Metal
Los metales son una clase de elementos caracterizados por su tendencia a ceder electrones. Los metales son buenos conductores térmicos y eléctricos. A temperatura ambiente y presión atmosférica normal, los metales tienden a ser sólidos, excepto el mercurio, que es un líquido. Los metales suelen ser dúctiles, maleables, brillantes y pueden formar aleaciones con otros metales.[1] Los metales son tremendamente importantes para una sociedad de alto consumo de energía: transportan la electricidad en la red eléctrica y proporcionan muchos servicios. Diversos procesos de fabricación en todo el mundo utilizan más de 3 gigatoneladas de metal cada año. La industria utiliza más de 30 metales diferentes, siendo los más utilizados el hierro (el mayor componente del acero), el cromo y el manganeso (ambos se añaden en pequeñas cantidades al hierro para fabricar diferentes tipos de acero), el aluminio y el cobre.[2]
- Uso de los metales en la sociedad
Líneas eléctricas de aleación de aluminio.[3]
Aleación de circonio para haces de combustible nuclear.[4]
Estructura de acero para edificios.[5]
Por lo general, los elementos metálicos no se encuentran como átomos aislados, sino que se agrupan en estructuras más grandes. Estas estructuras se asemejan a grandes láminas extendidas con un patrón de repetición en la forma en que los átomos se agrupan. Esta estructura en forma de lámina es lo que hace que los metales sean tan útiles, ya que permiten ser prensados en láminas que se utilizan en la construcción de coches, contenedores e incluso joyas.[6] En general, las estructuras atómicas metálicas están muy organizadas y las capas de estos átomos se apilan para formar un sólido tridimensional.
A diferencia de ciertas moléculas diatómicas, como el hidrógeno molecular o el oxígeno molecular, los metales se mantienen unidos porque en su interior los electrones fluyen libremente en una especie de "mar de electrones" en lugar de compartirlos entre los átomos. Estos electrones flotan libremente alrededor de los núcleos del metal. Este "mar de electrones" que fluye libremente explica por qué los metales conducen tan bien la electricidad, ya que el movimiento de los electrones produce una corriente eléctrica, y hay muchos electrones que se mueven libremente dentro de los metales.[6]
Uso energético de los metales
Los metales son necesarios para mantener el nivel de vida moderno de la sociedad. Esta demanda contribuye a la demanda de energía porque la extracción y el procesamiento de los metales son extremadamente intensivos en energía. Una parte importante del suministro mundial de energía se destina a la extracción de metales y a su transformación en productos útiles en el mundo moderno. Dado que el procesamiento de los metales requiere tanta energía, éstos tienen una cantidad increíble de energía incorporada. El aluminio, en particular, requiere una cantidad significativa de energía para su extracción y procesamiento. Cuando los países están modernizando sus economías -en lugares como los BRIC o los países N11 - se invierten grandes cantidades de energía para obtener el metal para las infraestructuras que aumentan rápidamente.
Los metales representan aproximadamente el 20% del uso de energía industrial y el 7% de todo el uso de energía primaria en el mundo.[7]
Los metales son un recurso
Los metales son un recurso importante para el mundo actual con casi innumerables aplicaciones. El metal más utilizado es también el menos caro: el hierro.[8] El hierro es el principal componente del acero. La red eléctrica no podría existir sin el cobre y el acero. De hecho, todos los campos de la producción y distribución de electricidad requieren metales, desde las turbinas utilizadas para transformar la energía mecánica en electricidad hasta las estaciones de distribución que llevan la electricidad a los hogares.
Además de la red eléctrica, los metales son un componente principal de la construcción de edificios (a menudo en forma de refuerzo de acero para el hormigón). La mayoría de los vehículos están hechos de metal, desde los automóviles hasta los aviones. Los electrodomésticos y dispositivos electrónicos comunes también utilizan una cantidad importante de diferentes metales. A medida que avanza la tecnología, aumenta el número de elementos utilizados en la sociedad (incluidos los metales).
Para comprender mejor cómo el uso de los metales influye en el mundo moderno, consulte estos informes del Panel Internacional de Recursos del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (un cuerpo similar al IPCC pero que se ocupa del uso de los recursos):
- Riesgos y retos medioambientales de los flujos antropogénicos de metales
- Existencias de metales en la sociedad
- Tasas de reciclaje de metales y oportunidades y limitaciones de reciclaje
Véase la fig. 4 para ver las cantidades de todo el metal extraído en el mundo. El original procede de aquí
Ver lecturas adicionales
Para más información sobre cómo se utilizan las propiedades únicas de los metales, consulte:
- Resistividad
- Conductor versus Semiconductor
- Cables
- O explore una página al azar
Para más información sobre la química y la física de los metales, véase:
Referencias
- ↑ J.Kotz, J.Townsend, P.Treichel. (May 12, 2015). Chemistry and Chemical Reactivity, 8th ed. Belmont, CA, U.S.A: Brooks/Cole, 2012.
- ↑ 2,0 2,1 All the Metals We've Mined, the Visual Capitalist, available online: https://elements.visualcapitalist.com/wp-content/uploads/2021/09/all-of-the-metals-one-visualization.html accessed Dec 20th, 2021.
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/Power_lines_cross_-_geograph.org.uk_-_10429.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Nuclear-Fuel.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Steel_Frame_Commercial_Building_Under_Construction,_Ann_Arbor_Township,_Michigan.JPG/1280px-Steel_Frame_Commercial_Building_Under_Construction,_Ann_Arbor_Township,_Michigan.JPG
- ↑ 6,0 6,1 UC Davis Chem Wiki. (May 12, 2015). Metals [Online]. Available: http://chemwiki.ucdavis.edu/Inorganic_Chemistry/Crystal_Lattices/Metals/ME1.__Structure_and_Properties_of_Metals
- ↑ UNEP. (August 19, 2015). Environmental Risks and Challenges of Anthropogenic Metals Flows and Cycles [Online]. Available: https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
- ↑ USGS Mineral Commodity Summaries, 2021 pg 83, online here: https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf Accessed December 20th, 2021.
