Historia de los metales

Los metales son materiales que se obtienen a partir de la transformación de los minerales. En muchos casos los minerales se encuentran aglutinados formando unidades superiores que conocemos con el nombre de rocas. Los pueblos griegos los bautizaron como metallon, que significaba el producto extraído de una mina. A lo largo de nuestra historia los humanos hemos tenido que aprender las técnicas de extracción, fundido y transformación para poder, en primer lugar, separar los metales del resto de elementos que conforman los minerales y rocas y, en segundo lugar, trabajar estos metales para obtener herramientas, armas, joyas, etc. Para utilizar el metal hemos desarrollado una disciplina -la metalurgia- y unas técnicas propias para su obtención y fundición. Su desarrollo ha permitido crear nuevos metales a partir de la aleación de varios de ellos como el caso del acero, cuya producción y desarrollo ha marcado el devenir de la Edad Contemporánea.

Solo unos pocos metales aparecen en estado puro en la naturaleza, los llamados metales nobles, escasos y de alto valor a lo largo de la historia. Nuestros antepasados paleolíticos comenzaron utilizando el óxido de hierro para la elaboración de pigmentos. Desde finales del Neolítico tenemos evidencias del trabajo del “cobre nativo” así como del oro y la plata. Todos ellos se encontraban en la naturaleza en estado casi puro y se moldeaban manualmente aprovechando su maleabilidad. El desarrollo de los procesos de fundición dio origen al último periodo de la Prehistoria, que conocemos con el nombre de la Edad de los Metales. Este periodo se subdivide en tres subetapas que llevan por nombre: el del primer metal trabajado -el cobre-; la primera aleación realizada de cobre y estaño -el bronce-; y el de mayor éxito temporal y aplicación – el hierro-.

Desde entonces, la historia de la humanidad ha estado unida estrechamente a la evolución del uso de los metales y ha tenido un lugar esencial en muchos de nuestros grandes avances técnicos y tecnológicos. En la Antigüedad formaron parte de los arados, fueron soporte (tablillas de bronce y plomo) y herramienta para escribir (cinceles, buriles y estilos); se utilizó para fabricar esculturas con la técnica de la cera perdida y revolucionaron el mundo del transporte ecuestre con sus bocados y espuelas. Durante el medievo y la modernidad, además de su uso generalizado en armas y herramientas, se utilizaron para fabricar trompetas, sacabuches o campanas.

Por su parte, el hierro primero y el acero después protagonizaron las diferentes revoluciones industriales que caracterizaron el progreso de la contemporaneidad. En este contexto, los metales contribuyeron a desarrollar los sistemas de producción de energía eléctrica y la gran revolución de los transportes y las comunicaciones. Y, asimismo, fueron la esencia de la urbanización y la construcción de las ciudades, desarrollando el fenómeno urbano y contribuyendo al creciente proceso de la industrialización. Fábricas, edificios, puentes, vehículos, máquinas, estructuras; paisajes urbanos al completo que en su esencia han sido construidos en los últimos siglos sobre la base de los metales. Es más, componentes como el aluminio, el cobre o las aleaciones ferrosas son de hecho partes invisibles de estas estructuras urbanas, sustentando elementos constructivos, cables, circuitos piezas y armazones, muchos de ellos invisibles, pero que verdaderamente conforman el esqueleto interno de nuestras ciudades.

Hoy en día, pese a tal evolución, los metales no han perdido sus funciones originarias y, además de en todos estos usos urbanos, se siguen utilizando para fabricar joyas, para producir herramientas o como simples elementos monetarios o de intercambio. Se trata sin duda de materiales clave en nuestra existencia y nuestra evolución; son una parte de nuestra vida cotidiana que se ha asentado en nuestra sociedad y su estudio y aplicación sigue marcando nuestra evolución tecnológica en el día a día.

Los metales a lo largo del tiempo
Características y tipos
El metal, un material versátil y duradero
Comunicación, transporte y relaciones sociales
Metal y energía
Los metales nobles, un valor basado en la escasez y la belleza
El metal y la salud
Piezas

Propiedades y características

Estado

A temperatura ambiente los metales están en estado sólido, excepto el mercurio que se encuentra en estado líquido.

Color

Gran variedad cromática, siempre caracterizada por su brillo, que refleja la luz.

Densidad

Los diferentes metales son más densos que el agua, por eso se hunden. El hierro presenta una densidad de 7,87 g/cm³, aunque hay metales como el uranio que presentan una densidad de 19,1 g/cm³.

Resistencia mecánica

Buena resistencia mecánica, lo que les permite absorber golpes, presión o ser sometidos a grandes esfuerzos mecánicos.

Conductividad

Los metales destacan por su conductividad térmica, eléctrica y sonora. Destaca el cobre como uno de los más utilizados por su alta conductividad.

Ductilidad

Al aplicarles una fuerza mecánica, los metales pueden deformarse plásticamente hasta el punto de permitir ser estirados formando hilos.

