Mostrando entradas con la etiqueta Tema 7. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Tema 7. Mostrar todas las entradas

martes, 17 de abril de 2012

...Sobre Andalucía

Instituciones andaluzas de Investigación y Desarrollo.


El sector I+D (Investigación y Desarrollo) cuenta con el apoyo de las instituciones andaluzas. El instituto de Ciencia de Materiales, el cual se encuentra en el centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja, está participado por la Junta de Andalucía, la universidad de Sevilla y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Además de ejecutar proyectos de investigación y desarrollo, realiza una labor de divulgación mediante cursos y conferencias.


La conserjería de Innovación, Ciencia y Empresa ha promovido fundaciones con el objetivo de impulsar proyectos tecnológicos. La principal es la Corporación de Tecnológicas de Andalucía, que ya cuenta con más de cien miembros tanto universitarios como empresarios.


Las universidades andaluzas desempeñan un papel creando un puente entre la pura investigación científica y el mundo empresarial. Un ejemplo es el Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales (GERM), perteneciente a la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla.






Los parques tecnológicos andaluces.



El sector tecnológico andaluz dispone de varios espacios para desarrollar sus tareas. El principal es el Parque Tecnológico de Andalucía, ubicado en Málaga. Posteriormente está el Parque Científico y Tecnológico de Cartuja. Los parques tecnológicos de Córdoba, Almería y Huelva acaban de iniciar su andadura y su futuro es prometedor.


Sin duda el sector tecnológico de nuestra comunidad es Aerópolis , el Parque Tecnológico Aeroespacial de Andalucía. El Aerópolis se ubica muy cerca del aeropuerto de Sevilla y acoge a un gran número de empresas relacionadas con la industria aeroespacial, tanto andaluza como nacionales y europeas.


































El avance de la nanotecnología.

La palabra nanotecnología es usada para definir la ciencia y técnica que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es una medida muy pequeña "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Tiene como objetivo crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.


A finales de los años 50, los circuitos electrónicos llegaron a sus límites físicos, pero la nanotecnología está a punto de dar el siguiente paso: Los transistores de los chips serán sustituidos por unas moléculas llamadas rotaxanos.









domingo, 15 de abril de 2012

Un desarrollo tecnológico y sus aplicaciones.


Hoy os voy ha hablar del desarrollo tecnológico y sus aplicaciones…
En la sociedad industrial se están buscando materiales nuevos para cambiar nuestra vida en un futuro. Ya existen investigaciones que están dando resultado.

Si hablamos de la cerámica podemos decir que es un material fácil de moldear, que después de haber pasado por un proceso obtiene una dureza y es resistente al calor.
En cambio, las arcillas son materiales que se utilizan especialmente para fabricar ladrillos, azulejos, etc. Por otro lado tiene la capacidad de soportar temperaturas muy altas como las cubiertas protectoras de aeronaves.

Una de las nuevas industrias es la aeronáutica. Actualmente se encuentra en un período de crecimiento a pesar de la dura crisis mundial. En los últimos diez años el desarrollo de esta industria ha tenido un incremento importante.

Gran parte de estas investigaciones están siendo orientadas al desarrollo de diferentes tipos de polímeros. Si hablamos de la fibra de carbono podemos decir que es un material ya compuesto que se forma a partir de un polímero llamado poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo, resinas epoxi. es un proceso bastante complejo y muy costoso.

Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos

Como ya sabemos, el carbono es uno de los elementos más abundantes del planeta y componente básico de la química. Existe una propiedad natural llamada alotropía, que consiste que un mismo elemento puede tener más de una propiedad diferente según el orden en el que se encuentren los átomos o moléculas.Un ejemplo es el óxido de silicio, que puede presentarse de como sílice, sílex o cuarzo.

Pues el carbón presenta dos formas alotrópicas en la naturaleza...
La más común es el granito y la menos frecuente pero más apreciada es el diamante, se caracteriza por que los átomos de carbono forman una estructura cristalina de una dureza impresionante.

En 1985 fue descubierta una molécula llamada futboleno que tenía forma de balón de fútbol. En poco tiempo surgió toda una familia de moléculas denominadas fullerenos. (No tienen aplicaciones prácticas en la actualidad)

Cinco años más tarde, a principios de la década de 1990, había laboratorios que estaban en condiciones de sintetizar fullerenos, obteniendo así los llamados heterofullerenos

Si se eliminan los enlaces, el carbono no forma fullerenos. Esto es debido a que la molécula no llega a cerrarse por sí misma, sino que forma una lámina parecida a un panel de abeja, llamadas nanotubos.



nanotubos













viernes, 13 de abril de 2012

Los materiales artificiales


Hola, hablemos hoy un poco sobre los materiales artificiales...  Actualmente, la industria química ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales. No todos son modernos; algunos provienen de tiempos muy remotos. Los más antiguos son el vidrio y el papel.

El vidrio es un material fácil de conseguir. Los principales componentes del vidrio son el sílice, el carbonato sódico, etc. El vidrio ha conocido nuevas aplicaciones tecnológicas. La famosa fibra óptica permite la transmisión de comunicaciones simultáneas por un hilo mucho más fino que un cabello humano, está hecha de vidrio y se trata de un vidrio especial rico en silicio.

La necesidad de servirse de un soporte suficientemente flexible y ligero para escribir sobre él es tan antigua como la escritura. El primer material fue el papiro. En los lugares en el que no existía el papiro se usaba el pergamino, fabricado de pieles de animales de corral. Ambos requerían un complejo proceso de elaboración, por lo que fue imponiéndose el uso del papel.
La demanda actual de papel es alta, lo que contribuye a la deforestación de nuestro planeta; se trata de un material fácilmente reciclable. El papel reciclado no tiene el mismo blanco que el original y es más costoso, aún así son inconvenientes menos graves que la muerte de nuestro bosque. Está en nosotros el poder evitar este gravísimo desastre, para ello podríamos empezar a separar nuestros desechos de papel del resto de la basura y comprar papel reciclado.



Materiales de construcción: cemento y hormigón

El cemento no haría posible proyectos colosales como los rascacielos, puentes colgantes y presas sin la ayuda de otro material aparentemente más modesto: el cemento.
A día de hoy existe una variedad de cemento para cada necesidad. Los fabricantes se tienen muy bien guardado el secreto de elaboración del cemento que lanzan al mercado, es decir, no lo dicen por que otras empresas pueden hacer cemento basándose en los procesos de la otra fábrica, con lo cual, perdería clientes y muchísimo dinero.




Hace muchísimos años, en torno al principio del siglo XIX, el inglés Joseph Apsdin presentó 
Cemento Portland
el cemento más utilizado hoy en día, conocido como cemento Portland, Su nombre viene por que cuando se endurece tiene un aspecto semejante a las rocas calizas de la península inglesa de Portland. Recibe el nombre de fraguado debido a su proceso ya que puede durar desde algunos minutos hasta varias horas. Es el más usado en obras de construcción.










Viga de hormigón con gravilla de acero.



Gracias al cemento y a diversos componentes, se elabora el hormigón, es una piedra artificial que es capaz de soportar muchísimo peso. Si a esto se le añade gravillas de acero se obtiene un material muy resistente conocido como hormigón armado.










Cambiemos de tema... Los materiales artificiales como los polímeros son sustancias que están formadas por moléculas enormes, que al haber una gran concentración pasan a llamarse monómeros. Un buen ejemplo es el colágeno que es una fibra que hace posible la unión de tejidos como la piel y los músculos.


Podemos encontrar polímeros según el comportamiento que tienen ante el calor:


- Polímeros termoplásticos: se ponen blandos cuando recibe mucha calor, pero su estructura molecular no sufre alteraciones, es decir, no sufre deformaciones.








                                          




Polímeros termoestables: una vez enfriados ya no se pueden volver a moldear para darle otra forma. 












También existen polímeros según sus propiedades mecánicas:




Elastómeros: son polímeros capaces de sufrir grandes deformaciones debido a la fuerza humana, etc. Pero no llegan a romperse ya que cuando el esfuerzo desaparece, recupera su forma original.








Plastómeros: son aquellos que al sufrir una deformación no recuperan su forma original. Esos son los mas conocidos como plásticos.








Fibras: son deformados cuando reciben un esfuerzo de tracción.


Recubrimientos: son unas sustancias en estado líquido que se extiende sobre la superficie formando una película protectora.


Adhesivos: son capaces de unirse fuertemente a la superficie cuando entra en contacto.






















jueves, 12 de abril de 2012



Los materiales naturales

La naturaleza es la única proveedora de materiales; hasta el más avanzado y moderno proviene de ella. Llegará el día en el que la tecnología permita sintetizar los materiales que necesitamos. Por tanto debemos esforzarnos por cuidar y proteger nuestro entorno natural.


Los derivados del petróleo

La palabra petróleo proviene del latín (petrus, piedra; y oleum, aceite). Se trata de un líquido viscoso de color oscuro y tiene una densidad de 0,75 y 1,05g/ml. El petróleo es el culpable de la descomposición de la flora y la fauna marinas que esta a falta de oxígeno, baja presión y altas temperaturas. No existen lagos de petróleos bajo tierra, es decir, siempre lo encontraremos en rocas porosas entre estratos de roca impermeables.
Su composición química es extremadamente compleja. Se trata de una amplia mezcla de hidrocarburos, es decir, son compuestos constituidos por cadenas moleculares de carbono e hidrógeno.

