colágeno, es un buen ejemplo de polímeros que aún superan con prestaciones a sus equivalentes artificiales.

  En el S. XIX el mercado se ha revolucionado con una gran variedad de polímeros, fruto del proceso de los químicos: John Dalton, Dimitri Mendeleiev o Friedrich  A Kekulé.

  Dada a su gran variedad de polímeros son difiles de clasificar. Podríamos hacerlo según los siguientes criterios:

  Según su comportamiento ante el calor:

- P. termoplásticos: su estructura molecular no sufre cambios.

- P. termoestables: una vez modelados no pueden volver a modelarse.

  Según sus propiedades mecánicas:

- Elastómeros: soportan grandes deformaciones sin deformarse.

- Plastómeros: tras sufrir deformaciones no recuperan la forma original.

- Fibras: resistencia a las deformaciones por tracción.

- Recubrimientos: sustancias líquidas que pueden extenderse sobre superficies formando una fina película protectora.

- Adhesivos: forman fuertes enlaces con superficies con las que tienen contacto.

Los polímeros están en todos los sitios: fibras, neopreno, PVC ...



 

2. Materiales naturales.

  Todos los materiales que utilizamos, absolutamente todos, tienen su origen en la naturaleza, por eso es necesario cuidarla y protegerla.

2.1 Derivados del petróleo.
    
  La palabra petróleo procede del latín petrus,-i; piedra y oleum,-i, aceite. Se llama así ya que su apariencia es aceitosa y su origen mineral.
El petróleo se obtiene de la descomposición de la flora y la fauna durante millones de años. No es muy abundante porque no hay grandes superficies subterráneas de él sino que lo podemos encontrar entre rocas impermeables en varias profundidades, hasta miles de metros.
  La composición del petróleo es extremadamente compleja. Básicamente se trata de una mezcla de hidrocarburos. También tiene otros elementos que están en pequeños trazos como el oxígeno, el nitrógeno y el azufre.
  El petróleo es muy importante en nuestras vidas, no solo se obtiene de él el combustible sino que casi todos los objetos cotidianos tienen petróleo en su composición.
Actualmente tenemos un doble problema con el petróleo: el primero es que es un recurso agotable y el segundo y más grave son las implicaciones medioambientales y políticas.
  El petróleo tal y como se extrae tiene poca utilidad, por ello hay que refinarlo. Las refinerías son plantas en las que el petróleo pasa por una serie de procesos físicos y químicos, cuyo resultado es la obtención de hidrocarburos. El principal proceso físico es la destilación y el principal proceso químico es la descomposición térmica.
  Una vez terminado el proceso de refinamiento obtenemos una amplia variedad de hidrocarburos. La industria petroquímica la constituyen muchas de estas materias primas.

2.2 La piedra natural.
 
  La piedra ha sido el material por excelencia usado por los humanos desde su origen, utilizado desde la arquitectura a la escritura.
  El principal problema de este material es su transporte, por ello antiguamente dependía de la cercanía de una cantera o de vías fluviales su utilización. Hoy en día por el mismo motivo es sustituida por materiales más modernos como el hormigón.
  Las piedras naturales se pueden clasificar en cinco grupos: areniscas, pizarras, calizas, granitos y mármoles.
  - La arenisca: está formada por arena y un aglutinante natural. Estas resisten mal el paso del tiempo.
  - Las pizarras: son metamórficas, es decir, rocas que tras haberse formado han sufrido más transformaciones. Son muy utilizadas en la construcción de tejados y para pavimientos que no tienen que soportar tráfico pesado.
  - Las rocas calizas: su componente principal es el carbonato cálcico. Por sus propiedades es el material preferido para la construcción de catedrales. Su principal problema es que no resiste la acidez con lo que se deteriora y actualmente es común la lluvia ácida.
  - El granito: es un material formado a partir del magma de los volcanes que se enfría poco a poco. El granito es muy duro pesado y resistente, por eso en la antigüedad se usaba para construir algo que se deseara  fuera eterno. Actualmente lo usamos para pavimientos que tiene que soportar tráfico pesado y para encimeras de cocina.
  - El mármol: se trata de una piedra también metamórfica, esta es la transformación de una roca caliza. Antigüamente se usaba para ennoblecer edificios, esculturas... y actualmente se usa para la arquitectura funeraria.
 
