Los avances en los usos de los minerales obtenidos de la tierra han ido siempre empujados por la investigación y la ciencia. Desde los primeros pasos de la metalurgia, cuando los humanos descubrieron las aleaciones de metales para obtener bronce (cobre y estaño), acero (hierro y carbono) o latón (cobre y zinc), hasta los últimos descubrimientos en nanotecnología, la base del progreso social y de la evolución de la especie humana ha sido los materiales inorgánicos obtenidos del suelo.
El uso combinado de la ciencia y la ingeniería permite a los investigadores del siglo XXI convertir minerales y rocas en los materiales requeridos por la sociedad. La química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y eléctrica o medicina, biología y ciencias ambientales suelen emplear metales y minerales como base para sus trabajos.
La ciencia ha producido espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo de los materiales en los últimos años, pero el permanente desafío tecnológico requiere materiales cada vez más sofisticados y especializados. Este es una pequeña muestra de los materiales tecnológicos basados en la minería con aplicaciones más habituales en productos de uso cotidiano.
1. Solid surface. Generalmente, los materiales denominados de esta manera se conocen en los mercados por el nombre de las marcas registradas por las empresas que los producen: DuPont (Corian), LG (Hi-Macs), Samsung (Staron), Aristech Surfaces LLC (Avonite), Grupo Porcelanosa (Krion) o Westag Getalit (Getacore). Se trata, generalmente, de una base de dos tercios de minerales naturales, principalmente hidróxido de aluminio (ATH) obtenido de la bauxita (mineral de aluminio), y una parte de resina acrílica (también conocida como polimetilmetacrilato o PMMA), o de poliéster. Estos materiales denominados solid surface y altamente tecnológicos, son empleados para moldear en dos o tres dimensiones lavabos, platos de ducha y bañeras, así como mostradores, mesas y superficies de fachadas ventiladas. Son termoformables, mecanizables y coloreables.
2. Cuarzo compacto o cuarzo tecnológico. Se trata de un material compuesto por, aproximadamente, un 95% de cuarzo y un 5% de resinas, vidrios y pigmentos. Mediante la aplicación de un proceso tecnológico denominado engineered stone se compactan por vibrocompresión al vacío obteniendo un material altamente resistente y de gran calidad decorativa. En España se suele conocer por las marcas de algunas de las empresas que lo producen como Cosentino (Silestone) y Compac, aunque existen otros muchos fabricantes en el mundo. Se produce en forma de tablas de distinto grosor y su uso habitual es como encimeras de cocina, suelos y otras superficies planas.
3. Piedra sinterizada o porcelánica. En los últimos años un pequeño número de empresas ha aplicado tecnología para desarrollar un material 100% natural compuesto a base de tres minerales provenientes del vidrio y el cuarzo, que otorgan estabilidad química; y óxidos naturales (que otorgan propiedades cromáticas). Su proceso de fabricación, es primero a base de presión y, posteriormente, cocción durante dos horas, que es lo que hace que sea una superficie extremadamente compacta. Tres de las marcas más reconocidas tanto a nivel nacional como internacional que fabrican encimeras porcelánicas son españolas. La inversión continua en investigación y desarrollo hace que los productos de Levantina (Techlam), Cosentino (Dekton) y TheSize (Neolith) sean a día de hoy los más vendidos.
4. Pizarra flexible. En la comarca de Valdeorras existe una iniciativa para producir losas de pizarra flexible. Se trata de obtener láminas de menos de medio milímetro de pizarra natural y fijarlas en un soporte flexible como fibra de vidro o un polímero. De esta manera se puede lograr una curvatura adecuada para decoración para interiores, paredes y revestimientos de cualquier tipo. Esta pizarra flexible se puede obtener de cualquier pizarra natural.
5. Hilo de pizarra. El Instituto de Cerámica de Galicia (ICG), dependiente de la Universidade de Santiago, tiene la patente de un hilo compuesto por residuos de pizarra. Se trata de fibras vitrocerámicas continuas obtenidas a partir de residuos de la minería de la pizarra mediante un proceso de fundido a alta temperatura y un posterior hilado. Destacan por su alta temperatura de fusión, alta resistencia a la tracción y bajo coste. Las fibras pueden tejerse fabricando cuerdas y telas para su aplicación en tejidos aislantes, materiales ignífugos o como refuerzo en materiales compuestos.
6. Nanopartículas de cobre. La nanotecnología permite que el cobre, con sus propiedades antibacterianas, sea un material de base para innumerables investigaciones centradas en la salud y la higiene. Así en febrero de 2021, un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) desarrolló un nuevo nanomaterial, constituido por nanopartículas de cobre, que inhibe las proteínas del coronavirus SARS-CoV-2, causante de la COVID-19, y bloquea su propagación. El material es aplicable en recubrimiento de mascarillas quirúrgicas, en tejidos de protección de uso hospitalario, y en recubrimiento de superficies de contacto, como barandillas o pomos en el transporte público. Los investigadores están estudiando su desarrollo industrial para llevarlo al mercado.
Estos materiales tecnológicos son sólo unos pocos ejemplos de las investigaciones que han llegado a ser productos ‘visibles’ y de uso cotidiano en los últimos años.
Se han desarrollado decenas de miles de materiales distintos con características especiales para satisfacer las necesidades de nuestra moderna y compleja sociedad, se trata de metales, plásticos, vidrios y fibras. Ahora mismo, los científicos están buscando nuevos materiales para las tecnologías 5G; con aplicaciones energéticas, para aumentar la eficiencia, bajar costes y almacenarla; biomédicas; medioambientales, para edificaciones ecoeficientes, etc.
La sostenibilidad y la economía circular son, precisamente, uno de los motores más activos de la investigación en materiales. En Galicia existen innumerables iniciativas para la puesta en valor de los subproductos de la industria como la Materioteca de Galicia, así como proyectos de I+D+i desarrollados por institutos tecnológicos y empresas.
