Usos de los metales

Algunos metales no son costosos y se utilizan ampliamente; otros sí lo son, pero tienen alta demanda por sus propiedades específicas. La plata, por ejemplo, se emplea en joyería y fue durante mucho tiempo el material básico de las películas fotográficas. El titanio, ligero y resistente, se utiliza en la fabricación de aeronaves y pigmentos blancos. El aluminio, poco común hace un siglo, es hoy esencial para el envasado de bebidas.

Muchos metales mejoran sus propiedades —resistencia, durabilidad o protección contra la corrosión— al combinarse con otros materiales para formar aleaciones. La más importante es el acero, una variante del hierro con una pequeña proporción de carbono y, generalmente, otros metales. El cromo, por ejemplo, evita la oxidación, mientras que el manganeso aporta dureza. Un mayor contenido de carbono produce materiales más duros pero también más frágiles.

Las latas de aluminio. La lata de aluminio es un producto de alta ingeniería. Aunque se fabrica con un metal relativamente costoso, su diseño optimiza el uso del material: una lata moderna contiene cerca de un 30 % menos metal que una de hace dos décadas. Su ligereza y superficie brillante la hacen funcional y apta para el diseño gráfico. En muchos países, su reciclaje es una práctica extendida.

El anillo para abrir la lata. El sistema de apertura ilustra la fabricación de piezas metálicas pequeñas. Si el metal se deforma con demasiada rapidez o fuerza, se fractura; por ello, se procesa en etapas mediante prensas que lo modifican gradualmente. Esto permite producir formas complejas con precisión y a alta velocidad. Luego, las piezas se separan de la lámina y el material sobrante se recicla.

Cómo se hace la tapa de la lata. La tapa se obtiene mediante una serie de estampados que generan una protuberancia central. Esta encaja en un orificio menor y se aplana formando un remache. Antes del ensamblado final, se practica una incisión controlada en el aluminio que se rompe al accionar el anillo de apertura.

El cuerpo de la lata. Un disco grueso de metal se deforma hasta adquirir forma de taza. Luego se estira para formar paredes delgadas y resistentes. La base se mantiene más gruesa para soportar la presión interna del contenido.

Cómo se coloca la tapa. Una vez llena, la lata se sella mediante una máquina que engarza ambas piezas metálicas. Un sellador flexible incorporado en la tapa garantiza la estanqueidad del envase.

Una dislocación. Los cristales metálicos no son perfectos. Durante la solidificación, algunos átomos quedan fuera de su posición ideal, generando defectos llamados dislocaciones.

Movimiento útil. Estas dislocaciones permiten que el metal se deforme internamente y se estire en lugar de romperse cuando se aplica una carga. A medida que los átomos se desplazan, la dislocación se propaga a través del cristal.

Presión repetida. Cuando el metal se somete a esfuerzos repetidos, las dislocaciones se acumulan, lo que aumenta la rigidez pero también la fragilidad. Este fenómeno se conoce como endurecimiento por deformación.

Dar forma a los metales. Los metales pueden moldearse de múltiples formas, más que la mayoría de los materiales. Pueden trabajarse en frío o en caliente, en estado sólido o líquido. La fundición, uno de los métodos más antiguos, consiste en verter metal fundido en moldes.

La fundición en arena es el método más simple y menos preciso. En cambio, la fundición a presión utiliza moldes metálicos cerrados para producir piezas de mayor exactitud, como componentes electrónicos.

Otra técnica es la fundición a la cera perdida, o su variante moderna, la fundición por inversión. En este proceso, un modelo de cera se recubre con material refractario; al calentarlo, la cera se derrite y deja un molde preciso que luego se llena con metal fundido.

El metal también puede laminarse mediante rodillos o estirarse a través de matrices para producir alambres.

Un ejemplo es la fabricación de campanas de bronce. Estas se modelan en cera sobre un molde de arcilla o ladrillo. Luego se recubren con más material refractario; al fundirse la cera, queda una cavidad con la forma deseada, que se llena con metal fundido. Tras el enfriamiento, se ajusta y se prueba el sonido.

Fundición por inversión y en arena. La fundición por inversión es un proceso moderno derivado de la técnica de la cera perdida. La pieza se modela en cera, se recubre con capas de material cerámico y, tras eliminar la cera mediante calor, se obtiene un molde de alta precisión que puede llenarse con metal fundido, a menudo aleaciones especiales o metales preciosos.

La fundición en arena, por su parte, utiliza moldes menos duraderos pero más económicos y versátiles, adecuados para piezas de gran tamaño o producción menos exigente en precisión.