Maleabilidad

Los metales pueden ser deformados por comprensión sin romperse, pudiéndose moldear en planchas y láminas finas.

Fusibilidad

Es la facilidad con la que un metal puede fundirse o derretirse, alterando su estado.

Oxidación

Es la propensión de los metales a reaccionar químicamente con el oxígeno, alterando sus propiedades naturales. Los metales férricos son muy propensos a la oxidación. Algunos metales nobles, como el oro, apenas presentan esta característica.

Reactividad

Los metales reaccionan en presencia de otras sustancias químicas y tienden a formar cationes. Presentan facilidad a la hora de perder electrones y enlazarse químicamente con otros elementos químicos.

Los metales a lo largo del tiempo
Prehistoria

5

Los metales a lo largo del tiempo

Edad Antigua

4
5

Los metales a lo largo del tiempo

Edad Media

4
5

Los metales a lo largo del tiempo

Edad Moderna | Edad Contemporánea

4
5

Los metales a lo largo del tiempo

Edad Contemporánea

8

Ocres

año 350.000 a.C.

La especie humana ha utilizado metales desde época paleolítica. Hace 350.000 en el yacimiento francés de Terra Amata hay restos de ocre, óxidos de hierro, procesados quizás para ser utilizados como elementos de pintura corporal. Estos restos de hematites y goetitas habían sido sometidos a tratamiento térmico para acentuar sus colores, rojo y amarillento respectivamente.

Cobre

El objeto metálico más antiguo del mundo apareció en la cueva iraní de Shanidar. Fue trabajado por percusión lo que permitió obtener finas láminas sin para ello ser necesario alcanzar altas temperaturas. La técnica de martilleado del cobre a temperatura ambiente para el desarrollo de objetos ornamentales y alfileres, también fue utilizada en yacimientos de los Montes Zagros y Anatolia hace más de 8.700 años.

Metalurgia

año 7.000 a.C.

La fundición del primer metal, asociado a los primeros hornos cerámicos, data de hace 6.500 años. El elemento utilizado fue sobre todo el cobre, fundido para introducirlo en forma líquida en crisoles y moldes. Surgieron en la zona de Tal-i-Blis, en los Montes Zagros iraníes, donde se establecieron centros especializados de reducción de este tipo de metal. La utilización de oro y plata, al aparecer en forma de pepitas de metal nativo, también fue común en esta época para la realización de adornos y joyas, aunque estos metales eran mucho más escasos.

Bronce

año 4.500 a.C.

La transición del cobre al bronce surgió gracias al desarrollo de la técnica metalúrgica. La creación de aleaciones -mezclas homogéneas de varios elementos de los cuales uno por lo menos debe ser metálico- dio lugar al bronce -mezcla de cobre y estaño-. La primera muestra de cobre fundido data del 4500 a.C. y apareció en la actual Serbia. La introducción de las herramientas de cobre fue sustituyendo a las de piedra. El bronce es más duro que el cobre y se equiparaba a la piedra en su tenacidad y resistencia, siendo además mucho más fácil de producir.

Hierro

año 1.200 a.C.

La Edad del Hierro, duró aproximadamente del 1200 a.C. al 300 a.C. Aunque se conoce su utilización desde el 2.500 a.C., por los artefactos de hierro hallados en las tumbas reales hititas. Estos pueblos hititas, en la actual Siria, fueron los primeros en controlar el hierro y monopolizaron su producción, siempre escasa. Cuando su imperio fue destruido, sus herreros se dispersaron por Oriente Medio, difundiendo su tecnología y dando comienzo a la Edad del Hierro. A pesar de ser uno de los elementos más abundantes del planeta, hubo que esperar hasta este periodo para que se sistematizaran los procesos de obtención, fundición y manipulación. El proceso de fundido y moldeado de este metal fue complicado ya que requería enormes cantidades de madera, carbón y hornos de gran capacidad calorífica.

La Edad de los Metales

Fue la última etapa tecnológica de la Prehistoria tras la Edad de Piedra. Se caracteriza por el inicio de la actividad metalúrgica en los grupos humanos. En la Península Ibérica abarca desde aproximadamente el tercer milenio a.C. hasta la llegada de los romanos. Se dividió en tres edades inferiores, la Edad del Cobre o Calcolítico, la Edad del Bronce y la de Hierro. La primera se desarrolló en el III milenio a.C., el bronce corresponde al II milenio a.C. y el hierro durante el último milenio antes de nuestra era.

Esculturas de bronce

Los guerreros de Riace son las primeras esculturas en metal de la Edad Antigua. Estas estatuas griegas de bronce forman parte de los escasos testimonios de escultura metálica clásica en Grecia junto con el Poseidón y el Auriga de Delfos.

Acero de la India

año 500 a.C.

Aunque hay evidencias de la existencia de antecedentes del acero moderno, como el hierro forjado, en la zona del Mar Negro desde el 1800 a.C., no fue hasta el 400 a.C. cuando los metalúrgicos de la India inventaron un método para su obtención. El acero es una aleación de hierro y una pequeña cantidad de carbono. Este “Acero de Damasco”, como fue bautizado en época medieval, marcó la técnica de fabricación de espadas de esta aleación hasta el 1.700 de nuestra era.

Plomo

El artefacto más antiguo encontrado de plomo es una estatua de Osiris del 3800 a.C. Pero fue durante la antigüedad cuando se expandió su uso. Los griegos lo utilizaron para crear proyectiles de honda. Los romanos, desde época republicana (509 a.C-27 a.C)., utilizaron el plomo por su ductibilidad y resistencia a la corrosión, para fabricar láminas para escribir. ataúdes, tuberías y recubrimiento de bañeras. También se utilizó para la creación de productos farmacéuticos y para la acuñación de moneda debido a su bajo coste en relación con otros metales.

Bronce romano

La escultura en metal en Roma hunde sus raíces en la tradición griega. Una de las piezas más antiguas encontradas es la estatua de bronce de Hércules, del s. II a.C. En ella se aprecia la curva praxiteliana, una forma de representación humana con ligera inclinación de la cadera. Entre los autores romanos destaca Pasiteles, al que se le atribuye una enorme estatua de Júpiter de oro y marfil, hoy desaparecida, y numerosas obras en bronce. Una de las obras en bronce más famosas de Roma fue el Coloso de Nerón. Levantada en ese metal, medía más de 30 m y estaba situada frente al Anfiteatro Flavio, que acabó siendo conocido como El Coliseo, por la cercanía de la estatua. Las fuentes señalan su destrucción en el saqueo de Roma del 410 d.C. o en los terremotos posteriores, tras la cual fue fundida y reaprovechada, como era habitual en la época.

Minas hispánicas

 

La conquista romana de la Península Ibérica en el siglo I a.C. significó la expansión del Imperio hasta el límite terrestre de occidente y el control de una zona repleta de metales. Plinio el Viejo hablaba en sus crónicas de la presencia en Hispania de oro, plomo, hierro, cobre y plata a un nivel nunca antes conocido en Roma. El s. II d.C. estuvo marcado por la intensa actividad en las dos grandes cuencas mineras de Hispania: el suroeste, repleto de explotaciones de cobre y plata, y el centro y norte, ricos en yacimientos auríferos. Según las crónicas, en las cuencas de los ríos Tajo, Miño, Duero y Genil se podían recoger pepitas de oro directamente a mano.

Estribos metálicos

año 700

La inestabilidad política de occidente tras la caída del imperio romano convirtió a Europa en un objetivo de conquista para diversos pueblos de otros continentes, que trajeron al viejo continente novedades tecnológicas. Los estribos para los caballos llegaron al Imperio Carolingio en el siglo VIII. Habían sido inventados por los nómadas mongoles cuatro centurias antes y entraron en occidente a través del Imperio Bizantino. Esas piezas de metal permitieron al jinete manipular la espada mientras montaba, lo que transformó el papel de la caballería en los ejércitos del medievo.

Guadañas y colleras

 

La plena Edad Media, que abarca los siglos XI y XIII, se caracterizó por una revolución agrícola en Europa. Fue posible gracias a cambios en las técnicas de regadío y de cultivo y a la invención de nuevos elementos de metal. La introducción del arado de vertedera y de nuevas herramientas como la guadaña, la collera y la herradura de clavos hicieron posible un desarrollo exponencial de las actividades agrícolas.

Campanas y relojes

año 1.000

El crecimiento de la producción agraria favoreció el comercio y el desarrollo de las ciudades. En ellas, surgieron los gremios, agrupaciones de artesanos especializados. La huella de estos aún es perceptible en la nomenclatura de muchas calles como las dedicadas a los herreros, los plateros, los cuchilleros, los forjadores, los orfebres, etc. Las campanas de las iglesias se encargaron de marcar el ritmo de funcionamiento de las ciudades y los pueblos. El material con el que se hacían era conocido como metal de campana, que no era más que bronce al 78 % de cobre y 22% de estaño o de hierro. A finales del s. XIII apareció el reloj mecánico, hecho de piezas de metal móviles. Este tipo de reloj se ubicaba en grandes edificios como monasterios, iglesias y ayuntamientos. Generalmente ocupaba espacios elevados -normalmente, torres- y su uso se fue uniendo al de las campanas, que empezaron a marcar las horas del día, la apertura y cierre de puertas de muralla o el comienzo y el fin de las jornadas gremiales.

Rejas y vidrieras

año 1.200

La Edad Media destacó sin duda por el desarrollo de sus dos grandes corrientes artísticas: el Románico, durante los siglos X y XII, y el gótico, desde mediados del siglo XII. En el primero, se empleó el metal con profusión para la creación de elementos ornamentales como las volutas de hierro, que decoraban las rejas y los vallados. En el arte gótico, los metales formaron parte de las tecnologías mecánicas de los grandes edificios y en las rejas de cierre de capillas, candelabros y otros elementos de liturgia. Además, las bellas vidrieras que caracterizaron la eclosión de colores de las iglesias góticas estaban unidas por metales fundidos como el plomo y el estaño.

