Obtención de metales purificados y aplicaciones humanas

Cuando los metales se extraen de la tierra, pocos o casi ninguno de ellos lucen brillantes y poseen las características y aspecto que les solemos atribuir. Por consiguiente, para obtenerse metales que se puedan utilizar en las diferentes aplicaciones humanas (es decir obtener metal puro), es necesario en primer término separar el mineral de la tierra y las piedras desprendidas con él. A continuación expondremos algunos de estos procesos tan esenciales para nuestras vidas cotidianas y algunas de los datos más curiosos e importantes que rodean todo este complejo sistema industrial.

Cuando los metales se extraen de la tierra, pocos o casi ninguno de ellos lucen brillantes y poseen las características y aspecto que les solemos atribuir. Por consiguiente, para obtenerse metales que se puedan utilizar en las diferentes aplicaciones humanas (es decir obtener metal puro), es necesario en primer término separar el mineral de la tierra y las piedras desprendidas con él.

A continuación expondremos algunos de estos procesos tan esenciales para nuestras vidas cotidianas y algunas de los datos más curiosos e importantes que rodean todo este complejo sistema industrial.

La mayoría de los metales que se extraen de la tierra poseen un color pardusco debido a la combinación de oxígeno, azufre, carbono y otros elementos que forman minerales muy parecidos a la roca o la tierra. Uno de los procesos originales para obtener metales purificados se atribuye a la esposa de un minero. Esta descubrió, al lavar las ropas de su marido, que las partículas de plomo se adherían a la espuma del jabón.

Aquel descubrimiento y años de pruebas y mejoras en el proceso, han desembocado en que las compañías mineras de plomo y cobre expongan los minerales a un líquido aireado espumoso. Este concentrado espumosos contiene una sustancia a la que se adhieren las partículas del metal, concretamente se adhieren a las burbujas de dicha sustancia.

Y así mientras que los metales se adhieren a las burbujas el resto de materiales de desecho se hunden al mojarse. A continuación, sólo restara reccoger la espuma para limpiarlo y secarlo. Este sería el proceso básico de purificación de metales como el plomo y el cobre, explicado de una manera muy sencilla.



Sin embargo, para obtener otros tipos de metales lo que se hace es fundir el mineral. En la Antigüedad, se descubrió que al calentar minerales se obtenía una masa esponjosa de metal que podría forjarse para desarrollar armas, herramientas y todo tipo de útiles y ornamentos.

Para el proceso de calentar y fundir los minerales se solía utilizar en la mayoría de los casos carbón vegetal. El descubrimiento del metal y la forma de tratar fue probablemente, junto con la agricultura y el comercio, uno delos pasos mas importantes hacia la creación y expansión de las civilizaciones.

Con el paso del tiempo la experimentación y seguramente la casualidad, proporcionaron nuevas y mejores formas de procesar el mineral. En la Inglaterra medieval se comenzaron a utilizar hornos con fuelles, ya que gracias a estos, se podía subir la temperatura y fundir mejor y más rápido el hierro.

El hierro “puro” se extrae en realidad del oxido de hierro ya que cuando se extrae en su estado natural este metal se encuentra al igual que otros en combinación con otros elementos, como en este caso es el oxígeno.

Al calentarse y fundirse el óxido de hierro, este reacciona con carbón vegetal, separándose los átomos de oxígeno del hierro para unirse al carbón formando monoxido de carbono que escapa liberando el preciado hierro. Hace mucho tiempo que las modernas factorias de procesamiento de hierro, no utilizan para este proceso el carbón vegetal, sino coque, un mineral que proporciona el carbono necesario para la reacción.

De este proceso, se obtienen a diario cientos de toneladas de hierro (hierro en bruto) que contienen altos niveles de carbono para poder ser utilizado, se convierte principalmente en acero, tras eliminarse un parte sustancial de carbono de este. Existen muchos tipos de acero, cada uno con unas cantidades determinadas de carbono, cromo y otros elementos. Todos ellos en su conjunto, proporcionan unas cualidades específicas a cada tipo de acero para unos fines concretos.

El acero ha tenido y sigue teniendo una enorme importancia para el desarrollo humano ya que desde la Antigüedad se ha utilizado para forjar todo tipo de herramientas. Algunos de los primeros hallazgos de acero encontrados, viene del Este de África y datan del 1400 a. C. La dinastía china Han ya obtenía un acero de alta calidad hacia el siglo I a.C

Con la especialización en el proceso de obtención, se comenzaron a obtener cantidades industriales que permitieron construir y mejorar todo tipo de infraestructuras, transportes, piezas etc. El acero ha sido por tanto clave en el desarrollo humano y lo seguirá siendo durante un buen tiempo.

Otro de los elementos fundamentales para el hombre moderno ha sido el aluminio. Aunque es muy abundante en la corteza terrestre, el proceso para separarlo del oxígeno es muy costoso y no se pudo empezar a obtener cantidades destacadas de este hasta el siglo XIX. Para obtener el aluminio se utiliza la electrólisis.

La electrólisis se basa en someter al mineral a una corriente eléctrica que separe el oxigeno de este, obteniendo aluminio fundido. El principal problema que presenta este método, es la alta temperatura que se necesita, más de 2000 grados centígrados. (para fundir hierro se necesitan 1600 grados). Sin embargo, con el tiempo se obtuvo un método que permitía rebajar el punto de separación a los 1000 grados, ello gracias a la utilización de un mineral conocido como criolita que ha venido ha facilitar el proceso de obtención de aluminio.

El aluminio tiene una gran cantidad de aplicaciones, y en pocas ocasiones se utilizan 100% puro. La mayoría de las ocasiones, este se utiliza aleado con otros metales básicamente para la producción de espejos (convencionales, para telescopios, etc) pero también cumpliendo un papel muy importante para las estructuras de aviones, automóviles, tanques navíos, latas para alimentos, puertas, ventanas, aplicaciones de transmisión eléctrica y un largo etc.

Al igual que el acero y en nuestros días el aluminio, el oro ha sido una parte fundamental de nuestra historia y ha acompañado al ser humano desde el principio de los tiempos. Antiguamente, la forma de obtener este preciado metal era la de sumergir en los rios el vellón de una oveja.

Posteriormente los buscadores de oro, utilizaban una batea que agitaban para filtrar la suciedad y obtener el oro. En la industria actual, se utiliza cianuro de potasio para separar el oro del resto elementos, en un proceso para el cual, obtener 10 gramos de de oro, requiere un tonelada de mineral.

No hay duda, que los metales han jugado un papel fundamental en la historia humana y que su función seguirá siendo tan impotante como lo han sido hasta nuestros días. Pero, serán los metales del futuro similares a los de hoy o cambiaran radicalmente a medida que se vayan introduciendo nuevos avances tecnológicos y nuevas aleaciones. Probablemente la realidad supere, como en tantos otros casos, a la ficción.

FUENTES: Maravillas de la ciencia. Selecciones Reader’s Digest

FUENTES GRAFICAS: Wikipedia

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