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• Mariana Gonzalez

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OTROS METALES ARQ. KARIN L. GRAJEDA G.

GENERALIDADES DE LOS METALES La mayor parte de los elementos químicos (sustancias con el mismo tipo de átomos) son metales. Estos abundan en la Tierra y en muchos casos son utilizados por el hombre desde hace milenios.

GENERALIDADES DE LOS METALES En la industria metalúrgica, el metal se separa de otras sustancias mediante fundición (como el hierro), por tostado (así se apartan el zinc y el plomo), por lixiviación (con productos químicos, como cuando se separa el oro), o por electrólisis (con corriente eléctrica, como se hace con el magnesio y el aluminio).

GENERALIDADES DE LOS METALES Después, el metal puede purificarse y, finalmente, se le da forma por medio de colada (que es el fundido y vertido en moldes), prensado (apretado sobre un molde), forja (calentado y golpeado), laminado (entre rodillos para hacer chapas), etc.

Perfiles de Aluminio Extruído

GENERALIDADES DE LOS METALES Generalmente los metales no se usan puros, sino en mezclas o en aleaciones como acero (hierro, carbono y otras sustancias), bronce (cobre y estaño), latón (cobre y zinc), cuproníquel (cobre y níquel), duraluminio (aluminio y cobre) y soldadura (plomo y estaño).

GENERALIDADES DE LOS METALES En general aparecen mezclados con otras sustancias en los minerales, conducen bien el calor y la electricidad, son densos, se funden a temperaturas altas, pueden moldearse y suelen reaccionar con el aire formando óxidos y con los ácidos forman sales.

GENERALIDADES DE LOS METALES Los metales suelen ser duros y resistentes. Aunque existen ciertas variaciones de uno a otro, en general los metales tienen las siguientes propiedades: dureza o resistencia a ser rayados; resistencia longitudinal o resistencia a la rotura; elasticidad o capacidad de volver a su forma original después de sufrir deformación; maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acción del martillo; resistencia a la fatiga o capacidad de soportar una fuerza o presión continuadas y ductilidad o posibilidad de deformarse sin sufrir roturas.

GENERALIDADES DE LOS METALES A continuación se describirán algunos de los diferentes metales y se enfatizará en su uso en la construcción.

EL COBRE El cobre, de símbolo Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, caracterizada por ser los mejores conductores de electricidad.

EL COBRE Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos. El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor.

EL COBRE Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas. El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del acero y el aluminio.

EL COBRE Como ya se mencionó, el cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de 33,3 MPa. Admite procesos de fabricación de deformación como laminación o forja, y procesos de soldadura.

EL COBRE LATÓN Entre las aleaciones conocidas se obtiene el latón, también conocido como cuzin, que es una aleación de cobre y cinc (Zn) y, en menor proporción, otros metales. Las aplicaciones de los latones, además de bisutería, joyas y galvanizado de elementos decorativos, abarcan otros campos muy diversos, como armamento, calderería, soldadura, fabricación de alambres, tubos de condensadores y terminales eléctricos. Como no es atacado por el agua salada, se usa también en las construcciones de barcos y en equipos pesqueros y marinos.

EL COBRE BRONCE Bronce: es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción de entre el 3 y el 20%. El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y en la fabricación de válvulas, tuberías y uniones de fontanería. Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes, como cojinetes y descansos, discos de fricción; y otras aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión como rodetes de turbinas o válvulas de bombas, entre otros elementos de máquinas. En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes.

EL COBRE Aunque el cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos, una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre o latón. El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad de diferentes y variados componentes de todo tipo de maquinaria. Forma parte de los elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes. El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de galvanizado para cubrir otros metales.

EL COBRE

Cubierta del Palacio de los deportes México D.F. construida en 1968, con cobre expuesto a la intemperie.

EL COBRE Algunas vistas del Palacio de los deportes México D.F. de1968.

EL ALUMINIO El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.

EL ALUMINIO El aluminio es un metal ligero, cuya densidad es de 2700 kg/m3 (2,7 veces la densidad del agua), de color blanco brillante, inoxidable y resistente a la corrosión, abundante en la naturaleza y su reciclaje es relativamente fácil y barato. Es muy maleable y muy dúctil, por lo que permite la producción tanto de láminas muy delgadas como de cables eléctricos. Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del aluminio excede al del cualquier otro metal exceptuando el hierro / acero. Es un material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en situaciones de conflicto.

EL ALUMINIO El aluminio se utiliza rara vez 100% puro, casi siempre se usa aleado con otros metales. El aluminio puro se emplea principalmente en la fabricación de espejos, tanto para uso doméstico como para telescopios reflectores.

EL ALUMINIO

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Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan. Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg. Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión. Hierro (Fe) Incrementa la resistencia mecánica. Magnesio (Mg) Tiene alta resistencia tras el conformado en frío. Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición. Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica. Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica. Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión.

EL ALUMINIO

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Los principales usos industriales de las aleaciones metálicas de aluminio son: Transporte: Como material estructural en aviones, automóviles, tanques, superestructuras de buques, etc. Construcción: Estructuras portantes de aluminio en edificios. Embalaje: papel de aluminio, latas, tetrabriks, etc. Carpintería metálica: Puertas, ventanas, cierres, armarios, etc. Bienes de uso doméstico: utensilios de cocina, herramientas, etc.