El renacimiento del bronce

año 1.500

La recuperación del metal como elemento escultórico para grandes obras en el Renacimiento fue impulsada principalmente por la obra de Donatello. Su David, una estatua de bronce de más de metro y medio, se convirtió en 1440 en la primera representación de un desnudo masculino desde la Antigüedad, casi mil años atrás. Además, sus representaciones supusieron un hito en escultura exenta, dispuesta para ser admirada desde todos los ángulos. Otras obras de su producción estatuaria en bronce fueron el Condotiero Gattamelata y el conjunto de Judith y Holofernes.

La presión isostática

El científico y filósofo Blaise Pascal (1623-1662) enunció el Principio de Pascal, que explica cómo la presión aplicada en un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones, permitiendo obtener fuerzas muy grandes partiendo de otras relativamente pequeñas. Aunque el matemático francés no fue consciente de ello, este descubrimiento significó grandes avances en los campos de la hidrodinámica y la hidrostática, que dieron lugar a la invención de la jeringa y de la prensa hidráulica. Basándose en estos principios, en la actualidad los metales son sometidos a prensado isostático para eliminar burbujas e impurezas y darles forma.

Hornos y acero inoxidable

año 1.700

Los primeros hornos metalúrgicos de carácter industrial, denominados altos hornos, fueron construidos en la región de Cumbria, en el Reino Unido, en el 1700. En 1823, la zona llegó a tener 237 siderurgias en funcionamiento, que se alimentaban con una mezcla de carbón y coque, un derivado del carbón destilado al vacío. En 1740, a poca distancia de esa región, Benjamin Huntsman creó el acero de crisol, un tipo de acero elaborado con técnicas de lento calentamiento y enfriamiento del hierro puro en presencia de carbono en recipientes cerámicos. Esta técnica hacía aflorar las impurezas del metal a la superficie en forma de espuma, obteniendo lingotes de gran pureza. Gracias a estos avances, en 1872, los científicos británicos Woods y Clark patentaron la aleación de hierro, cromo y carbono que hoy conocemos como acero inoxidable.

Envases metálicos

 

Hasta la llegada de la revolución industrial, la conservación de alimentos se basaba principalmente en técnicas de ahumado o salazón. En 1795, el francés Nicolas Appert inventó el proceso de embotado para mejorar la vida útil de los alimentos. Philippe Girard mejoró su diseño al utilizar latas de hojalata con recubrimiento interior de estaño, aprovechando las propiedades antisépticas de este metal. El proceso de enlatado fue un éxito en Inglaterra, donde el gobierno incorporó este sistema de conserva en el avituallamiento militar.

La pila voltaica

año 1.800

Alessandro Volta creó la primera batería eléctrica de la historia en 1800, apilando discos de plata y zinc alternativamente y separándolos por cartón empapado en salmuera. El invento, conocido como pila voltaica, produce un flujo continuo de corriente eléctrica cuando se unen ambos extremos de la pila con un cable de metal. Hasta entonces, el estudio de la electricidad había estado limitado a la electricidad estática. El invento de Volta permitió trabajar con corrientes eléctricas que se podían activar a voluntad del científico. Desde entonces, el voltio, la unidad de medición de la diferencia de potencial eléctrico, se llama así como homenaje al físico italiano.

Caminos de hierro

 

El ferrocarril desde su propio nombre indica la estrecha relación existente entre este medio de locomoción y los metales. A principios del siglo XIX, ingenieros británicos comenzaron a desarrollar los primeros vehículos motorizados sobre raíles para el transporte minero. No fue hasta 1814 cuando George Stephenson construyó la Blücher, el antecedente del primer ferrocarril que prescindió de tracción animal. En 1819, se construyó el primer ferrocarril, que cubría 13 km entre Hetton y Sunderland, en Inglaterra. El 17 de septiembre de 1825 tuvo lugar el primer transporte de pasajeros entre Darlington y Stockton, con las vías de 1,453 m de ancho que definieron el standard.

Chatarra y reciclaje

año 1.900

El ingeniero francés Paul Héroult desarrolló en 1907 el horno de arco eléctrico. En este aparato, el metal quedaba expuesto a un arco eléctrico capaz de fundir el 100% de la chatarra, lo que posibilitó el reciclaje de metales y aleaciones permitiendo su reutilización con un gasto energético menor que el de su extracción y transformación.

El Talgo

 

En 1942, nació en España la empresa ferroviaria Talgo, conocida por ser la creadora de los trenes del mismo nombre. Su denominación viene del acrónimo “Tren Articulado Ligero Goicoechea Oriol”, que incluye el apellido de los dos socios que la desarrollaron. El tren que construyeron, el famoso Talgo, estaba hecho de aluminio soldado, sin remaches ni tornillos, y tenía un centro de gravedad más bajo que el resto de modelos de la época, lo que permitía alcanzar los 115 km hora y mantener altas velocidades en curva.

