3. Materiales artificiales

Introducción


Hablamos de materiales artificiales cuando nos referimos a los materiales realizados por el ser humano. La industria química ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales como lo son el vidrio y el papel.

• El vídrio es un material muy fácil de conseguir al estar compuesto fundamentalmente de silicio a demás del carbonato sódico y del carbonato cálcico. Los romanos ya empleaban el vidrio para elaborar distintos objetos. Es un error bastante frecuente denominar 'cristal' al vídrio. El cristal hace referencia a los átomos ordenados mientras que el vidrio es un material amorfo, es decir, sin forma molecular. Cuando el vidrio es de alta calidad se acepta la denominación de 'cristal'. La fibra óptica es una nueva aplicación del vidrio; esta permite la transmisión de muchísimas comunicaciones simultáneas por un hilo más fino incluso que un cabello humano.

• El papel sigue siendo el material más utilizado para la difusión del conocimiento humano a pesar de los medios de comunicación modernos. El primer material de esta clase del que se tiene constancia es el papiro (una planta herbácea con un tallo fibroso), también se usaba el pergamino (fabricado a partir de pieles de animales de corral); ambos requerían un complejo proceso de elaboración. El principal componente del papel industrial moderno es la celulosa lo que significa que para fabricar papel se necesita madera. Su elaboración es la siguiente:

1- Triturado de la madera del que resulta una pasta.

2- La pasta obtenida se somete a un proceso de refinado para descomponer las fibras y eliminar todo lo que no sea celulosa.     

3- Se añade cola a la pasta para evitar que la tinta se corra.

4- A continuación se agregan diversos aditivos, pigmentos y sustancias aglutinantes.

5- Finalmente se somete a un prensado.

• Visualízalo ->  http://www.youtube.com/watch?v=F_y6QyUhdyk

Actualmente la demanda del papel es alta, por lo que contribuye a la deforestación de nuestro planeta aunque tenemos la ventaja de que es un material fácilmente reciclable, ayudamos si lo depositamos en los contenedores adecuados. El papel reciclado no es tan blanco como el original y resulta algo más costoso, pero son inconvenientes mucho menos graves que la deforestación de nuestros bosques. En nuestras manos está evitar ese desastre.

3.1 Materiales de construcción: cementos y hormigones

Entre los modernos materiales de construcción, el acero es el ha contribuido en gran medida a hacer realidad proyectos colosales como los rascacielos o los puentes colgantes. Pero todo esto no hubiese sido posible sin el cemento.

Existen aglomerantes naturales que se emplean desde hace mucho tiempo como el yeso, el cual los egipcios ya usaban. Los romanos dieron un paso adelante con el 'opus caementicium' que era un compuesto de cal y ceniza volcánica del Vesubio, esta mezcla era conocida como puzolana. Más tarde, el 'mortero' pasó a ser el principal aglutinante durante toda la Edad Media. No obstante, actualmente, aún se hacen cementos con puzolana ya que fragua con rapidez incluso debajo del agua junto con el Portland, llamado así porque al endurecerse presentaba el aspecto de las rocas calizas de Portland.

Hoy en día, existe un tipo de cemento para cada necesidad, pero básicamente todos se elaboran a partir de la arcilla y de la roca caliza pulverizadas y sometidas a un proceso de cocción, finalmente se le suele añadir yeso. 

Con el cemento como aglutinante y otros componentes áridos, se elabora el hormigón, una piedra artificial capaz de soportar pesos elevadísimos y si se añaden gavillas de acero se obtiene el hormigón armado.

3.2 Los modernos materiales artificiales: los polímeros

Los polímeros, como anteriormente hemos definido como sustancias constituidas por moléculas enormes debido a la unión de moléculas normales llamadas monómeros; son muy comunes en bioquímica. Ejemplos de polímeros son: celulosa, almidón, proteínas y el ADN.

La naturaleza ha sido capaz de producir polímeros  que aún superan a los artificiales con respecto a las prestaciones que dan. Un ejemplo de polímero natural es el colágeno (fibra que hace posible la cohesión de tejidos como la piel y los músculos).

Dada la increíble variedad de polímeros que existen en la actualidad, su clasificación es difícil. Su clasificación según el comportamiento ante el calor es:

• Polímeros termoplásticos: se reblandecen por acción del calor sin que su estructura molecular sufra alteraciones.
• Polímeros termoestable: una vez enfriados no pueden volver a ser moldeados por efecto del calor ya que si se calientan acaban descomponiéndose.

Debido a la enorme complejidad que conlleva clasificar los polímeros según su proceso de fabricación o según su composición química, la siguiente clasificación va a ser según sus propiedades mecánicas:

• Elastómeros: capaces de soportar grandes deformaciones sin llegar a romperse y de recuperar su forma original cuando el esfuerzo desaparece.
• Plastómeros: son aquellos que al sufrir una deformación no recuperan su forma original cuando el esfuerzo desaparece. Son más conocidos con el nombre de plásticos. Muchos polímeros son denominados erróneamente plásticos como el PVC.
• Fibras: presentan alta resistencia a las deformaciones ante esfuerzos de tracción.
• Recubrimientos: sustancias líquidas que pueden extenderse sobre superficies formando una fina película protectora.
• Adhesivos: capaces de formar fuertes enlaces con las supervidies con las que entran en contacto.

Podemos encontrar polímeros por todas partes, fibras como el nailon, plastómeros como el plexiglás, el PVC, elástómeros como el neopreno y fuertes adhesivos como el cianocrilato. Los polímeros más usuales son: