TECNOLOGÍADE

MATERIALES

TECNOLOGIA DE MATERIALES

OBJETIVO :

El alumno analizará y evaluara los diferentes tipos de materiales disponibles, entendera su comportamiento general, sus capacidades físico metalurgicas, polimeras y/ceramicas, reconocerá los efectos del medio ambiente y las condiciones de operación sobre el rendimiento de los mismos, asi coo su posible reutilización y manejo, según las normasinternacionales ISO 14000.

 

TEMARIO:

Unidad 1 "Introducción a la tecnologia de Materiales"

Unidad 2 "Clasificación moderna de los materiales y metalurgia física"

Unidad 3 "Materiales polimericos"

Unidad 4 "Materiales ceramicos y compuestos"

Unidad 5 "Reciclado y uso de materiales bajo criterio ISO 14000 "

UNIDAD 1

"INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGIA DE MATERIALES"

 

 

1. MINERALES, EXTRACCIÓN, REFINAMIENTO.

La metalurgia extractiva es el Arte de beneficiar los minerales metálicos y de preparar los metales para su utilización.

Como la mayoría de los metales no se encuentran nativos sino en combinación, su extracción implica varias operaciones físicas y químicas,. que pueden empezar con la trituración y lavado del mineral para obtener su concentración. Las materias extrañas como arena, arcilla y grava, se denominan la ganga, que se elimina por procesos químicos o mecánicos. Un método muy utilizado es el de flotación, en que la mena pulverizada se agita en el agua con sustancias químicas que forman una espuma; las partículas que contienen el metal flotan en la superficie. En procedimientos químicos como la cianuración la mena pulverizada se trata con sustancias que disuelven el metal, y luego este se precipita de la disolución.

Otro proceso básico es la reducción de los óxidos metálicos, generalmente con carbono en forma de coque o carbón. Si la mena. es un sulfuro, se somete primero al tostado para obtener óxidos; si se trata de carbonatos, 'estos se calcinan para convertidos también en óxidos. En el proceso de reducción, el oxigeno y el carbono forman gases que escapan; la temperatura es suficientemente elevada para que el metal se funda; se pueden agregar materiales fundentes que se combinan con la ganga para formar escoria, que flota encima del metal fundido.Después de la extracción los metales tienen que ser purificados en hornos o por procedimientos electrolíticos, y sometidos a diversos tratamientos para convertidos en artículos utilizables.

2. DESARROLLO DE LA TEORÍA ATOMICA DESDE LOS GRIEGOS HASTA LA TEORIA

CUÁNTICA. 

En la Edad Media, los alquimistas, los antecesores de los químicos, tenían como meta fundamental modificar su ser interior para alcanzar un estado espiritual más elevado y pensaban que con la transmutación de los metales en oro podían lograrlo. Esa transmutación, conocida como la gran obra, debía realizarse en presencia de la piedra filosofal, cuya preparación fue la tarea que se impusieron los alquimistas. En el siglo XIII, el objetivo de la alquimia incorporo la búsqueda del elixir de la larga vida, infusión de la piedra filosofal, que debía eliminar la enfermedad y prolongar la vida.

A principios del siglo XIX, John Dalton ideó una serie de símbolos circulares para representar los átomos de los elementos conocidos o supuestos de su época; mediante la combinación de estos símbolos podían representarse compuestos. En 1830, el químico sueco John Jacob Berzelius propuso un método para representar los elementos: utilizar la inicial del nombre en latín o, en todo caso, la inicial seguida de otra letra presente en el

nombre latino, si dos o mas elementos tenían la misma inicial, por ejemplo: N para el nitrógeno, Na para el sodio Ni para el Níquel. Actualmente se sigue empleando esta simboLogía.

A principios del siglo XIX se conocían cerca de cuarenta elementos; Los numerosos estudios realizados a principios de ese siglo esTablecieron que los elementos podían agruparse en familias, con Propiedades químicas similares como las del Sodio-Potasio, las Del Cloro-Bromo-Yodo, las del Calcio-Bario-Estroncio. Las dos Propiedades mas investigadas para caracterizar un nuevo elemento eran: el peso atómico y la valencia.

 Para poder establecer la configuración electrónica de un átomo, es preciso conocer sus números cuánticos y determinar, a través de estos, la distribución y el spin (o sentido de giro) de cada electrón.

Los números cuánticos son cuatro:

Número cuántico principal, n: Se relaciona con la distancia promedio que va del electrón al núcleo de un orbital en particular. Toma valores de los números enteros positivos y representa los niveles de energía de loa electrones de un átomo.

Número cuántico secundario, azimutal o de momento regular, 1: Esta relacionado con la forma del orbital y depende del valor del número cuántico principal. Los subniveles se designan con letras.

Número cuántico magnético, m: Esta relacionado con la orientación espacial del orbital y depende del número cuántico de momento angular. Un orbital puede albergar como máximo dos electrones.

Número cuántico de spin electrónico, s: Determínale spin del electrón, es decir, el sentido en que gira el electrón sobre su propio eje.

El principio de exclusión de Pauli indica que en un mismo átomo no pueden existir dos electrones que tengan los cuatro números cuánticos iguales, es decir que al menos un número cuántico debe ser distinto.

Configuración electrónica de un átomo

La configuración electrónica de un átomo puede representarse agregando los electrones disponibles a los niveles de energía permitidos. Como primera medida, se considera qué cantidad de electrones puede albergar cada nivel energético. A continuación, se representa el orbital como un rectángulo y los electrones, como flechas que indican el spin. Los electrones se añaden al átomo, uno a uno, de manera que ocupan los orbitales disponibles en orden creciente de energía.

Esta distribución responde al principio de máxima multiplicidad de Hund:

"Si se ocupan orbitales del mismo subnivel, el estado de mínima energía se alcanza cuando el número de electrones con el mismo spin es máximo."

De manera simplificada, y en especial para los átomos con mas de dieciocho electrones, los subniveles se llenan de acuerdo con un esquema general conocido como regla de las diagonales. Según esta regle, primero se llena el orbital 1s, segundo, el 2s, tercero, el 2p y el 3s; cuarto, el 3d, 4p y 5s, y así sucesivamente.

La configuración electrónica de un elemento puede abreviarse escribiendo entre corchetes el símbolo del gas noble anterior y, a continuación, la configuración electrónica externa.

3. TABLA PERIÓDICA

En la tabla periódica, los elementos se distribuyen en filas, o períodos, y en columnas, o grupos; La estructura básica de la tabla periódica es el apoyo mas firme del modelo mecánico-cuántico, utilizado para predecir las configuraciones electrónicas.Los átomos de los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma configuración electrónica externa ( CEE ).

Por el contrario, al analizar la configuración electrónica de los átomos de los elementos situados en el mismo período, se comprueba que tienen el mismo número de niveles de energía (n).

Según esta estructura en grupos y períodos, la tabla queda dividida en cuatro bloques fundamentales: s, p, d y f. Los bloques s y p corresponden a los elementos representativos y comprenden a los metales y los no metales.Los elementos del bloque d se denominan elementos de transición y son todos metálicos. El bloque f está integrado por los elementos de transición interna, que son también metales, la mayoría obtenidos por síntesis artificial.

HISTORIA:

Entre 1868 y 1870, los trabajos de Meyer y de Mendeleiev condujeron al descubrimiento de la ley de periocidad de los elementos químicos o ley periódica. Meyer ordenó los elementos por orden creciente de los pesos atómicos y los relacionó con el volumen atómico en función de los pesos atómicos, en el gráfico se formaban una serie de picos máximos, que correspondían a aquellos grupos con propiedades similares, cada pico constituía un período de la tabla de elementos.

Mendeleiev publicó sus resultados en 1870, un año antes, Mendeleiev había publicado la primera edición de la tabla periódica, que ordenaba los sesenta y tres elementos. Una vez ordenados los elementos por peso atómico, estudió sus propiedades químicas, en especial en cuanto a sus valencias. Observó que los primeros elementos de la lista mostraban un cambio progresivo en sus valencias, con valores crecientes y decrecientes. Estableció así períodos .

Para que coincidieran las propiedades, Mendeleiev no dudó en cambiar de lugar algunos elementos. Dejó espacios vacíos para formar grupos de elementos con las mismas propiedades y predijo, las propiedades de los elementos que ocuparían esos lugares vacantes una vez descubiertos. Les dio un nombre provisorio, compuesto por el nombre del elemento inmediato superior en la tabla y un prefijo que indicaba el número de espacios hacia debajo de donde se encontraba ese elemento: eka para un espacio y dwi para dos. A partir de los trabajos de Mendeleiev, se pudo establecer la ley periódica de los elementos.

En 1894, con el descubrimiento del argón, el primer reto a la tabla periódica, no se conocía ningún otro elemento inerte, es decir, no reactivo. No había lugar donde colocarlo en la tabla; entonces, Mendeleiev propuso la creación de un nuevo grupo, el grupo cero, y sugirió así la existencia de una nueva familia de elementos con valencia cero. La familia de los gases inertes fueron encontrados entre 1895 y 1899.

A principios del siglo XIX, fue preciso ubicar otros catorce elementos: las tierras raras, llamadas así porque no era frecuente aislarlas de los minerales. Tenían pesos atómicos próximos y valencia igual a tres. Se dispuso colocarlas separadas del cuerpo principal de la tabla. El número atómico Z corresponde al número de protones que hay en el núcleo de los átomos de un elemento y que, cuando el átomo es neutro, corresponde al número de electrones presentes en dicho átomo; Las propiedades químicas del elemento se deben al número y al ordenamiento de los electrones en sus átomos; este ordenamiento recibe el nombre de configuración electrónica (CE).

Los grupos más destacados

Metales Alcalinos: Todos los miembros de este grupo se comportan como reductores fuertes (es decir que se oxidan o pierden electrones con facilidad para cederlos a otra especie química): Tienen una gran tendencia a desprenderse del último electrón para dar cationes monovalentes ( iones con una carga positiva).

Halógenos: Los halógenos forman compuestos iónicos como los aniones monovalentes y también compuestos de carácter covalente.

Metales alcalinotérreos: Las energías de primera y segunda ionización ( energías necesarias para que se forme el ión) son relativamente bajas, por lo que dan cationes divalentes con facilidad.

Familia del Carbono: El carbono es un no metal, forma compuestos covalentes, y su posibilidad de combinación es tan alta, que el 94% de los casi 4 millones de compuestos conocidos contienen átomos de carbono en sus moléculas.

Propiedades periódicas

Así como la configuración electrónica puede deducirse de la posición que ocupa un elemento en la tabla periódica, existen otras propiedades que también varían de manera sistemática, denominadas propiedades periódicas. Entre ellas podemos mencionar:

Carga nuclear efectiva: los electrones que se encuentran más cercanos al núcleo ejercen un efecto de apantallamiento de la carga positiva del núcleo; por esta causa, los electrones más externos son atraídos por el núcleo con una fuerza menor, la carga neta que afecta a un electrón se denomina carga nuclear efectiva o Z el.

Radio atómico: si el átomo se considera una esfera, se puede determinar, en forma experimental, la distancia que separa al electrón más externo del núcleo. Dicha distancia se denomina un radio atómico o A.

Radios iónicos: cuando los átomos neutros pierden o ganan electrones, se transforman en iones: son cationes si pierden electrones y quedan con carga neta positiva, o aniones, si ganan electrones y quedan con carga negativa. En la tabla periódica, los radios iónicos aumentan de arriba hacia abajo en un grupo; la

variación en un período es difícil de analizar, ya que depende de la cantidad de cargas de los iones.

Energía de ionización: la energía de ionización ( EI ) es la energía necesaria para "arrancar" un electrón de un átomo neutro, gaseoso y en su estado fundamental. El átomo se convierte en un ion monopositivo.

 

DESCRIPCIÓN

4. ENLACES 

Enlaces metálicos

En metales en estado sólido , los átomos se encuentran empaquetados relativamente muy juntos en una ordenación sistemática o estructura cristalina . Por ejemplo la disposición de los átomos de cobre en el cobre cristalino consiste que los átomos están tan juntos que sus electrones externos de valencia son atraídos por los núcleos de sus numeroso vecinos . En el caso del cobre sólido cada átomo está rodeado por otros 12 átomos más próximos . Los electrones de valencia no están por lo tanto asociados férreamente a un núcleo en particular y así es posible que se extiendan entre los átomos en forma de una nube electrónica de carga de baja densidad o gas electrónico. Los átomos en un enlace metálico sólido se mantienen juntos por enlace metálico para lograr un estado de más baja energía ( o más estable) . Para el enlace metálico no hay restricciones sobre pares electrónicos como en el enlace covalente o sobre la neutralidad de carga como en el enlace iónico . En el enlace metálico los electrones de valencia más externos de los átomos son compartidos por muchos átomos circundantes y de este modo , en general , el enlace metálico no resulta direccional Fuerzas de van der Waals.Excepto en un gas muy dispersado las moléculas ejercen atracciones y repulsiones entre sí . Estas proceden fundamentalmente de interacciones dipolo-dipolo . Las moléculas no polares se atraen entre sí mediante interacciones débiles dipolo-dipolo llamadas fuerzas de London que surgen como consecuencia de dipolos inducidos en una molécula por otra. En este caso los electrones de una molecula son debilmente atraídos hacia el nucleo de otra pero entonces los electrones de esta son repelidos por los electrones de la primera.

El resultado es una distribución desigual de la densidad electrónica y , en consecuencia , un dipolo incluido . Las diferentes interacciones dipolo-dipolo (atractivas y repulsivas) se denominan conjuntamente fuerzas de van der Waals .

La distancia entre las moléculas juega un importante papel en la intensidad de dichas fuerzas . Se llama radio de van der Waals a la distancia a la que la fuerza atractiva es máxima .Cuando dos átomos se aproxima a distancias mas cortas que el radio de van der Waals , se desarrollan fuerzas repulsivas entre los núcleos y las capas electrónicas . Cuando la distancia entre dos moléculas es mayor al radio de van der Waals las fuerzas atractivas entre las moléculas disminuyen.

Enlace iónicoLos enlaces iónicos se pueden formar entre elementos muy electropositivos (metálicos) y elementos muy electronegativos (no metales) . En el proceso de ionización los electrones son transferidos desde los átomos de los elementos electropositivos a los átomos de los elementos electronegativos , produciendo cationes cargados positivamente y aniones cargados negativamente . Las fuerzas de enlace son debidas a la fuerza de atracción electrostática o culombiana entre iones con carga opuesta . Los enlaces ionicos se forman

entre iones opuestamente cargados por que se produce una disminución neta de la energía potencial para los iones enlazados.

Se caracterizan por tener enlace covalente y ionizado mas fuerte que el enlace metálico y son la causa de su dureza y tenacidad, la forma de sujeción de los electrones en las moléculas de estos elementos hacen que sean conductores pobres.

Los fuertes enlaces dotan a estos materiales de altas temperaturas de fusión; Tienen estructura cristalina más compleja que la de los materiales metálicos.

Hay varias razones para esto:

1. Con átomos de diferente tamaños2. Las fuerzas iónicas son también diferentes para cada material cerámico. 3. Unión de mas de dos elementos

Enlace covalente

Un segundo tipo de enlace atómico primario es el enlace covalente . Mientras el enlace iónico involucra átomos muy electropositivos y electronegativos , el enlace covalente se forma entre átomos con pequeñas diferencias de electronegatividad y ubicados muy próximos en la tabla periódica . En el enlace covalnete los átomos generalmente comparten sus electrones externos s y p como otros átomos , de modo que cada átomo alcanza la configuración de gas noble. En un enlace covalente sencillo cada uno de los átomos contribuye con un electrón a la formación del par de electrones de enlace , y las energías de los dos átomos asociadas con el enlace covalente son menores (mas estables) como consecuencia de la interacción de los electrones . En el enlace covalente , se pueden formar enlaces mútiples de pares de eletrones por un átomo consigo mismo o con otros átomos.

 Enlace Van der WaalsEs un enlace secundario entre moleculas debido primordialmente a la atracción entre las cargas; esta atracción se debe a la distribución asmetrica de las cargas mas que los enlaces primarios (se atraen las moleculas y no los Iones),

 

TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES

 

Li

1.0

Be

1.5

B

2.0

C

2.5

N

3.0

O

3.5

F

4.0

Na

0.9

Mg

1.2

Al

1.5

Si

1.8

P

2.1

S

2.5

Cl

3.0

K

0.8

Br

2.8

 

Breve descripción de las propiedades y aplicaciones de algunos de los elementos de la tabla periodica:

Grupo I.- Metales Alcalinos

Grupo II.- Metales Alcalinoterreos

Grupo III.- Familia del Boro

Grupo IV.- Familia del Carbono

Grupo V.- Familia del Nitrogeno

Grupo VI.- Calcógenos

Grupo VII.- Halógenos

5. ESTRUCTURAS CRISTALINAS

 

La primera clasificación que se puede hacer de materiales en estado sólido, es en función de cómo es la disposición de los átomos o iones que lo forman. Si estos átomos o iones se colocan ordenadamente siguiendo un modelo que se repite en las tres direcciones del espacio, se dice que el material es cristalino. Si los átomos o iones se disponen de un modo totalmente aleatorio, sin seguir ningún tipo de secuencia de ordenamiento, estaríamos ante un material no cristalino ó amorfo. En el siguiente esquema se indican los materiales sólidos cristalinos y los no cristalinos.

En el caso de los materiales cristalinos, existe un ordenamiento atómico (o iónico) de largo alcance que puede ser estudiado con mayor o menor dificultad. Ahora bien, realmente ¿necesitamos estudiar los materiales a nivel atómico?.

Para responder a esta cuestión, podemos estudiar las principales propiedades de dos materiales tan conocidos como son el grafito y el diamante ). El grafito es uno de los materiales más blandos (tiene un índice de dureza entre 1y 2 en la escala Mohs), es opaco (suele tener color negro), es un buen lubricante en estado sólido y conduce bien la electricidad. Por contra, el diamante es el material más duro que existe (10 en la escala Mohs), es transparente, muy abrasivo y un buen aislante eléctrico.

Son dos materiales cuyas principales propiedades son antagónicas. Pero, si pensamos en sus componentes, nos damos cuenta que tanto uno como el otro están formados únicamente por carbono. Entonces, ¿a que se debe que tengan propiedades tan dispares?. La respuesta está en el diferente modo que tienen los átomos de carbono de enlazarse y ordenarse cuando forman grafito y cuando forman diamante; es decir, el grafito y el diamante tienen distintas estructuras cristalinas.

Los materiales cerámicos presentan una complejidad mayor que los metales y los polímetros en su estructura cristalina ya que muestran una combinación de celdas unitarias debido principalmente a la necesidad de un equilibrio de cargas eléctricas entre los distintos átomos presentes. Hay dos características de los iones que componen los materiales cerámicos que determinan la estructura cristalina:1.- El valor de la carga eléctrica de los iones componentes, el cristal debe ser eléctricamente neutro.2.- los tamaños relativos de los cationes y aniones Rc = radio del cation; Rc/Ra ? 1 Ra = radio del anion

 

ESTRUCTURAS CRISTALINAS

 

Como los átomos tienden a tomar posiciones relativamente fijas, esto da a lugar a la formación de cristales en estado solido. Los átomos oscilan alrededor de puntos fijos estáticamete. La red tridimiensional de lineas imaginarias que conectan los atomos, a lo que se llama red espacial; en tanto que la unidad mas pequeña que tiene la simetría total del crustal se llama Celda unitaria.

La celda unitaria especifica de cada metal está definida por sus parámetros, que son las orillas de la celda unitaria A, B, C, y los ángulos (B, C); (A,C) y (A,B).

 

 

Estructura Cristalina

METAL A tempereatura ambiente A otras temperaturas

Ca FCC BCC (>447° C)

Co HCP FCC (>427° C)

Hf HCP BCC (>1742° C)

Fe BCC FCC (912-1394° C)

    BCC (>1394° C)

Li BCC HCP (<-193°C)

Na BCC HCP (<-233°C)

Tl HCP BCC (<234°C)

Ti HCP BCC (>883°C)

Y HCP BCC (>1481°C)

Zr HCP BCC (<872°C)

6.-DEFINICIÓN DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS BÁSICAS

Se llama cristales a los acomodamientos atómicos repetitivos en las tres dimensiones. Esta repetición de patrones tridimensionales se debe a la coordinación atómica dentro del material, algunas veces este patrón controla la forma externa del cristal. El acomodamiento atómico interno persiste, aunque la superficie externa se altere. Los acomodamientos cristalinos pueden tomar uno de siete principales patrones de acomodamiento cristalino. Estos están estrechamente relacionados con la forma en la que se puede dividir el espacio en iguales volúmenes por superficies planas de intersección.

Sistema Ejes Ángulos AxialesCúbico a1=a2=a3 Todos los ángulos = 90°Tetragonal a1=a2¹c Todos los ángulos = 90°Ortorrómbico a¹b¹c Todos los ángulos = 90°Monociclíco a¹b¹c 2 ángulos = 90°, 1 ángulo ¹ 90°Triciclíco a¹b¹c Todos los ángulos diferentes, ninguno = 90°Hexagonal a1=a2=a3¹c Ángulos = 90° y 120°Romboedral a1=a2=a3 Todos los ángulos iguales, pero ninguno de 90°

Cristales Cúbicos. Los átomos pueden acomodarse en un patrón cúbico con tres diferentes tipos de repetición: cúbico simple (cs), cúbico de cuerpos centrados (ccc), y cúbico de caras centradas (ccac).- Cúbico simple. Es hipotética para metales puros, pero representa un buen punto de partida. Además de las tres dimensiones axiales a iguales y los ejes en ángulos rectos, hay posiciones equivalentes en cada celdilla. Cada celdilla tiene contornos idénticos al centro a los de todas las celdillas unitarias en el cristal. Del mismo modo, cualquier posición específica es idéntica en todas las celdillas unitarias.

- Cúbico de cuerpos centrados. Cada celdilla unitaria tiene un átomo en cada vértice del cubo y otro átomo en el centro del cuerpo del cubo.

- Cúbica de caras centradas. Este tipo de estructura se caracteriza por que en la esquina de cada celdilla unitaria y en centro de cada cara hay un átomo, pero no hay ninguno en el centro del cubo.

- Cristales Hexagonales. Existen dos representaciones de las celdillas unitarias hexagonales simples. Este tipo de celdillas no tienen posiciones internas que sean equivalentes a las posiciones esquina. Además, existen estructuras hexagonales. Compactas que se caracterizan por tener cada átomo en una capa situada exactamente arriba o debajo de los intersticios entre tres átomos de las capas adyacentes. Así, cada átomo toca tres átomos de capa bajo un plano, seis átomos en su propio plano y tres en la capa superior.

Otros patrones cristalinos: No nos extenderemos más en cuanto a otros sistemas de cristales y retículas espaciales de otras estructuras cristalinas, por que los principios son comparables a los citados previamente.Comportamiento Óptico de los cerámicos.

En ciertos materiales cerámicos, la brecha de energía entre las bandas de valencia y conducción es tal, que un electrón que pase a través de ella, producirá fotones dentro del espectro visible del ojo humano. Esta luminiscencia se observa como dos efectos distintos: fluorescencia y la fosforescencia. En la fluorescencia, todos los electrones excitados vuelven a la banda de valencia y los fotones correspondientes son emitidos una fracción de segundo después de haberse eliminado el estímulo. Predomina una longitud de onda, que corresponde a la brecha de energía Eg. Los materiales fosforescentes tienen impurezas que introducen un nivel donante dentro de la brecha de energía. Los electrones estimulados bajan primero al nivel de donante y quedan atrapados, por lo que deberán escapar para regresar a la capa de valencia. Esto se traduce en un retardo antes de que los fotones sean emitidos, porque después de haber eliminado en estímulo, los electrones capturados por el nivel donante escapan de forma gradual. La intensidad de esta luminiscencia está dada por:ln I/I0 = t/t donde t es el tiempo de relajación, que es una constante conocida del material. Después de tiempo t posterior a la eliminación de la fuente, la intensidad de la luminiscencia disminuirá de I0 a I . Los materiales fosforescentes son muy importantes en la operación de las pantallas de televisión.

Debido a la naturaleza tan diversa de este tipo de materiales, es prácticamente imposible generalizar su comportamiento. Por ejemplo, en cuanto a reflectividad, los vidrios típicos están próximos a 0.05, lo que, entre otras razones, explica su transparencia; mientras que las porcelanas comunes, sin ser tan reflejantes como los metales están por arriba de este dato, y son consideradas opacas.Los cerámicos aislantes tienen una brecha de energía muy grande entre las bandas de energía y de conducción. Si la potencia de los fotones incidentes es menor a la brecha de energía, ningún electrón ganará la suficiente como para escapar de la banda de valencia y , por tanto, no ocurrirá absorción.

La transparencia en los vidrios puede verse afectada por dos factores: una pequeña cantidad de porosidad (menos del 1% del volumen), puede crear una dispersión tal de fotones que el vidrio se vuelve opaco; y los precipitados cristalinos, particularmente aquellos con un índice de refracción muy distinto al material de al matriz, que de igual forma causan dispersión. Así, precipitados o poros más pequeños generan una mayor reducción en la transmisión de los fotones

 

La cementita o carburo de hierro, fórmula química Fe3C, contiene 6.67 % de C por peso. Es un compuesto intersticial t[épicamente duro y frágil de baja resistencia Tensil (aprox. 5000 Lb-pulg 2), pero de alta resistencia comprensiva. Es la estructura más dura que aparece en el diagráma.Su estructura critalina es Ortorromboica.

Ledeburita es la mezcla auténtica de Austera y cementita; contiene 43% de C y se forma a 2065° F.

Ferrita es el nombre dado a la solución sólida. Es una solución sólida intersticial de una pequeña cantidad de carbon disuelto en hierro b.c.c. la máxima solubilidad es de 0.025% de C a 1333° F, disuelve solo 0.008% de C a temperatura ambiente.

Perlita es la mezcla Eutectoide que contiene 0.80% de C, se forma a 1333° F a un enfriamiento muy lento. Es una mezcla muy fina tipo placa o laminar de Ferrita y cementita

Ausentita es el nombre dado a la solución sólida intersticial de carbón disuelto en hierro (f.c.c.). La máxima solubilidad es del 2% de C a 2065°F (punto C).Generalmente no es estable a la temperatura ambiente

1.7 DEFECTOS EN ESTRUCTURAS CRISTALINAS 

Se definen como Las imperfecciones que surgen debido a la incapacidad del material que se solidifica para seguir reproduciendo su celda unitaria.

Defectos Puntuales

Estos son discontinuidades de la red que involucran uno o quizás varios átomos. Estos defectos o imperfecciones pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los átomos al ganar energía por calentamiento; durante el proceso del material; mediante una introducción de impurezas; o intencionalmente a través de aleaciones.

Vacancante e Intersticio

Vacante: Es e l augero dejado ppor la pédida del átomo que se encontraba en una posición.

Intersticio: Algunas veces un átomo en un cristal puede ocupar un lugar intersticial entre átomos que lo rodean ubicados en sitios normales.

Defectos de linea (dislocaciones)Defectos que dan lugar a una distorción de la red centrada al rededor de una linea, se crean durante la solidificación del solido cristalino, o una deformación plástica o permanente de un cristal.

Tornillo: Se genera en un cristal por la inserción de un semiplano adicional de atomos, se puede formar en un cristal perfecto mediante la aplicación de esfuerzoz constantes, hacia arriba y hacia abajo, a las zonas que fueron separadas por un plano cortante.

Borde: Tiene una zona de esfuerzo de compresión deonde se encuentra el semiplano extra de átomos y una región de esfuerzo de tensión por debajo del semiplano de átomos.

Defectos Planares (Bordes de Grano)Imperfecciones en la superficie de materiales policristalinos que separan granos (cristales) de diferentes orientaciones; el aspecto de los bordes de grano viene determinado por las restricciones impuestas por el crecimiento de los granos vecinos. El borde del grano es una región estrecha entre dos o cinco diametros atómicos de anchura , pudiendo definirse como un región de átomos mal emparejados entre grabis adyacentes.

 

Defecto de Schottky y Frenkel

UNIDAD 2 "CLASIFICACIÓN MODERNA DE LOS MATERIALES

Y METALURGIA FÍSICA"

CLASIFICACIÓN MODERNA DE LOS MATERIALES: METALES, CERAMICAS Y POLIMEROS

 Los Polímeros son sustancias que consiste en grandes moléculas formadas por muchas

unidades pequeñas que se repiten, llamadas monómeros. El número de unidades que se repiten en una molécula grande se llama grado de polimerización. Los materiales con un grado elevado de polimerización se denominan altos polímeros. Los homopolímeros son polímeros con un solo tipo de unidad que se repite. En los copolímeros se repiten varias unidades distintas.

Los productos cerámicos tienen una enorme variedad de aplicaciones, comenzando con el ladrillo común para la construcción, pasando por las porcelanas delicadas y llegando al vidrio óptico especializado. Debemos estudiar con mayor detalle el método de preparación de los productos cerámicos que el de los productos metálicos, ya que en general los productos no se pueden forjar a partir de barras o laminas para obtener una pieza terminada. En la mayoría de los caos debemos manejar la materia prima, prensarla para darle forma de ladrillo o de plancha o de magneto y, luego, desarrollar la estructura en la forma deseada calentándola.

Los Materiales Compuestos, constituidos por fibras de refuerzo embebidas en una matriz de resina, presentan una serie de ventajas que los hacen altamente competitivos frente a los materiales tradicionalmente empleados en la construcción.

Reciclaje es el proceso mediante el cual productos de desecho son nuevamente utilizados. Existe el reciclado químico, mecánico y energético.La denominada gestión excelente destina cada residuo a su tratamiento: lo reciclable a reciclaje, lo compostable a compostaje, lo incinerable a la incineración y el resto a vertedero. La clave es evitar que vayan a vertedero los residuos que se pueden aprovechar por ser reciclables, compostables o combustibles.

La norma ISO 14000 es un conjunto de documentos de gestión ambiental que, una vez implantados, afectará todos los aspectos de la gestión de una organización en sus responsabilidades ambientales y ayudará a las organizaciones a tratar sistemáticamente asuntos ambientales, con el fin de mejorar el comportamiento ambiental y las oportunidades de beneficio económico.

ALEACIONES: SUSTITUCIONAL, INSTERSTICIAL.Los metales son electropositivos (tienden a perder electrones), conducen fácilmente el calor y la electricidad.En estado sólido los metales tienen estructura cristalina (los átomos están situados en los nudos de una red regular y definida), Los metales son isotrópicos (tienen iguales propiedades en todas las direcciones)Los defectos de la red, que provocan una disminución de la resistencia son:

Vacancia: falta de átomos dentro de su distribución normal

Dislocaciones: se produce la falta o discontinuidad en la línea de átomos (alteraciones en el paralelismo de la estructura)Atomos intersticiales: aparecen átomos de elementos de aleaciones con distinta estructura interna

Solidificación de metales:Si el metal está fundido y lo enfriamos lentamente, este enfriamiento es continuo y uniforme, hasta el momento donde la temperatura se estabiliza y entonces comienza la solidificación. Cuando ésta termina continúa con la misma uniformidad, el período de enfriamiento, hasta la temperatura ambiente

Soluciones sólidas:Sustancia cuyos iones constituyentes forman una única red cristalina, de forma que los iones del soluto se encuentran ocupando posiciones al azar en la celda del solvente. La diferencia de tamaño entre los iones del soluto y los del metal base provoca un endurecimiento de la aleación.Solución sólida sustitucional: el aleante sustituye las posiciones de los iones del metal baseSolución sólida intersticial: el aleante se ubica entre los espacios interiónicos del metal base

Aleación:Disolución (maleables): las moléculas de los diferentes componentes se mezclan en la masa (no cambian de naturaleza).Combinación (frágiles): formación de nuevas moléculas, diferentes de las de los componentesSolidificación de aleaciones metálicas:Las curvas de enfriamiento de las soluciones sólidas presentan un intervalo de solidificación. Entonces existe una temperatura de comienzo y una de culminación de la solidificación.

DIAGRAMA FE3CDIAGRAMA HIERRO CARBONO

El estado actual del diagrama de equilibrio de las aleaciones hierro-carbono fue establecido como resultado de las investigaciones hechas por varios científicos. La elaboración de este diagrama fue empezada por D. Chernov, quien estableció en 1968 los puntos críticos del acero. Más tarde volvió a estudiar reiteradamente este diagrama. N. Gutovski, M. Wittorft, Roberts Austen, Roozebom hicieron una gran aportación al estudio de este diagrama. Los últimos datos acerca del diagrama están expuestos en las obras de I. Kornilov.Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:

1. Fe-Fe3C (metalestable); este sistema está representado en el diagrama con líneas llenas gruesas y comprende aceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito);2. Fe-C (estable); en el diagrama se representa con líneas punteadas; este sistema expone el esquema de formación de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre (grafito).

Para estudiar las transformaciones que tienen lugar en aceros y fundiciones blancas se emplea el diagrama Fe-Fe3C, y para estudiar fundiciones grises, ambos diagramas (Fe-Fe3C y Fe-C).