Actualmente, los derivados del petróleo son vitales para nuestra vida. Los diferentes combustibles que se obtiene del petróleo cubren más del 70% de las necesidades. Existen ahora mismo un doble problema: por una parte se trata de un recurso limitado, ya que las reservas actuales no alcanzan para muchos años; y por otro lado aún más grave son las implicaciones medioambientales y políticas del petróleo.

El petróleo crudo, es necesario refinarlo. Las refinerías son grandes plantas industriales en las que es sometido a una serie de procesos, cuyo resultado es obtener diferentes hidrocarburos. El principal proceso es la destilación que consiste en evaporarlo hasta que ascienda por una estructura llamada torre de fraccionamiento; mientras este vapor asciende, se va enfriando poco a poco, permitiendo así la separación de los diferentes hidrocarburos ya que cada uno se condesa a temperaturas diferentes. El proceso químico en el refinamiento del petróleo es la descomposición térmica, consistente en el calentamiento a grandes presiones, lo que da lugar a la descomposición o transformación de las moléculas de hidrocarburos.

Una vez concluido obtenemos una amplísima variedad de hidrocarburos: asfaltos, aceites, gasolinas, disolventes, etc. Muchos de estos constituyen la materia prima de la industria petroquímica, responsable de una enorme cantidad de productos como detergentes, ceras y polímeros. Estos productos petroquímicos llegan hasta la industria farmacéutica y alimenticia.


Proceso de refinado del petróleo.


La piedra natural

Durante siglos, el ser humano, ha recurrido a la piedra natural. Un ejemplo es las pirámides de Egipto, las grandes ingenierías de los romanos o las catedrales medievales. No solo debemos limitarnos a la arquitectura: el humano no ha encontrado mejor medio para pasar a la eternidad que la escritura grabada en piedra natural.

El problema de la piedra natural es su trasporte. Antiguamente dependían de la cercanía de una cantera o de una vía fluvial que hiciera posible el trasporte. Hoy en día la piedra natural ha sido sustituida en la construcción por piedras artificiales como el hormigón. La piedra natural solo se emplea como elemento ornamental.

Las piedras se pueden clasificar en cinco grandes grupos: areniscas, pizarras, calizas, granitos y mármoles.

La arenisca es una roca sedimentaria que está formada por arena. Su calidad depende de la composición química de componentes, aunque las mayoría resisten mal el paso del tiempo.



Arenisca

Las pizarras son rocas metamórficas, es decir, rocas que han sido sometidas a grandes presiones y temperaturas. En el caso de las pizarras este proceso ha sido bastante tenue. Se trata básicamente de arcillas compactas, fáciles de separar en finas hojas planas. Gracias a su impermeabilidad siguen siendo muy usadas para la construcción de tejados. Normalmente se suele usar para pavimentar suelos que no han soportado un tráfico pesado.



Pizarras


Las calizas son rocas cuyo componente principal es el carbonato cálcico. Sus propiedades mecánicas son muy resistentes y su facilidad para ser talladas es forma de bloques han sido el material preferido para la construcción de las grandes catedrales. Su inconveniente es que son muy frágiles al ataque de los ácidos, por lo que la lluvia ácida acabará por deteriorarlas.


Caliza

El granito es una roca intrusita o plutónica formada de magma situada en grandes profundidades, que al someterlas a fuertes presiones se ha ido enfriando lentamente. Está compuesta de cuarzo y diversos tipos de minerales denominados feldespatos y micas. El granito es extremadamente duro, pesado y resistente. Antiguamente un inconveniente era el trasporte y trabajarlo. Hasta hace poco ha sido uno de los principales materiales para pavimentar vías. Actualmente es utilizado para elaborar encimeras de cocinas.


El granito

El mármol es un tipo de piedra ideal para la decoración. Es una roca metamórfica, como las pizarras. El mármol resulta de la transformación de la roca caliza según sus impurezas y sus tonalidades que van desde un blanco nuclear hasta un negra azabache. Este material actualmente se utiliza para la arquitectura funeraria.


Mármol

¿Qué podemos saber de la madera?

La madera es otro material utilizado por el ser humano. Es flexible, ligera, dura, abundante, y fácil de trabajar. Estas características la han convertido en una materia prima muy explotada por la humanidad. Actualmente el problema que tenemos con ella es debido a la deforestación avanzada a un ritmo alarmante.


Madera



Los componentes principales son la celulosa y la lignina. Ambos son polímeros naturales. La celulosa es un polisacárido debido a la unión de moléculas de glucosa y la lignina es más compleja.

Celulosa en Argentina




Proceso de la madera. Desde la deforestación hasta que la tenemos en casa.




¿...Y de los metales?

Los metales son elementos que se distinguen por presentar algunas de las siguientes propiedades:

-         Suelen tener apariencia brillante.
-         Son dúctiles ya que pueden deformarse en frío para formar hilos.
-         Son maleables, es decir, se pueden deformar en frío para formar láminas.
-         Suelen ser buenos conductores del calor y la electricidad.
-         En soluciones acuosas forman iones positivos, o sea, átomos que han perdido  alguno de sus electrones.