La cementación

Herbert W. Western descubrió y patentó el proceso de carburación al vacío en 1919. El proceso, llamado cementación, hizo posible un tratamiento térmico de hierros y aceros en presencia de carbono que aporta mayor dureza al material conforme más tiempo durase el proceso. El enfriamiento rápido posterior hacía que la capa externa de carbono del metal endureciera velozmente, creando una carcasa de extraordinaria dureza y de hasta 6,4 mm de grosor.

Rascacielos

año 2.000

La utilización del acero como refuerzo de estructuras en la construcción es uno de sus usos más extendidos. Junto con el hormigón, forma parte esencial de la construcción de cimientos y pilares. El edificio más alto del mundo, el Burj Khalifa, es buen ejemplo de ello. Construido en 2010, para la estructura de 828 m de altura se han utilizado 39.000 toneladas de barras de acero, que colocadas en línea darían cuatro vueltas al Ecuador del planeta. Exteriormente, presenta una fachada de más de 15.000 m2 de acero inoxidable. Además, su estructura incluye 2.800 toneladas de aluminio.

Acero e impresión 3D

La evolución de la metalurgia ha llegado al mundo de la impresión 3D. En 2015, el diseñador Joris Laarman y la empresa holandesa MX3D iniciaron la construcción del primer puente impreso en acero inoxidable. Creado para ser colocado en Oudezijds Achterburgwal, en Ámsterdam, se trata de una estructura de paso peatonal para la que se han utilizado 4,5 toneladas de acero que fueron impresos por cuatro robots que fundían la aleación a 1.500º.

1
El metal: Composición,
características y tipos

Los metales son elementos químicos puros de la tabla periódica extraídos de la tierra que se pueden combinar con otros para crear aleaciones metálicas. La metalurgia es la ciencia que estudia estos metales, su extracción, procesado y sus diferentes reacciones químicas como la corrosión. Por otro lado, la siderurgia es más específica y se centra en las técnicas empleadas en el hierro y sus aleaciones, así como en las diferentes formas en las que aparece en la naturaleza: meteóricas, óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Las aleaciones son combinaciones de metales entre sí o con otros elementos que permiten aumentar las capacidades de los metales, como la dureza, la resistencia mecánica, la conductividad eléctrica y térmica, la resistencia a la corrosión y a la oxidación.

Materiales férreos
Compuestos de hierro y sus aleaciones. El hierro es el metal más abundante del planeta, ya que es el principal material de su núcleo. Es el segundo en cuanto a cantidad en la corteza terrestre de la que forma el 5%. Sin embargo, el hierro puro tiene escasas aplicaciones, la mayoría relacionadas con su carácter magnético. Su fragilidad respecto a otros metales hace que lo habitual sea utilizarlo como fundición o aleación, siendo el acero y sus diferentes variables las más representativas. Las fundiciones son aleaciones férricas que contienen otros metales, otros elementos como el carbono y cantidades variables de níquel, cromo, titanio, silicio y manganeso entre otros muchos. Existen varios tipos según sus características mecánicas, su dureza y ductilidad. Las aleaciones más conocidas del hierro son los aceros, conocidos por su variedad y versatilidad. El acero es una aleación con casi un 99% de hierro y carbono que está presente en todos los medios de transporte modernos y en las construcciones de hormigón armado.

Materiales no férreos.
Son aquellos minerales o aleaciones sin hierro presente. Son más difíciles de obtener y, por tanto, más caros. Entre ellos se encuentra el aluminio, el metal más abundante en la corteza terrestre, de la que forma parte en un 8,2%. Los metales no férreos presentan propiedades como resistencia a la corrosión y buena conductividad eléctrica y térmica, fundiendo a temperaturas bajas. Esto hace que sean materiales más blandos, dúctiles y de reducida resistencia mecánica, por lo que suelen utilizarse en aleaciones. Se clasifican normalmente en tres grupos según su peso:

  • Pesados: cobre, estaño, plomo, níquel, zinc, cobalto y aleaciones como el bronce y el latón (aleación de cobre y zinc)
  • Ligeros: titanio y aluminio
  • Ultraligeros: berilio y magnesio.
Hierro y níquel
El núcleo de la tierra esta compuesto por hierro y níquel. Se encuentra a unos 5.000ºC y es fundamental para el funcionamiento del campo magnético terrestre.

2
El metal, un material
versátil y duradero

Hasta el dominio del procesado de los metales, los seres humanos obtenían las herramientas de materiales que encontraban a su alrededor, como la piedra y la madera. El trabajo de los metales exigía recolectar el material, unirlo y darle forma. En unos primeros estadios de la metalurgia, los metales utilizados eran el cobre y el oro, metales nativos que aparecían en la naturaleza puros, se podían extraer con facilidad y ser trabajados a golpes. Su escasa dureza permitía crear elementos decorativos y joyas, pero no herramientas.