La temperatura a que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro está influida por elementos de aleación, de los cuales el más importante es el carbono. En la figura # 01 muestra la porción de interés del sistema de aleación hierro – carbono. Esta la parte entre hierro puro y un compuesto intersticial, carburo de hierro, , que contiene 6.67 % de carbono por peso; por tanto, esta porción se llamará diagrama de equilibrio hierro – carburo de hierro. Este no es un verdadero diagrama de equilibrio, pues el equilibrio implica que no hay cambio

de fase con el tiempo; sin embargo, es un hecho que el compuesto carburo de hierro se descompondrá en hierro y carbono (grafito).

Las reacciones eutéticas y eutectoides difieren entre sí, en más de un aspecto importante. Las reacciones eutéticas implican el paso de una fase líquida a dos fases sólidas mientras que las reacciones eutectoides se efectúa totalmente dentro del estado sólido.

La reacción eutectoide más importante es la que se produce en los aceros. Es necesario contar con la comprensión definida de las reacciones eutéticas y las eutectoides, para poder entender lo referente a los aceros al carbono y para estar capacitados para interpretar debidamente el diagrama del hierro carburo de hierro que es, probablemente, el más importante de todos los diagramas de equilibrio de los metales.

Figura # 01

 La figura # 01 se ilustra con un diagrama simplificado del hierro carburo de hierro. Como indica el nombre de este diagrama, se considera que los componentes son hierro y carburo de hierro, sin embargo es más conveniente representar la composición en relación con el porcentaje de carbono, más que por el carburo de hierro (Fe3C). Si el diagrama hierro carburo de hierro se divide en dos partes, una superior a 1700 ºF (927 ºC) y la otra inferior a esta misma temperatura, es evidente que la primera se relaciona con una reacción eutética, y la segunda, con una reacción eutectoide.

Las fases y sus constituyentes que se encuentra en el diagrama del hierro carburo de hierro, se indican en las áreas correspondientes de la Figura #01. Las fases que pueden encontrarse en condiciones de equilibrio son las líquidas, hierro , hierro y cementita (otra fase, hierro , no se considera en el diagrama simplificado de la figura # 01).

La fase líquida puede consistir en cualquier combinación de hierro y carburo, dentro de los límites de composición del diagrama. La cementita o carburo de hierro (Fe3C), es un compuesto químico de hierro y carbono que tiene 6.7 por ciento de este último elemento. Es uno de los componentes del sistema y, como tal, limita la cantidad de carbono que

puede estar presente (100 por ciento de cementita equivale a 6.7 por ciento de carbono). La cementita es una fase extremadamente dura y frágil de una estructura cristalina compleja; no disuelve cualquier cantidad mensurable de carbono. El otro componente del diagrama, el hiero, existe e dos alótropos sólidos o formas definidas de cristal. El hierro alfa, que es el alótropo a la temperatura ambiente, tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo, que se conoce también con el nombre de ferrita y constituye una fase suave y dúctil.

El hierro gamma, o austenita tiene una estructura cúbica centrada en las caras y a veces se considera que es menos dúctil y ligeramente más dura que la ferrita, aunque, en realidad, no puede efectuarse una comparación verdadera. El hierro gama existe a temperaturas superiores a las que se encuentra el hierro alfa. Ambos tipos de hierro disuelven al carbono y los símbolos ? y ? se usan para representar, tanto al hierro puro, como a las soluciones sólidas de carbono en el hierro. Es conveniente hacer notar que, aunque el hierro gamma contiene hasta 2.0 por ciento de carbono, el hierro alfa puede disolver sólo 0.03 por ciento de carbono.

Las fases mencionadas arriba son también constituyentes. Además de éstos, existen otros dos constituyentes, la ledeburita y la perlita. La primera es el nombre que se da a la composición eutética sólida; se presenta únicamente en el hierro colado y, después de la transformación que se lleva a cabo al enfriarse a la temperatura ambiente, adquiere el aspecto moteado que se ilustra en la figura # 02(b). La lebedurita transformada consiste en colonias de perlita en una red continua (llamada matriz) de cementita.

La perlita es un constituyente muy importante que se encuentra tanto en el acero como en el hierro colado. En la figura # 02 (a) se muestra la estructura eutectoide, que se compone de capas alternas de ferrita y cementita. La perlita tiene valores de dureza y ductilidad intermedios a los de la ferrita y la cementita.

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURAS

La cementita o carburo de hierro, fórmula química Fe3C, contiene 6.67 % de C por peso. Es un compuesto intersticial t[épicamente duro y frágil de baja resistencia Tensil (aprox. 5000 Lb-pulg 2), pero de alta resistencia comprensiva. Es la estructura más dura que aparece en el diagráma.Su estructura critalina es Ortorromboica.

Ledeburita es la mezcla auténtica de Austera y cementita; contiene 43% de C y se forma a 2065° F.

Ferrita es el nombre dado a la solución sólida. Es una solución sólida intersticial de una pequeña cantidad de carbon disuelto en hierro b.c.c. la máxima solubilidad es de 0.025% de C a 1333° F, disuelve solo 0.008% de C a temperatura ambiente.

Perlita es la mezcla Eutectoide que contiene 0.80% de C, se forma a 1333° F a un enfriamiento muy lento. Es una mezcla muy fina tipo placa o laminar de Ferrita y cementita

Ausentita es el nombre dado a la solución sólida intersticial de carbón disuelto en hierro (f.c.c.). La máxima solubilidad es del 2% de C a 2065°F (punto C).Generalmente no es estable a la temperatura ambiente

 

 

TRATAMIENTOS TÉRMICOSLa definición del tratamiento térmico es:

“una combinación de operaciones de calentamiento y enfriamiento, de tiempos determinados y aplicadas a un metal o aleación en el estado sólido en una forma tal que producirá propiedades deseadas”.

Todos los procesos básicos de tratamientos térmicos para aceros incluyen la transformación o descomposición de la Ausentita. La naturaleza y la apariencia de estos productos de transformación determinan las propiedades físicas y mecánicas de cualquier acero.

El primer paso en el tratamiento térmico del acero es calentar el material a alguna temperatura en o por encima del intervalo crítico para formar Ausentita. En la mayoría de los casos, la rapidez del calentamiento a la temperatura deseada es menos importante que otros factores en el ciclo del tratamiento térmico.

 

RECOCIDO DE PROCESO

Este tratamiento térmico se utiliza en las industrias de la lámina y el alambre y se lleva a cabo al calentar el acero a una temperatura por debajo de la línea crítica inferior (100 a 1250 °F). Se aplica después del trabajado en frió y suaviza el acero, medianamente recristalización, para un trabajo ulteriror; es muy parecido al recocido para eliminación de esfuerzos.

RECOCIDO PARA LA ELIMINACIÓN DE ESFUERZOS

Este proceso, algunas veces llamado recocido subcrítico, es útil para eliminar esfuerzos residuales debidos a un fuerte maquinado u otros procesos de trabajo en frió. Generalmente se lleva a cabo a temperaturas por debajo de la línea crítica inferior (1000ª 1200° F).

 

RECOCIDO TOTAL

Este proceso consiste en calentar el ácero a la temperatura adecuada y luego enfriar lentamente a lo largo del intervalo de transformación, preferentemente en el horno ó en cualquier material que sea buen aislante al calor,. Por lo general, el enfriamiento lento continúa a temperaturas más bajas.

 REVENIDO

El objeto del tratamiento de revenido es aunmentar la tenacidad de las piezas, reducir las tensiones resultantes del temple y reducir la dureza.

El sistema tradicional de revenido consiste en un calentamientoa temperaturas relativamente bajas (entre 150 y 700° C) durante un tiempo del orden de mas de una hora y dejarlas enfriar lentamente.

El revenido por inducción consiste en conseguir los mismos efectos metalurgicos que el revenido en un horno convencional pero con temperaturas más altas y tiempos mas cortos.

Las temperaturas del revenido normalmente utilizadas en inducción son del orden de 200 a 400° C.

DIAGRAMAS TTT Los diagramas de fase son la representación del equilibrio termodinámico de un sistema y permiten predecir las fases presentes y sus proporciones para unas condiciones determinadas. En este trabajo se plantea su fundamento termodinámico y se usa el modelo de solución ideal para obtener los diagramas de equilibrio líquido-sólido de algunos sistemas binarios, utilizando datos termodinámicos existentes en la literatura. Este modelo, aunque simple, permite una buena aproximación a algunos sistemas, y en general es una herramienta útil cuando se carece de datos experimentales. Aunque los diagramas de equilibrio son de gran utilidad en la práctica ingenieril, en la práctica pocos sistemas exhiben comportamiento ideal, ya que esto requiere mucha semejanza entre los componentes.

