Obtención del Cobre (Cu)

1. Mineral de cobre: Se extrae de la mina.
2. Trituración: El mineral se tritura o machaca en trozos más pequeños.
3. Criba: Se pasa por una criba para separar los trozos grandes, que vuelven a la trituradora.
4. Molienda: Los trozos cribados se pulverizan en un molino de bolas.
5. Eliminación de ganga: Se introduce el polvo en agua para eliminar impurezas (ganga).
6. Oxidación: Se introduce en un horno para oxidar el mineral y separar el hierro del carbono.
7. Horno de reverbero: Se añade sílice para separar el azufre, formando escoria en la superficie y obteniendo cobre bruto (40% de pureza).
8. Refinado electrolítico: Se utiliza para obtener cobre de alta pureza (99,95%).

Obtención del Aluminio

1. Extracción de bauxita: Se extrae la bauxita de la mina.
2. Trituración y molienda: Se tritura y muele la bauxita hasta convertirla en polvo.
3. Almacenamiento: Se almacena el polvo en silos.
4. Mezcla: Se mezcla con soda cáustica, cal y agua caliente para disolver la bauxita.
5. Decantación: Se separan los residuos sólidos (óxidos).
6. Intercambiador de calor: Se elimina el calor de la disolución y se aprovecha.
7. Precipitación: Se añade agua para separar la soda y la alúmina.
8. Filtrado: Se separa la alúmina de la soda (que se recupera).
9. Calentamiento: Se calienta la alúmina a 1200ºC para eliminar la humedad.
10. Enfriamiento: Se enfría a temperatura ambiente.
11. Electrólisis: Se disuelve en criolita fundida a 1000ºC y se somete a electrólisis para obtener aluminio y óxido.

Obtención del Hierro y Acero

Elementos fundamentales:

• Mineral de hierro
• Coke
• Piedra caliza
• Aire

Proceso de obtención:

Los materiales se extraen, transportan y preparan antes de introducirlos en el alto horno para producir arrabio, un hierro de baja calidad. El arrabio es el producto de la fusión primaria del hierro, a partir del cual se producen hierros y aceros comerciales.

Importancia de los Materiales

El ser humano ha utilizado diversos materiales a lo largo de la historia. En la actualidad, se utilizan materiales como cristal, aluminio, plástico y cerámica. Los procesos involucrados en la fabricación de productos incluyen:

1. Extracción: Obtención de la materia prima.
2. Conversión en producto industrial: Transformación y fabricación.
3. Fabricación: Proceso industrial que incluye modelado, forja, mecanizado y unión del producto terminado.

Propiedades de los Materiales

Para la fabricación, es necesario estudiar las propiedades de los materiales, como:

• Sensoriales (productos naturales)
• Mecánicas (reacción a fuerzas)
• Magnéticas (cambio físico)
• Eléctricas (conductividad)
• Ecológicas (obtención sostenible)
• Ópticas (reacción a la luz)
• Químicas (corrosión y oxidación)
• Térmicas (reacción al calor)

Propiedades mecánicas importantes:

• Elasticidad: Capacidad de recuperar su forma original después de la deformación.
• Plasticidad: Capacidad de mantener una nueva forma después de la deformación.
• Ductilidad: Capacidad de estirarse en hilos (ej: cobre, oro, aluminio).
• Maleabilidad: Capacidad de extenderse en láminas sin romperse (ej: aluminio, oro).
• Dureza: Resistencia a ser rayado o penetrado.
• Fragilidad: Lo opuesto a la dureza.
• Tenacidad: Resistencia a la rotura bajo esfuerzo lento de deformación (ej: aluminio).
• Fatiga: Deformación bajo cargas variables.
• Maquinabilidad: Facilidad para ser cortado (ej: madera, aluminio).
• Acritud: Aumento de dureza, fragilidad y resiliencia en algunos metales.
• Colabilidad: Capacidad de un metal fundido para llenar un molde.
• Resiliencia: Resistencia a choques o esfuerzos bruscos.

Materiales Naturales

Son aquellos cuyas propiedades físicas deben tenerse en cuenta. Es importante conocer las medidas normalizadas en las que se fabrica la materia prima.