La evolución de las técnicas constructivas y del fuego permitió hace 5.000 años la adaptación de hornos con capacidad térmica como para fundir metales, lo que supuso poder trabajar con metales más duros y moldes, que permitían hacer réplicas. A partir de ese momento surgieron elementos de metal y sus aleaciones con características que no tenían los materiales anteriores: dureza, resistencia a la tracción, tenacidad y ductilidad. Al igual que otros materiales, el metal ha evolucionado en cuanto a su uso. De representar objetos de prestigio e identidad en los grupos sociales, fue variando con su conocimiento por parte del ser humano a crear útiles, al igual que se iban conociendo las diferentes materias primas. En la actualidad, podemos decir que sus usos son casi inagotables.

El uso inicial y principal de los metales fundidos fue la creación de herramientas y armas para la caza y la defensa: hachas, espadas, agujas, cuchillos, punzones, cascos, fíbulas y recipientes. Posteriormente, se fueron incluyendo otros usos que aún perduran, como el de moneda, las canalizaciones y las cuberterías e instrumentos musicales. Hoy en día, los metales están presentes en todos los campos de la ingeniería y sus herramientas. El campo de las aleaciones está en continua expansión, creciendo su número cada año para aportar mejores soluciones a las necesidades existentes.

Solo existe un metal líquido a temperatura ambiente: el mercurio, que además es inodoro. Sus propiedades físicas hicieron que en la antigüedad fuese considerado como el metal del que estaban hechos todos los demás o como plata líquida y recibiera el nombre de “mensajero de los dioses”. Es un metal pesado que solidifica a -38ºC y de los pocos materiales que reaccionan químicamente con el oro, por lo que ha sido usado para su extracción. También se usa en industria manufacturera, en procesos químicos de tratamiento de papel y pinturas y en la fabricación de componentes eléctricos, aunque por su toxicidad, se están estableciendo protocolos para reducir su uso.

Metales como el cobre o el aluminio pueden ser reprocesados para crear nuevas herramientas sin perder sus capacidades originales ni su calidad. Muestra de ello es que el 80% del cobre extraído durante los últimos 10.000 años todavía se encuentra en uso en la actualidad. Las principales fuentes de cobre reciclado provienen de chatarra obsoleta y de la construcción, donde se pueden encontrar abundantes muestras de metal en instalaciones de fontanería, calefacción y electricidad.

80%
del cobre extraído durante los últimos 10.000 años todavía se encuentra en uso en la actualidad.

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Comunicación, transporte
y relaciones sociales

Los seres humanos, como seres sociales, necesitamos de una comunidad para nuestra supervivencia. La especie gregaria que somos nos lleva a comunicarnos entre nosotros y expresarnos, ya sea de manera presencial o virtual. En los albores del uso de los metales, los óxidos se utilizaron como base de pinturas que, utilizando las paredes de las cuevas o el mismo cuerpo, servían de medio de expresión entre los individuos de las comunidades prehistóricas, perdurando su mensaje visual hasta nuestros días.

La comunicación y sus medios favorecen el intercambio entre grupos humanos, por lo que la humanidad fue creando redes de trueque y de intercambio de objetos entre diferentes poblados, precedentes del comercio. Este comercio estuvo marcado por el metal desde prácticamente sus inicios y, posteriormente, las monedas y los lingotes tomaron el protagonismo de un uso que ha llegado inalterado hasta nuestros días.

Las migraciones de los grupos humanos hacia nuevos espacios ampliaron el concepto de comunicación, haciendo necesarias nuevas vías y nuevos medios de transporte. Los metales participaron en su progreso, primero con los avances en carruajes y caballería y, a partir de la Revolución Industrial, en todos los medios de transporte terrestres, aéreos y marítimos. En particular, el ferrocarril, el camino de hierro, ha sido la más alta expresión de la relevancia del metal como elemento para la comunicación y el transporte. Las vías de tren han representado sin duda una notable muestra de las formas del ser humano para relacionarse utilizando este tipo de material.

Y más allá de la movilidad, el metal ha sido un material utilizado por el ser humano en un constante viaje de ida y vuelta en sus relaciones, ya que a menudo ha vuelto a los usos originales relacionados con las formas de expresarse y comunicarse entre las personas. Más allá de los transportes, este material ha estado detrás del progreso en la forma de relacionarnos y en los últimos siglos ha sido esencial en los medios de comunicación oral. Desde el siglo XIX el soporte en papel de las comunicaciones escritas se ha visto progresivamente reemplazado por otros medios a distancia basados en tecnología de transmisión eléctrica, como el telégrafo, el teléfono o, en la actualidad, el ecosistema electrónico que nos permite comunicarnos a nivel global, todos ellos sustentados en el uso continuado del metal como materia esencial de su composición.

Golden Gate
Situado en la bahía de San Francisco (EEUU). Compuesto principalmente de acero, tiene una longitud de 2.737 m y se inauguró en 1937.