1. INTRODUCCIÓN

Los diagramas de fase son de gran importancia en la ingeniería de materiales, pues apoyan, entre otros, estudios de solidificación, microestructura, metalurgia física y diseño de nuevos materiales (Rao, 1970). También lo son en la práctica general de ingeniería relacionada de algún modo con la manipulación y el procesamiento de materiales, donde permiten relacionar los procesos de obtención con la estructura y ésta Agudelo y Restrepo 14 con propiedades de diseño y de este modo concebir y optimizar dichos procesos para obtener el producto deseado. Tradicionalmente, el tratamiento de losdiagramas de fase ha sido esencialmente empírico, a pesar de que tienen un fundamento termodinámico bien definido (Restrepo, 1998). Teóricamente los diagramas de fase pueden ser obtenidos mediante relaciones termodinámicas, pero enla práctica el modelado preciso es bastante complejo y en la mayoría de los casos se necesitan datos termodinámicos que muchas veces no están disponibles (Restrepo, 1998). Por esta razón suelen usarse relaciones relativamente simples como base de modelos que pueden ser sensiblemente mejorados con la ayuda de técnicas computacionales y de disciplinas como la termodinámica estadística. Los modelos termodinámicos que permiten obtener los diagramas de fase son de gran importancia ya que los datos experimentales no son totalmente confiables, bien porque se obtuvieron con técnicas poco precisas o porque, en general, hay poca precisión en la región de baja temperatura debido a que en estas condiciones la difusión es muy lenta y tomaría muchísimo tiempo alcanzar el equilibrio (Swalin, 1962).

 

2. FUNDAMENTO TERMODINÁMICO

Los diagramas de fase son representaciones gráficas de las fases presentes en un sistema material en función de la temperatura, la presión, y la composición, es decir, son la representación gráfica de las condiciones termodinámicas de equilibrio (Restrepo, 1998). Esta definición manifiesta la relación entre la termodinámica y los diagramas de

fase, también llamados diagramas de equilibrio, que se pueden obtener modelando el equilibrio termodinámico entre las fases de un determinado sistema.

 

2.1. TERMODINÁMICA DE SOLUCIONES

Las propiedades termodinámicas de las soluciones se suelen trabajar en base molar y se definen en función de las correspondientes a sus componentes en la mezcla, denominadas propiedades molares parciales.

UNIDAD 3 "MATERIALES POLIMERICOS"

POLIMEROSLos Polímeros son sustancias que consiste en grandes moléculas formadas por muchas unidades pequeñas que se repiten, llamadas monómeros. El número de unidades que se repiten en una molécula grande se llama grado de polimerización. Los materiales con un grado elevado de polimerización se denominan altos polímeros. Los homopolímeros son polímeros con un solo tipo de unidad que se repite. En los copolímeros se repiten varias unidades distintas.Otra definición es: Es un compuesto de moléculas caracterizadas por la múltiple repetición de una o más especies de átomos o grupos de átomos unidos unos a otros en cantidades suficientes para proporcionar un conjunto de propiedades que no varían marcadamente con la adicción de una o unas pocas de esas unidades constituyentes repetidas.

La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, la madera, la quitina, el caucho y las resinas, son polímeros; también lo son muchos materiales sintéticos como los plásticos, las fibras, los adhesivos, el vidrio y la porcelana. Los polímeros tienen propiedades físicas y químicas distintas a las de los cuerpos constituidos por moléculas sencillas. Son resistentes al desgaste y a la ruptura, son elásticos y fáciles de teñir, su densidad varía entre 0.9 y 1.5, al obtenerse a bajas temperaturas, permite que se fabrique a gran escala.

CLASIFICACION DE LOS POLÍMEROS

Por su origen se clasifican en :

Naturales:  los que existen en la naturaleza como, diamante, grafito, las proteínas, seda, hule, etc.Sintéticos: elaborados por el hombre. Surgen en 1907 al obtener el plástico llamado bakelita. La mayor parte de los polímeros se obtienen a partir del petróleo. Algunos polímeros que se obtienen son:

o Polietileno: Derivado directo del petróleo. Su aspecto y tacto son cerosos, tiene buena resistencia a los ácidos y es buen aislante eléctrico. Peines, cubetas, cables Elec., bolsas.

o Acetato de polivinilo: platos, vasos, etc.o Poli estireno: Se obtiene del poliestirol, derivado del petróleo y del benzol

jugueteso Poli metacrilato: Se obtiene partiendo del acetileno, se caracteriza por su

extraordinaria transparencia láminas y vidrio orgánico.o Poli acetato de vinilo: pinturas vinílicas. -Poliéster: prendas de vestir. -

Caucho sintético: llantas, borradores.

 

Polímeros de adición : se forman mediante la unión de monómeros no saturados, como el eteno(etileno) CH2 =CH2. esta polimerización presenta 3 variantes:

o Polimerización en masa: los productos que forman el monómero se tratan con calor en su fase inicial, estos productos no son de buena calidad.

o Polimerización en solución: el monómero se disuelve en un disolvente inerte y se le agrega un catalizador antes de ser calentado. El polímero se vuelve en polvo.

o Polimerización en emulsión: el monómero se mezcla con agua al agregársele detergente, y mediante una agitación fuerte, se logra una emulsión y se le trata a una temperatura adecuada y se forma el polímero.Para hacer un polímero de adición se necesita un iniciador, que es una sustancia que inicia la reacción Los iniciadores mas comunes son los peróxidos orgánicos. Su estructura es: R - O - O - R.

 

Polímeros de Condensación:  se forman por la eliminación de agua u otra molécula sencilla entre monómeros. No se usan iniciador, sino que las moléculas que se van a polimerizar tienen grupos funcionales que reaccionan lentamente entre sí.

Entre los polímeros que se obtienen por este método están :

o Polialmidias. Derivan del carbón, no tiene olor ni sabor alguno y posee características mecánicas muy notables, entre las que destaca su resistencia al desgaste y su facilidad de mecanizado.

o Poliésteres. Se obtiene del poliestirol, derivado del petróleo y del benzol.o Polieuretanos. Son materiales sintéticos que proporcionan productos de

gran elasticidad: goma espuma, correas, etc..s Está formado por un poliéster y un derivado del benzol. Se emplea también como pegamento de metales y como barniz de gran dureza.

o Resinas fenol-formaldehído. Se obtienen de la combinación del fenol o ácido fénico con formaldehído. Tienen olor característico ácido fénico perceptible incluso en las piezas obtenidas de ellas, particularmente si se las calienta. Estas resinas suelen utilizarse mezcladas con cargas de relleno, que mejoran algunas de sus características físicas, de acuerdo con la naturaleza de las cargas.

o Melamina-formaldehído: se usa para elaborar vajillas de buena calidad.

 TIPOS DE POLIMEROS

Los termoplásticos: se caracterizan porque al aumentar la temperatura se licuan. Su estructura puede ser lineal o ramificada. Al enfriarse estos toman una forma determinada.

Algunos polímeros que son termoplásticos son:- Polietileno- Cloruro de Polivinilo- Acetato de Polivinilo- Poli metacrilato de metilo

Los termofijos: son plásticos que al moldearse todavía no están polimerizados en su totalidad, pero cuando se moldean cambian sus propiedades físicas y no se pueden licuar. Tienen una estructura entrecruzada por enlaces químicos.

Algunos polímeros que son termofijos:- Fenol-formaldehído- Melamina-formaldehído- Poliéster- Hule Vulcanizado

 

OBTENCION

 1.1 OBTENCIÓN DEL POLIETILENO 

Polietileno de baja densidad (LDPE)

El polietileno de baja densidad (low density polyethylene, LDPE), a veces es llamado polietileno de baja densidad y alta presión (high pressure low density poliethylene, HPLDP) para diferenciarlo del polietileno de baja densidad y baja presión (low pressure low density polyethylene, LPLDPE) o del polietileno lineal de baja densidad (linear low density poliethylene, LLDPE). El LDPE se hace comúnmente por polimerización del etileno a alta presión para formar moléculas de polietileno.Es un polímero termoplástico de cadena larga altamente ramificado con una densidad de 0.915 a 0.925 g/cm3 y peso molecular de hasta 4x106. El proceso también es capaz de producir polietileno de densidad media (medium density polyethylene, MDPE) de hasta aproximadamente 0.935 g/cm3.

