Edad de los metales

La aparición de los metales se produce con el cobre, que fué el primer metal usado por los hombres. Los objetos de

cobre más antiguos que se conocen han sido hallados en tumbas egipcias correspondientes a fines del V mileno a.C.

De Egipto, el uso del cobre se transmitió a todo el territorio de la actual Europa y a todo el mundo, pero no desplazó

por completo a la piedra, que siguió empleándose todavía para la confección de muchos utensilios como las puntas

de fechas, paredes de viviendas, etc.

El cobre pudo ser el primer metal conquistado por el hombre por su maleabilidad y al encontrárselo a veces puro, es

decir, naturalmente separado de otros minerales. Pero cuando la demanda creciente dificultó la adquisición del

cobre puro, hubo que recurrir a otros métodos para obtenerlo a los yacimientos, donde se encontraba mezclado

con otros minerales. El hombre tuvo entonces la ingeniosa idea de emplear el fuego para extraerlo y aislarlo. Así

comenzó la metalurgia, otra de los grandes avances del hombre que amplió las posibilidades materiales de la

humanidad. El conocimiento de la fusión del metal por el fuego, unido al empleo de moldes de arcilla, permitió

producir en gran escala los objetos deseados. Los moldes permitieron realizar con rapidez lo que antes requería

el esfuerzo paciente y tenaz de las manos.

Edad de hierro

El uso del hierro comenzó a difundirse a mediados del segundo milenio a.C. en Egipto y la Mesopotamia, donde

existían pueblos muy civilizados que tomaron ese material de pueblos extranjeros que llegaban como

invasores provenientes de territorios donde abundaba ese metal. La difusión del hierro se realizó con relativa

lentitud, durante un largo período que abarca los últimos 500 años del segundo milenio a.C. Pero hacia el año 1.000

a.C. su empleo se había hecho muy común, y la introducción del hierro produjo importantes consecuencias en los

conflictos armados, pues aseguró una decisiva superioridad militar a quién lo poseyera en abundancia.

Materiales que aparecen en épocas cercanas

Con la instalación de los grandes procesos industriales a partir de 1850, aparecen dos materiales que han sido clave

para el desarrollo de las obras de ingeniería, tal el caso del acero y el cemento portland.

Materiales recientes

Las súper-aleaciones aparecen en la década de 1950 y se refieren a una amplia clase de metales con alta resistencia

a temperaturas elevadas (superiores a los 1.000°C) que requieren la incorporación de adiciones a las aleaciones,

que permitieron la confección de turbinas de gas que trabajan a 1.000°C con óptimos rendimientos técnicos, lo

que posibilitó la fabricación de aviones a reacción en la aviación comercial. Una gran revolución ha ocurrido

en el campo de las telecomunicaciones con la transición de los cables metálicos de cobre a un conductor cerámico

o polimérico, como son las fibras ópticas, con capacidad para transmitir decenas de veces más información a

igualdad de diámetro. La clave del renacimiento de este enfoque fue la invención del Láser en 1960. Hacia 1970 los

investigadores habían desarrollado una fibra óptica; se sabía desde hacía muchos años que con el vidrio se pueden

hacer fibras más delgadas que un cabello y aún así las fibras presentaban gran resistencia mecánica. Con el

desarrollo del laser y el perfeccionamiento del vidrio de alta pureza hacia mediados de los años 80’ las

conversaciones telefónicas y cualquier otra forma de datos digitales pudieron ser transmitidas como pulsos de luz

laser en lugar de las señales eléctricas empleadas en los cables de cobre

La aparición reciente de los superconductores fue un avance sorprendente a partir de 1986. Hasta allí la

conductividad de los metales se eleva gradualmente conforme se eleva la temperatura, en ese año se encontró una

cerámica que se comporta como superconductor a temperatura muy por encima de la del nitrógeno íquido. Este

avance logró un desarrollo de los materiales de alta temperatura y permanece como uno de los desafíos más

excitantes en la ciencia e ingeniería de los materiales.

Clasificación de los materiales

Los materiales que se utilizan en la ingeniería civil se pueden agrupar de la siguiente forma:

Simples

Metales - Unión metálica - Acero - Aluminio - Plomo - Zinc Cobre

Cerámicos - Unión covalente ó iónica - Vidrio - Cerámica - Rocas - Cementos

Polímeros - Fuerzas de Van der Waal - Plásticos - Fibra de madera – Asfaltos

Dispersos

Suspensión de dos fases - Pasta de cemento o cal - Asfalto líquido

Compuestos

Dos o más materiales - Madera (fibras de celulosa en lignito) - Adobe (barro y paja)

Hormigón (cemento, agregados, agua) - Concreto asfáltico (asfalto, agregados)

Metales: Constituidos fundamentalmente por elementos metálicos, todos los enlaces que presentan estos

materiales son metálicos.

Cerámicos: son compuestos constituidos por elementos metálicos y no metálicos, las uniones que presentan

estos tipos de materiales pueden ser iónicas o covalentes.

Polímeros: Constituidos por macromoléculas orgánicas formadas por radicales orgánicos unidos a elementos

metálicos y no metálicos. Los enlaces dentro de la macromolécula son covalentes. Las macromoléculas están

vinculadas entre sí por fuerzas de Van der Waals.

Sistemas dispersos: La dispersión consiste en una suspensión de dos fases. Las pastas son dispersiones coloidales de

partículas sólidas finas en un líquido continuo (cemento en agua, arcilla en agua, bentonita en agua, pinturas).

Materiales compuestos: se obtienen con dos o más materiales de diferente tipo.

METALES