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Metal
y energía

Los metales han podido ser trabajados gracias al control del fuego y de los hornos, si bien es cierto que los primeros metales fueron tratados por percusión. La fundición supuso el control total sobre estos materiales, permitiendo pasar de su estado natural sólido a líquido, a la vez que se generaban nuevas aleaciones. La capacidad de transformación de los metales abrió la puerta a la experimentación mecánica y su utilización para la creación de las primeras máquinas. El primer ingenio mecánico autónomo que se conoce es la eolípila, una máquina creada por Herón de Alejandría en el siglo I d.C. Este ingenio estaba constituido por una cámara esférica con dos tubos curvos por los que se expulsaba el vapor al calentarla y creaba un movimiento sobre el eje central.

En la Edad Moderna, la humanidad atenderá a un desarrollo científico sin precedentes, que da lugar a enormes transformaciones y relevantes descubrimientos, como el de la electricidad de las tormentas por parte de Benjamin Franklin en 1753. Años más tarde, en 1780, el médico italiano Luigi Galvani descubrió que el contacto de su bisturí metálico con la piel de una rana en disección provocaba movimiento y escribió las primeras impresiones sobre lo que hoy sabemos de la electricidad estática. Hasta los inicios del siglo XIX, el ser humano no fue capaz de crear y controlar electricidad, con la llegada de la batería de Alessandro Volta, que unía elementos metálicos con líquidos salinos para conseguir una carga invariable durante un periodo determinado.

La adaptación del ser humano a sus nuevas necesidades ha contado con los metales como protagonistas de los grandes avances contemporáneos en energía y telecomunicaciones. La catalización de la energía a través de los múltiples grosores de cables y tendidos, desde los finos de cobre hasta los gruesos de aluminio, marcan el paisaje visible e invisible que permite tener luz eléctrica, electrodomésticos y telecomunicaciones globales en nuestro día a día. Además de como conductores de energía, existen metales cuyo uso se basa en que son productores de la misma. Maria Skłodowska-Curie y su marido Pierre Curie llevaron a cabo algunos de los primeros estudios de isótopos radiactivos, descubriendo metales como el radio y el polonio, que aplicaron a la radiología médica, gracias a la cual se salvaron muchas vidas en la I Guerra Mundial. Las investigaciones posteriores de Rutherford, Bohr o Einstein sobre los átomos y la energía llevaron en 1938 al enunciado de la hipótesis de la fisión nuclear. La puesta en marcha de auténticos ejércitos de científicos en el Proyecto Manhattan demostró la potencialidad energética de la energía nuclear, que a partir de la II Guerra Mundial se centró en aplicaciones energéticas de carácter pacífico.

En los albores del siglo XXI la energía es una necesidad estratégica. La búsqueda de una energía no contaminante es una de las máximas de la sociedad actual. El metal figura como material imprescindible, gracias a sus características físicas, en placas solares y aerogeneradores que adaptan la energía del medioambiente al uso de la humanidad.

Aerogeneradores
El acero es un material esencial en la construcción de los molinos de viento del siglo XXI. El proyecto Gansu Wind Farm, situado en el nordeste de China, es el mayor complejo eólico del mundo. Agrupa a más de 100 parques eólicos con una capacidad para producir 20.000 megavatios. La generación de este parque es casi como el total de la energía eólica instalada en España en la actualidad.

5
Los metales nobles

Los seres humanos hemos buscado la belleza estética desde nuestros orígenes. Los colores, formas, texturas y brillos de la naturaleza han fascinado a la humanidad, que los ha imitado, creando además los suyos propios. Oro, plata y cobre fueron los primeros metales que los grupos humanos señalaron como elementos de embellecimiento y prestigio. Su belleza estaba basada probablemente en su escasez y su brillo, características que han mantenido los metales preciosos hasta la actualidad.

Los faraones del Antiguo Egipto manifestaban su poderío con grandes obras y con la acumulación y muestra de oro como símbolo de estatus, belleza y eternidad. Entre los elementos que han perdurado destacan las máscaras funerarias como la de Tutankamón y abalorios, colgantes, pulseras y accesorios de este metal, que en sus pinturas aparecen solo en manos de dioses y faraones. Esta dinámica continúa durante toda la Antigüedad Clásica. Tal vez, el gusto por el oro en Grecia es menos conocido que en la cultura romana, pero impresionantes colecciones museísticas como la del Hermitage Museum, en San Petersburgo, evidencian la maestría de la orfebrería griega. Los pueblos visigodos destacaron por su maestría en la creación de obras, como la corona de Recesvinto y sus anillos, fabricados en el siglo VII d.C. y de gran complejidad artística. Los descubrimientos continentales de la Edad Moderna se iniciaron con Cristóbal Colón. La abundancia de oro en el Nuevo Mundo propició el avance de la orfebrería. Aumentó la riqueza de la monarquía hispánica y animó al resto de naciones europeas a embarcarse en campañas de búsqueda de metales preciosos en nuevos territorios.

