Tecnoloxía dependente de metais pesados
2007/06/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Na sociedade actual existen once ferramentas e ferramentas fabricadas en metal ou metal. De todos os xeitos, é una cuestión moi antiga. En efecto, tres afastados períodos da historia humana caracterízanse tamén polos metais utilizados naqueles tempos: a Idade do Cobre, a Idade do Bronce e a Idade do Hierro. A extracción do ferro supuxo una revolución na industria do metal na Idade do Bronce, xa que o metal máis forte coñecido até entón era máis duro que --bronce.
O bronce é só un cobre mellorado, una aliaxe ao 90% de cobre, máis dura que o propio cobre, máis fácil de fundir e máis adaptable. Do mesmo xeito que o uso de cobre supuxo un gran avance respecto ao uso da pedra e a madeira, o bronce tamén supuxo un gran avance respecto ao cobre. Ata que o ferro impúxose, o bronce era o metal máis útil que o home coñecía.
Hoxe en día temos una gran dependencia do cobre, que é o que se utiliza en todos os aparellos eléctricos e electrónicos. As súas aplicacións son a fabricación de tubos, utensilios de cociña e diversas aliaxes. Con todo, o 45% do cobre utilizado na actualidade utilízase en compoñentes eléctricos. As súas propiedades son moi boas. É fácil facer roscas de cobre, é un bo condutor, resistente e resistente á corrosión. Por iso é moi abundante. Por exemplo, un computador ten uns dous quilos de cobre e un coche ten polo menos 20 quilos.
Todo isto é só un exemplo. De feito, os metais pesados máis coñecidos, o mercurio, o cadmio e o chumbo, teñen moitas aplicacións. Por exemplo, una das características máis peculiares do mercurio é a súa facilidade paira crear amálgamas con diferentes metais. O mercurio forma potentes amálgamas como o ouro, a prata, o zinc, o chumbo e o estaño, que teñen diversos usos. Por exemplo, os orificios dos dentes e dentes comidos pola carie cóbrense cunha amálgama. Polo demais, o mercurio ten outros usos, quizá uno dos máis coñecidos é o termómetro.
O cadmio e os seus compostos utilízanse en pigmentos, estabilizadores, recubrimientos, aliaxes especiais, compostos electrónicos, etc. Pero o uso máis importante na actualidade é o das pilas e baterías de níquel cadmio. Paira iso utilízase máis do 80% do cadmio.
O chumbo e os seus compostos utilízanse principalmente en baterías de automóbil e industrial.
Metais preciosos por encima dos pesados
Moi preto do mercurio, o cadmio e o chumbo, polo menos na táboa periódica, atópanse o ouro, a prata e o platino. Son tamén metais pesados, aínda que son máis coñecidos na percepción social polas súas aplicacións como metais preciosos. De feito, son moi utilizados en xoiaría.
Con todo, teñen outras once aplicacións. A prata, por exemplo, é un condutor moi bo, pero é caro. Por outra banda, pola súa gran sensibilidade á luz, utilízase na fotografía como bromuro de prata e ioduro (ou deberiamos dicir que se usaba debido á revolución da fotografía dixital). O ouro é un bo reflector paira irradiar a luz infravermella. Por iso, nos cristais dos rañaceos poderíase colocar una fina lámina de ouro paira reducir a calor interior que poden causar os raios solares.
O platino utilízase na fabricación de crisol e envases, especialmente en xoiaría. Tamén é un catalizador común en reaccións químicas. O paladio tamén se utiliza frecuentemente como catalizador de reaccións químicas. Así mesmo, ao ser máis barato que a prata, a miúdo utilízase como substituto desta, tanto en xoiaría como cando os dentistas establecen pontes.
Ademais do platino e o paladio, dous compostos que o titanio forma co cloro utilízanse como catalizadores en moitas reaccións químicas. Con todo, o composto máis habitual do titanio é o pigmento branco de dióxido de titanio (TiO 2). Cobre perfectamente as superficies e utilízase en pinturas, cauchos, papeis, etc.
O titanio utilízase paira fabricar equipos paira a industria química. Así mesmo, se aleará con ferro, vanadio, aluminio, molibdeno e outros metais paira obter material resistente e lixeiro empregado na industria aeronáutica e aeroespacial, como reactores, mísiles, etc. A estrutura do Museo Guggenheim Bilbao, por exemplo, está formada por unha aliaxe entre o titanio e o zinc (maior proporción de titanio). A lámina é fina (un terzo do milímetro é groso) e manexable. Por iso, adáptase perfectamente á forma da construción. Ademais, se oxida moi lentamente.
Compoñente esencial do aceiro
En construción é máis común o uso de aceiro. No caso do aceiro engádense metais como titanio, vanadio ou molibdeno, sempre en cantidades moi pequenas. Aproximadamente o 80% do vanadio producido utilízase como ferrobanadio ou como aditivo de aceiros paira aumentar a resistencia dos aceiros. Estas mesturas ou aliaxes son suficientes paira obter aceiro de mellor calidade, xa que aumenta considerablemente a resistencia ou solidez do aceiro. Isto permite crear estruturas máis lixeiras sen perder resistencia. Este tipo de aceiro utilízase na construción e automoción, por exemplo. Estas aliaxes permiten empregar vigas cada vez máis estreitas na construción e placas de aceiro de menor peso en automoción.
A adición de niobio ao aceiro é tamén bastante común. O niobio utilízase paira mellorar as propiedades mecánicas do aceiro, sendo suficiente un aumento do 0,03-0,04% paira duplicar a súa resistencia.
O aceiro inoxidable fabrícase con cromo, entre outros. De feito, no aceiro inoxidable a concentración de cromo é igual ou superior ao 12%, aínda que as características antioxidantes do cromo nótanse mesmo cando a concentración de cromo é do 5%. O cromo utilízase principalmente en metalurgia, co fin de obter resistencia á corrosión e dar un excelente acabado ás pezas. No entanto, os cromatos e óxidos de cromo utilízanse tamén en colorantes e pinturas. O dicromato potásico reactivo químico (K 2 Cr 2 Ou 7) utilízase paira limpar o material de vidro do laboratorio. Outros compostos utilízanse como catalizadores.
Algúns compostos do selenio tamén son catalizadores apropiados. Utilízanse principalmente en xerografía e fotocopiadoras. En aplicacións eléctricas e electrónicas, como as células solares e os rectificadores, a fotografía, o medicamento veterinario ou os champúes anticaspa tamén poden atoparse compostos de selenio.
O uso de metais pesados non cesa, polo que os investigadores están a investigar novas aplicacións paira eles. Por exemplo, fai tres ou catro anos un grupo de investigadores de Reino Unido e EEUU descubriron novos usos paira o nitruro de indio. Comprobaron que o nitruro de indio podía acumular una carga negativa na súa superficie, algo pouco habitual en semiconductores como este. Até entón só se coñecía outro caso con esta propiedade, o do arseniuro indio.
Na maioría dos semiconductores aparece unha área con poucos electróns ao redor da superficie, o que supón una gran resistencia á hora de formar aliaxes con metais. Con todo, este problema podería evitarse se se producen na superficie semiconductores enriquecidos con electróns.
Isto pode facilitar enormemente a fabricación de materiais híbridos con aliaxes metal-semiconductores, que poden ser de gran utilidade no campo da optoelectrónica. No futuro preténdese investigar as propiedades electrónicas do nitruro de indio e as súas aliaxes.
Todas estas aplicacións e usos son só uns poucos exemplos. Con todo, é suficiente paira advertir que a tecnoloxía depende de metais pesados. Imaxínasche un mundo sen eles?
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