Diferentes tipos de metales

Los metales tienen una importancia estratégica. Reaccionan con facilidad, esto explica que en la naturaleza se encuentre en forma de minerales. Existen gran variedad de minerales de hierro, como las piritas, las ferritas, o los óxidos ferrosos. Otros ejemplos son el cinabrio, la bauxita, aluminio, etc. Un efecto indeseado debido a la reactividad de los metales es la corrosión, causante de pérdidas de millones de euros.


Los llamados metales nobles, son ideales para la industria de la joyería. Los más empleados son el platino, paladio, osmio, pero los más apreciados son el oro y la plata.
Las aleaciones consisten en mejorar las propiedades al mezclarse con uno o más elementos. Pues el oro y la plata se unen en aleación con otros metales como el cobre o el estaño, porque de otra manera serían demasiado blandos. 





Oro y plata.

                                





La localización de la materia prima y de los principales productos.

En la actualidad, pocos materiales son utilizados por los humanos que no pasan por un proceso de elaboración o transformación, ya que es imprescindible partir de una materia prima.
Esto simboliza un criterio bastante amplio ya que todo lo que se encuentra en la naturaleza es posible utilizarlo como materia prima, sabiendo que un producto ya elaborado puede valer como materia prima para fabricar otro. Su origen puede ser Mineral, vegetal o animal.

Todas las materias primas no son de igual importancia. Lo importante es la relación que tiene con la cantidad de productos que se puede elaborar con ella.


Hay materias primas que han resultado fundamentales para la humanidad.

A lo largo de toda la historia, se ha ido incrementando el número de materia prima de una forma paralela a las necesidades de los seres humanos. A principios, el ser humano para poder sobrevivir, tenía unas necesidades mínimas.

La necesidad de defenderse y alimentarse condujo a los primeros humanos sentir la necesidad de utilizar materiales como el sílex o pedernal (forma de dióxido de carbono de silicio como el cuarzo), era lo suficientemente resistente y abundante  para poder construir herramientas que pudiesen cortar.

``Utilizaban los huesos de los animales que se comían, para labrar instrumentos puntiagudos´´





Otra necesidad era protegerse del frío mediante pieles. Más tarde, el descubrimiento de la agricultura y la ganadería condujo nuevos materiales textiles como la lana, el lino…

Todas estas necesidades agrupadas entre sí precisaron el uso de la madera, así como distintos tipos de madera que eran necesarios para poder construir.

``Nuestros antepasados comprobaron que mezclando hierba seca y arcilla obtendrían como material, el adobe, que actualmente se sigue utilizando para fabricar ladrillos´´



 Materias primas fundamentales en el mundo actual

Actualmente, nuestras necesidades son ilimitadas, y la variedad de materias primas que tiene la industria es inalcanzable. Todas son importantes, pero muy pocas han alcanzado a denominarse materias primas estratégicas.

El petróleo es el más `deseado´. Algunos yacimientos se encuentran en Oriente Medio, Latinoamérica (principalmente Venezuela y México), Estados Unidos, en zonas como el mar del Norte, Rusia y China. Se sospecha que existen gran cantidad de petróleo bajo los hielos del Ártico debido que las grandes potencias mundiales están tomando posiciones antes la posibilidad de un deshielo en los polos. Los que suponen una tragedia para muchas personas, para otras es una oportunidad de negocio.

El hierro es conocido desde hace miles de años y desde la revolución industrial junto al carbón ha adquirido una fundamental importancia. Actualmente, el hierro se encuentra en diferentes partes del mundo, pero las reservas principales están en Rusia, Sudamérica y la India.

El carbón sigue siendo abundante porque ha perdido relevancia en relación con el petróleo. Los yacimientos se encuentran en Asia.

Por sus propiedades, el cobre es un metal fundamental en el mundo actual. Mucho antes del descubrimiento de la electricidad ya era considerado un material estratégico. Es uno de los componentes del bronce y el estaño.

La electrónica moderna se sirve de materiales que han superado al cobre en importancia debido a sus propiedades. Se trata de materiales semiconductores. El más importante es el silicio (componente principal de los chips electrónicos y unos de los más abundantes del planeta).

Como ya hemos visto, casi todos los materiales estratégicos son conocidos por el público. También existen materiales pocos conocidos pero que son esenciales para nuestra vida cotidiana. Un ejemplo es el tantalio (metal cuya resistencia al calor y a la corrosión lo convierte en el ideal para diseñar circuitos electrónicos muy pequeños y de bajo consumo). Los actuales móviles son una realidad gracias a las baterías recargables de gran capacidad. El principal productor es la República Democrática del Congo.