EL ALUMINIO 

Transmisión eléctrica: Aunque su conductividad eléctrica es tan sólo el 60% de la del cobre, su mayor ligereza disminuye el peso de los conductores y permite una mayor separación de las torres de alta tensión, disminuyendo los costes de la infraestructura.  Recipientes criogénicos (hasta -200 °C), ya que no presenta temperatura de transición (dúctil a frágil) como el acero, así la tenacidad del material es mejor a bajas temperaturas.  Calderería  Bicicletas Debido a su gran reactividad química, el aluminio se usa finamente pulverizado como combustible sólido de cohete espacial y para aumentar la potencia de explosión.

EL ALUMINIO El aluminio debido a sus propiedades es uno de los metales que más se utiliza para producir variados y complicados tipos de perfiles que se usan principalmente en las construcciones de carpintería metálica. Se puede extruir, (la extrusión es un proceso tecnológico que consiste en dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta para conseguir perfiles de diseño complicado.)

tanto aluminio primario como secundario obtenido mediante reciclado.

EL ALUMINIO El mecanizado del aluminio y sus aleaciones en máquinas de arranque de virutas en general, es fácil y rápido y está dando paso a una nueva concepción del mecanizado denominada genéricamente mecanizado rápido. Durante el arranque de viruta, las fuerzas de corte que tienen lugar son considerablemente menores que en el caso de las generadas con el acero, (la fuerza necesaria para el mecanizado del aluminio es aproximadamente un 30% de la necesaria para mecanizar acero).

EL ALUMINIO El aluminio es 100% reciclable sin merma de sus cualidades. El refundido del aluminio necesita poca energía. El proceso de reciclado requiere sólo un 5% de la energía necesaria para producir el metal primario inicial.

Chatarra de Aluminio Comprimida

EL MAGNESIO El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. Una vez producido a partir de las sales de magnesio, este metal alcalinotérreo es utilizado como un elemento de aleación.

EL MAGNESIO Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como en agricultura e industrias químicas y de construcción. El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. El magnesio cumple además un papel biológico constituyéndose como un elemento químico esencial para el hombre.

EL ZINC El zinc o cinc es un elemento químico de número atómico 30 y símbolo Zn situado en el grupo 12 de la tabla periódica de los elementos. El zinc es un metal, a veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no lo sea, que presenta cierto parecido con el magnesio y el berilio además de con los elementos de su grupo. Es el 23 elemento mas abundante en la tierra. Una de sus aplicaciones más importantes es el galvanizado del acero.

EL ZINC Como se menciona con anterioridad la principal aplicación del zinc (cerca del 50% del consumo anual), es el galvanizado del acero para protegerlo de la corrosión, protección efectiva incluso cuando se agrieta el recubrimiento ya que el zinc actúa como ánodo de sacrificio.

EL ZINC 

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Otros usos incluyen: Baterías de Zn-AgO (zincplata-oxígeno); usadas en la industria aeroespacial para misiles y cápsulas espaciales por su óptimo rendimiento por unidad de peso y baterías zinc-aire para computadoras portátiles. Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción. Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del plomo.

EL PLOMO El plomo es un elemento químico de la tabla periódica, cuyo símbolo es Pb y su número atómico es 82. El plomo es un metal pesado de densidad relativa o gravedad específica 11,4 a 16 °C, de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad.

EL PLOMO Los compuestos de plomo más utilizados en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales, y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cloro, cloroformo, cadmio y sodio tienen importancia industrial.

EL PLOMO Es tóxico y ha producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y mala manipulación; sin embargo, en la actualidad el envenenamiento por plomo es raro en virtud a la aplicación industrial de controles modernos, tanto de higiene como relacionados con la ingeniería. Sin embargo como prevención, un control médico aunado con un control de ingeniería se recomienda cuando existe manipulación de este material.

EL PLOMO El uso más amplio del plomo, como tal, se encuentra en la fabricación de acumuladores. Otras aplicaciones importantes son la fabricación de tetraetilo de plomo (El Tetraetilo de plomo es un aditivo usado en la extinta gasolina con plomo super de 97 octanos y Normal de 92 octanos. Su función era aumentar el octanaje.), forros para

cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave, municiones, plomadas para pesca y también en la fabricación desde soldaditos de juguete hasta para hacer tubos de órganos musicales.

EL PLOMO Se están desarrollando compuestos órgano-plúmbicos para aplicaciones como son la de catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero. En virtud de las aplicaciones cada vez más amplias de la energía atómica, se han vuelto cada vez más importantes las aplicaciones del plomo como blindaje contra la radiación.

GENERALIDADES DE LOS METALES

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Como se menciona al inicio, para procesar u obtener los metales se puede aplicar: fundición (como el hierro); tostado (así se apartan el zinc y el plomo); lixiviación (con productos químicos, como cuando se separa el oro); electrólisis (con corriente eléctrica, como se hace con el magnesio y el aluminio).

GENERALIDADES DE LOS METALES

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Y al purificarse el metal, se le da forma por medio de: colada (que es el fundido y vertido en moldes); prensado (apretado sobre un molde); forja (calentado y golpeado); laminado (entre rodillos para hacer chapas), etc.

FIN DE LA PRESENTACIÓN

¡MUCHAS GRACIAS!