El tratamiento del metal ha supuesto una evolución tecnológica que ha hecho posible diferentes técnicas, artes y ciencias. Además de la metalurgia y la siderurgia para metales y aleaciones más comunes, surgió la orfebrería. Etimológicamente, es una palabra de raíces latinas que une los conceptos de oro -auri- y arquitecto -faber- y se entiende tradicionalmente como el arte y la técnica aplicados al trabajo de metales preciosos y sus aleaciones. Los metales preciosos miden su pureza en quilates. En gemología, un quilate -ct- es una unidad de peso equivalente a 0,2 g. El concepto de quilate surge de la palabra griega keration, usada para las semillas de algarrobo con las que pesaban los metales en las balanzas, ya que eran muy homogéneas y comunes. Todas las semillas pesaban prácticamente lo mismo, 0,2 g, de ahí que esa sea la media. En orfebrería, es una unidad de pureza del metal basado en un sistema de proporciones dividido en 24 partes. Por ello, es llamado Quilate de Pureza y su símbolo es la k por el término griego katharótita (pureza). Una pieza de 24 k nos indica que su composición es 100% de ese material precioso. Una de 18 k, indica 18 partes de 24 de metal precioso y 6 de otro metal (75% de pureza).

En el siglo XXI, los metales preciosos forman parte de nuestra vida, pero no tienen por qué ser necesariamente visibles. Por su baja reactividad, estos metales tienen usos tecnológicos y biomédicos. En el caso de los primeros, algunos de estos metales son superconductivos. Es el caso del rodio, que forma parte de las placas de smartphones y tablets.

Tutankamón
La tumba KV62, situada en el Valle de los Reyes (Kings Valley) de Egipto, se corresponde con el sarcófado y momia de Tutankamón fallecido en el 1.327 a.C. La tumba formada por cuatro salas contaba con más de 5.000 piezas para cuya fabricación se usaron grandes cantidades de oro y plata.
Rodio
Metal (Rh) poco abundante del grupo del platino. Se le considera el metal más caro del mundo. En 2020 alcanzó el precio de 8.000 dólares por onza de 28 gramos.

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El metal
y la salud

Los metales presentan cualidades de gran utilidad para la adaptación del ser humano al mundo. Su dureza y resistencia han conquistado el mundo de las grandes construcciones, pero hay otras cualidades no tan evidentes y de carácter vital. Los metales forman parte de nuestro cuerpo en forma de oligoelementos, sales minerales que componen proteínas o que, de forma elemental, actúan como catalizadores metabólicos. Los metales no son generados por el cuerpo humano, sino que deben ser ingeridos a través del sistema digestivo, que los extrae de los alimentos donde están presentes. Su carencia puede generar problemas de desarrollo durante el crecimiento e incluso enfermedades, como la anemia por déficit de hierro.

Los efectos antisépticos del cobre son conocidos desde los tiempos de la antigua Mesopotamia. En los hospitales actuales forma parte de barandillas o grifos porque presenta una carga bacteriana un 90% menor que los plásticos. El hierro es el metal implicado en el transporte del oxígeno por el sistema circulatorio de los mamíferos. Combinado con proteínas, forma parte de los glóbulos rojos, encargados de esta función. También está presente en la formación de la musculatura y en diversos procesos metabólicos. De manera externa, forma parte del acero quirúrgico, el metal del instrumental de quirófano con el que se interviene el cuerpo humano, elegido por su alta hipoalergenia.

El oro y el platino forman parte de tratamientos de quimioterapia para la eliminación de tumores malignos. Los metales preciosos y sus aleaciones forman parte de prótesis y bioherramientas que se benefician de la baja reactividad de estos metales, que ayudan a evitar rechazos e infecciones. La respiración celular y otros procesos celulares y reacciones están relacionados con la presencia de calcio, cobalto, cobre, cromo, estaño, flúor, litio, manganeso, molibdeno, níquel, selenio, silicio, vanadio, yodo o zinc en el organismo.

Titanio
Descubierto a finales del siglo XVIII, es un metal de transición de color gris, baja densidad y gran dureza. Estas características hacen del titanio un material fundamental para la fabricación de implantes dentales y ortopédicos.
Hierro
Es el metal implicado en el transporte del oxígeno por el sistema circulatorio de los mamíferos. Combinado con proteínas, forma parte de los glóbulos rojos, encargados de esta función.

Piezas

Espada de bronce de Guadalajara (oro).

1500 a.C.

Colección Rodríguez Bauzá
Museo Arqueológico Nacional, Madrid (España)

Máscara de Tutankamón (oro).

3.360 años

Valle de los Reyes
Museo de Antigüedades Egipcias de El Cairo (Egipto)

Il Condotiero Gattamelata (bronce).

1453

Donatello
Florencia (Italia)

Baldaquino (bronce).

1634

Gian Lorenzo Bernini
Basílica de San Pedro del Vaticano de Roma (Ciudad del Vaticano)

Torre Eiffel (hierro pudelado).

1889

Alexandre Gustave Eiffel
Campo de Marte de París (Francia)

Bibliografía

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Recursos audiovisuales

Materiales. Una historia sobre la evolución humana y los avances tecnológicos

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Acero, cómo lo hacen

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