2.3 La madera.
 
  Es otro de los materiales usado siempre por el hombre. Tiene propiedades muy benefactorias para su utilización como flexible, dura, abundante...
  Actualmete se está usando sin control por lo que estamos llegando a un problema, la desforestación a un ritmo avanzado.
  Los dos componentes principales de la madera son la celulosa y la lignina.
  Existen tantos tipos de madera como de árboles. Hay algunas más demandadas que otras, las más demandadas son las tropicales, lo que las ha llevado casi a la extinción.

2.4 Los metales.
 
  Los elementos son cada tipo de átomos de la naturaleza y un compuesto es un conjunto de elementos.
  Los metales son elementos se distinguen por la presencia de estas características:
 - Apariencia brillante.
 - Son dúctiles.
 - Son maleables.
 - Buenos conductores de calor y frío.
 - Forman iones positivos.
  A diferencia de la piedra natural y la madera, este material no ha sido sustituido sino que aún se utiliza y algunos tienen una gran importancia estratégica.
  En la naturaleza lo podemos encontrar en forma de minerales.
  Un tipo de metales son los metales nobles y de estos los más empleados son el platino. el osmio... y los más apreciados son el oro y la plata.
  Los metales pueden mejorar sus propiedades mezclandose con otros elementos, lo que recibe el nombre de aleaciones. Existen multitud de aleaciones entre las cuales destaca el acero.

  El oro y la plata también se unen en aleación. La proporción de oro o plata con respecto al peso total de la aleación recibe el nombre de ley.

1. Localización de la materia prima y de los principales productos.

  Actualmente todos los materiales usados por el ser humano pasan previamente por un proceso de elaboración o transformación, ya que siempre hay que partir de una materia prima.
  La materia prima es todo cuanto encontramos en la naturaleza. Esta puede ser de varios tipos según su procedencia: mineral, vegetal o animal. La importancia de una materia prima se valora según los productos que se puedan hacer con ella y el consumo de estos.

1.1. Materias primas que han resultado fundamentales para la humanidad.
  Conforme avanzamos día a día, el número de materias primas ha ido aumentando siñiendose a nuestras necesidades.
  Según la necesidad a la que se refiera, vamos a clasificarlas en dos bloques: de defensa y alimentación y de protección del frío.
- Para la defensa y la alimentación unos de los minerales que los primeros humanos empezaron a usar fue el sílex o pedernal con lo que fabricaban herramientas que cortan para poder, por ejemplo, cortar carne. También utilizaban huesos para crear estas herramientas.
- Para la protección del frío usaron pieles que las obtenían de los animales que cazaban. Posteriormente cuando apareció la agricultura y la ganadería pudo utilizarse para la fabricación de ropa  materiales como la lana, el lino y el cáñamo.
- Juntando ambas necesidades determinaron el uso de la madera y distintos tipos de piedra para construir casas. Pronto descubrieron que mezclando paja y arcilla obtenían un material resistente que hoy aún se utiliza, el adobe.

1.2 Materias primas fundamentales en el mundo actual.
  Actualmente tenemos muchas necesidades, tantas que son enacabables, al igual que las materias primas que se utilizan.
Todas son importantes aunque solo las más habituales se consideran materias primas estratégicas.
  - El petróleo: Es la materia prima más conocida. Los mayores yacimientos se encuentran en Oriente Medio, Latinoamérica y en EE.UU. También se cree que hay yacimientos bajo los hielos del Ártico. El petróleo para muchos resulta un mero negocio.
  - El hierro: Es un material muy antiguo aunque adquirió especial relevancia en la revolución industrial. Las principales reservas de hierro están en Rusia, Sudamérica y la India.
  - El carbón: Ha perdido relevancia con respecto al petróleo. Los mayores yacimientos de carbón se encuentran en Asia.
  - El cobre: Es un  metal fundamental en el mundo actual. Sin embargo, antes de que se descubriera la electricidad era un material estratégico. Es uno de los componentes del bronce.
  - Materiales semiconductores: El más destacado de ellos es el silicio. Los circuitos electrónicos han alcanzado un grado de miniaturización impresionante gracias a los semiconductores.
  - El tantalio: Es un material cuya resistencia al calor y a la corrusión lo hacen idal para realizar pequeños circuitos electrónicos  y de bajo consumo. El principal productor de esta materia es la República Democrática del Congo.