Proceso de Obtención

El LDPE se produce por polimerización del etileno a través de radicales libres y a presión y temperatura elevadas. Las temperaturas varían de 150 a 300ºC. Las presiones abarcan desde 103 a 345 MPa. El proceso de polimerización conlleva tres pasos básicos: iniciación, propagación y terminación.La iniciación requiere de un iniciador, usualmente un peróxido, que se descompone tértnicamente en radicales libres (ecuación 1), los cuales reaccionan con el etileno (ecuación 2):iniciador

(R)2 2R' ............................................................................1)

R1 + CH2CH2 RCH2CH2'....................................................2)

 

La propagación ocurre a medida que prosigue la reacción (ecuación 3).

RCH2CH2' + CH2CH2 RCH2CH2CH2CH2'.......................... 3)

La terminación de una cadena en crecimiento ocurre cuando se combinan dos grupos de radicales libres (ecuación 4) o cuando un radical hidrógeno se transfiere de una cadena a otra (ecuación 5).

RCH2CH2' + 'CH2CH2R RCH2CH2 CH2CH2R ......................4)RCH2CH2' + 'CH2CH2R RCH2CH3 + RCHCH2......................5)

Se usan dos métodos comerciales en la producción del LDPE: en autoclave y en tubo.

- El proceso en autoclave emplea un reactor autoclave con agitación y flujo continuo con una relación L/D que va de 2:1 a 20:1. El reactor puede estar dividido por bastidores a fin de formar una serie de zonas de reacción bien agitadas. El proceso en autoclave puede producir resinas de LDPE con un amplio intervalo de distribuciones de pesos moleculares, DPM.

- En el proceso tubular, el reactor consiste en un tubo largo con relaciones L/D mayores que 12000:1. Debido a que no hay agitación mecánica, la operación continua puede producir un flujo tapón. Aquí, la distribución de pesos moleculares generalmente está entre los extremos conseguibles mediante el autoclave.

En ambos procesos, los separadores descendentes del reactor operan a presiones más bajas, separando el etileno que no reaccionó del polímero. Sólo de un 10 a un 30% del etileno es convertido en polietileno por paso a través del reactor. Del separador, se extruye el polietileno fundido a través de una nodulizadora sumergida en agua para formar gránulos o "pellets". Éstos son secados y almacenados en silos hasta que son cargados en vagones de ferrocarril, cajas o bolsas.

Polietileno de alta densidad (HDPE):

En el caso de los polietilenos de peso molecular normal (índice de fusión >0.5), la densidad del homopolímero HDPE se fija en 0.960-0.965 g/cm3, dependiendo del proceso de manufactura. Sin embargo, el HDPE abarca el intervalo de densidades de 0.941 a 0.967 g/cm3 por el uso de copolímeros que añaden ramificaciones laterales, reduciendo así la densidad.

La densidad del HDPE se controla en el proceso de manufacturación mediante la cantidad de comonómero añadido al reactor. Los comonómeros comunes usados con el etileno en el HDPE son el propileno, buteno, hexeno y octeno. A medida que se incremento el peso molecular del polietileno, las cadenas poliméricas más largas no se cristalizan tan fácilmente y una cristalinidad más baja reduce aún más la densidad de un homopolímero de HDPE (índice de fusión <0.5).

El HDPE es un material termoplástico parcialmente amorfo y parcialmente cristalino. El grado de cristalinidad depende del peso molecular, de la cantidad de comonómero presente y del tratamiento térmico aplicado. La cristalinidad de una resina de HDPE

determinada puede variar dentro de una amplia gama debido a la tasa de enfriamiento de la masa fundida. Las tasas de enfriamiento más lentas favorecen el crecimiento cristalino. El intervalo de cristalinidad del HDPE normalmente abarca de un 50 a un 80%. La densidad normalmente citada en las especificaciones para el HDPE está determinada por una lámina moldeada por compresión que ha sido enfriada a una tasa de 15ºC por minuto. La mayoría de los procesos comerciales de fabricación enfrían la masa fundida a tasas mucho más rápidas. Como resultado, un artículo hecho de HDPE raramente alcanza la densidad citada en las especificaciones. Debido a que el grado de cristalinidad del HDPE es variable, éste puede considerarse como un polímero amorfo con una cantidad variable de carga cristalina.

Proceso de Obtención

El HDPE se manufactura mediante un proceso a baja presión. Por comparación, el polietileno de baja densidad (HDPE) se manufactura mediante un proceso a alta presión. La presión en la fabricación del HDPE está por debajo de 14 MPa. En muchos casos, está por debajo de 7 MPa.Hay tres procesos comerciales importantes usados en la polimerización del HDPE: - Los procesos en disolución, - En suspensión - En fase gaseosa.

Los catalizadores usados en la fabricación del HDPE, por lo general, son o del tipo óxido de un metal de transición o del tipo Ziegler - Natta. Es importante notar que el funcionamiento de las resinas de HDPE con índices de fusión, densidades y distribuciones de pesos moleculares, DPM, idénticas puede variar si las resinas se producen mediante procesos diferentes. Estas diferencias normalmente sólo se consideran en aplicaciones críticas con muy estrechos márgenes de proceso.

Como se mencionó, junto con el índice de fusión y la densidad, la distribución de pesos moleculares es una propiedad distintiva del HDPE. A medida que se polimeriza el HDPE, se producen moléculas de polímero de muchas longitudes diferentes (pesos moleculares). Si una resina de HDPE tiene un intervalo estrecho de longitudes moleculares, se dice que tiene una DPM (distribución de pesos moleculares) estrecha. La DPM es una gráfica del peso molecular contra el número de frecuencia de un peso molecular determinado. A medida que se ensancha la DPM del HDPE, se incrementan la procesabilidad y la resistencia a la fusión, en tanto que decrecen la resistencia al impacto, la tenacidad a baja temperatura y la resistencia al combatimiento. La DPM del HDPE es, en gran parte, controlada por el tipo de catalizador usado en la polimerización y por el tipo de proceso de fabricación empleado.

2 .-CAMPO DE APLICACIÓN INDUSTRIAL Y DOMESTICO

*CUADRO*

PET• Envases para gaseosas• Frascos varios (mayonesa, salsas, etc.) - Películas transparentes• Fibras textiles• Laminados de barrera (productos alimenticios)• Envases al vacío• Bolsas para horno• Bandejas para microondas• Cintas de video y audio• Geotextiles (pavimentación / caminos)• Películas radiográficas.

PEAD• Envases para: detergentes, lavandina, aceites automotor, shampoo, lácteos• Bolsas para supermercados• Bazar y menaje• Cajones para pescados, gaseosas, cervezas• Baldes para pintura, helados, aceites, - Tambores• Caños para gas, telefonía, agua potable, minería, drenaje y uso sanitario• Macetas• Bolsas tejidas.

PVC• Envases para: Agua mineral, aceites, jugos, mayonesa • Perfiles para marcos de ventanas, puertas. Caños para desagües domiciliarios y de redes para agua potable • Mangueras y Cables• Blisters para medicamentos, pilas, juguetes • Envolturas para golosinas - Películas flexibles para envasado (carnes, fiambres, verduras) 

• Juguetes • Papel vinílico (decoración)• Catéteres • Bolsas para sangre y plasma • Pisos, Recubrimientos• Carcazas de electrodomésticos o computadoras y placas para muebles.

PEBD• Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.• Películas para: Agro Recubrimiento de acequias• Envasamiento automático de alimentos y productos industriales (leche, agua, plásticos, etc.), stretch film, base para pañales• Bolsas para suero• Contenedores herméticos domésticos• Tubos y Pomos (cosméticos, medicamentos y alimentos)• Tuberías para riego.

PP•un termoplástico

• Película / Film (para alimentos, snacks, cigarrillos, chicles, golosinas, indumentaria) • Bolsas de rafia tejidas (para papas, cereales) • Envases industriales (Big Bag) ,Hilos, cabos, cordelería • Caños para agua fría y caliente• Jeringas descartables • Tapas en general, envases, cajones para bebidas • Baldes para pintura• Potes para margarina , helados• -Fibras para tapicería, cubrecamas, etc. • Telas no tejidas (pañales descartables) Alfombras• Cajas de baterías y autopartes.

Polímeros de estireno• Potes para lácteos (yoghurt, postres, etc.), helados, dulces, etc.• Envases varios, vasos, bandejas de supermercado y rotisería • Heladeras: contrapuertas y anaqueles • Cosmética: envases, máquinas de afeitar descartables • Bazar: platos, cubiertos, bandejas, etc. • Juguetes, cassettes, blisters, etc.• Aislantes: planchas de PS espumado.

3.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS CON MATERIALES TRADICIONALES.

UNIDAD 4 "MATERIALES CERAMICOS Y COMPUESTOS"

CERAMICOSSon compuestos químicos o soluciones complejas, que comprenden fases que contienen elementos metálicos y no metálicos. Sus enlaces iónicos o covalentes les confieren una alta estabilidad y son resistentes a las alteraciones químicas. A temperaturas elevadas pueden conducir iónicamente, pero muy poco en comparación con los metales. Son generalmente aislantes. Tienen una amplia gama de propiedades mecánicas, sin embargo, su comportamiento mecánico real suele ser menos predecible que el de los metales, por eso su uso en aplicaciones críticas es muy limitado. Los materiales cerámicos no son tan simples como los metales, sin embargo pueden clasificarse y estudiarse en función de sus estructuras cristalinas.

Los productos cerámicos tienen una enorme variedad de aplicaciones, comenzando con el ladrillo común para la construcción, pasando por la porcelana delicada y llegando al vidrio óptico especializado. Ya que en general los productos no se pueden forjar a partir de barras o laminas para obtener una pieza terminada. En la mayoría de los casos debemos manejar la materia prima, prensarla para darle forma de ladrillo o de plancha o de magneto y, luego, desarrollar la estructura en la forma deseada calentándola.

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES CERÁMICOSLos materiales cerámicos se clasifican según su capacidad de absorción de agua en cuatro tipos: porcelana, gres cerámico, semigres cerámico, y loza porosa. Dicha característica física se relaciona con tres aspectos fundamentales de su proceso productivo:Temperatura de CocciónPresión de MoldeoGranulometría de la Mezcla Base.

Así, los cuatro tipos cerámicos básicos y su capacidad de absorción de agua se relacionan con la temperatura de cocción según la siguiente tabla:

ClasificaciónAbsorción De Agua

Temperatura De Cocción

Porcelana 0 % > 1200 º C

Gres Cerámico 0,50 % a 3,00% 1200 ºC a 1050 ºC

Semi Gres Cerámico 3,00% a 6,00% 1200 ºC a 1050 ºC

Loza Porosa > 6,0% 1050 ºC a 890 ºC

1. OBTENCIONEn este primer grupo de los métodos del procesamiento de los cerámicos se da forma empleando diversos métodos y luego se hornea para darle resistencia.

La fundición por revestimiento es un método interesante y casi único en cuento una suspensión de arcilla en agua se vierte en un molde. Generalmente el molde se hace de yeso, con porosidad controlada, de modo que parte de agua de la suspensión entre en la pared del molde. A medida que el contenido de agua en la superficie disminuye, se forma un sólido suave. El líquido sobrante se elimina y la forma hueca se retira del molde. La unión en este punto es arcilla- agua.

La conformación plástica en húmedo se efectúa por medios diversos. En unos de los casos se apisona un refractario húmedo en un molde y luego se lo destruye para que salga en una forma determinada. La masa plástica se fuerza a trabes de un troquel para producir una forma alargada que luego se corta a longitud deseada. Por otra parte, cuando se desea formar figuras circulares tales como platos, se coloca una masa de arcilla húmeda en una rueda rotativa, y se la conforma con una herramienta.

Prensado con polvo seco. Esto se consigue rellenando un troquel con polvo y luego prensándolo. Generalmente el polvo contiene algún lubricante, tal como ácido, esteárico o cera. Después de haberse llevado a cabo cualquiera de los procesos anteriores, la pieza fresca o verde se somete al horneado. Mientras se calienta, se elimina el agua y los gigantes volátiles.

El prensado en caliente. Involucra simultáneamente las operaciones de prensado y sinterización. Las ventajas que se obtienen sobre el prensado en seco son: mayor densidad y tamaño mas fino del grano. El problema es obtener una duración adecuada del troquel a temperaturas elevadas, para lo cual muchas veces se emplean atmósferas de protección.La compactación isostatica. Es una manera muy especial de prensar polvos en un fluido comprensible para evitar la compactación no uniforme que a veces se observa en los troqueles. El polvo se encapsula en un recipiente que se pueda comprimir y se sumerge en un fluido presurizado. Las formas del recipiente y de los corazones removibles determinan la forma del prensado. El prensado puede ser en caliente o en frió.

CAMPOS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL Y DOMESTICOTeniendo estos procedimientos en mente, podemos ahora describir las características especiales de los productos cerámicos, comenzando con el ladrillo y productos de barro cosido para la construcción. Como base de estos se emplea la arcilla de bajo costo y de fácil fusión, la cual contiene un alto contenido de sílice, álcalis, alto FeO, materiales arenosos que se encuentran en depósitos materiales.

 

MATERIALES REFRACTARIOS Y AISLANTES.

Para los hornos y para las cucharas se emplean recubrimientos ya sean de ladrillo o monolíticos. Para manejar metales líquidos y escoria esencial distinguir entre refractarios ácidos, neutros y básicos. las características de estos ladrillos son la resistencia a la escoria. Resistencia a los efectos de temperatura y capacidad aislante. Los ladrillos ácidos son menos costosos, pero en muchos hornos se emplean escorias para refinar el metal. El ladrillo aislante contiene mucho espacio poroso y en consecuencia, no es tan resistente a la escoria como el recubrimiento interior del recipiente.---INDUSTRIAL O DOMESTICA.

Loza de barro. Se hace de arcilla, aunque en algunos casos están presentes el sílice y feldespato, como el K. La característica importante es que se la somete al fuego a baja temperatura, comparada con la de otros productos de este grupo. Ello produce una fractura terrosa relativamente porosa.-------DOMESTICA

Losa semivitre, se fabrica empleando mezclas de arcilla-sílice-feldespato, las cuales se denominan triaxiales, por la presencia de estos tres ingredientes. La temperatura de cocido es mayor, dando por resultado la formación de vidrio, menor porosidad y mayor resistencia.----- DOMESTICO.

Loza de piedra. Difiere de la loza de barro , en que se emplea una mayor temperatura de cocido lo cual produce una porosidad menor del 5% comparado con el 5 a 20 % de la loza de barro. Por lo general la composición se controla mas cuidadosamente que la loza de barro y el producto no lustroso tiene el acabado mate de la piedra fina. Este es un excelente material para loza de hornear, tanques de sustancias químicas y serpentines.----INDUSTRIAL

Loza china. Se obtiene cociendo la mezcla triaxial antes mencionada u otras mezclas a alta temperatura para obtener un objeto traslucido.---DOMESTICO

La porcelana. Es la que se cuece a las más altas temperaturas del grupo y esta muy relacionada con la loza china que acabamos de describir. En general la no utilización de fundentes y las temperaturas mas altas dan como resultado un producto denso y muy duro.----INDUSTRIAL Y DOMESTICO

VENTAJAS Y DESVENTAJAS CON MATERIALES TRADICIONALES.

Las propiedades físicas de los materiales cerámicos pueden ser medidas y cuantificadas a través de ensayos y pruebas de laboratorio. Es más, muchas de estas pruebas se hallan normalizadas y cuentan con protocolos exactos que describen la forma de desarrollarlas y llevarlas a cabo.Así, entre sus ventajas puede destacarse que es un producto muy fácil de limpiar, con una gran capacidad como aislante eléctrico, lo que evita la captación de polvo ambiental. Otro aspecto de vital importancia es su incombustibilidad para evitar la propagación de incendios.

También hay que destacar que las materias primas que lo conforman provienen de la tierra y, junto al agua y al fuego de cocción lo convierten en un material cien por cien natural.Los revestimientos cerámicos evitan también el desarrollo de colonias de gérmenes y hongos, que se pueden producir en determinadas construcciones. Por ello, su uso también se ha extendido en aquellos lugares donde la presencia del agua está muy marcada, como piscinas, laboratorios, baños, etcétera.

4.- MATERIALES COMPUESTOSEste tipo de materiales se definen básicamente como la unión de dos materiales para conseguir una combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales de forma individual.

Se clasifican es tres categorías generales:

1. Particulados.  Dentro de estos podemos distinguir dos tipos; los dispersoides, que son materiales endurecidos por dispersión y contienen partículas de 10 a 250 nm de diámetro, que aunque no sean coherentes con la matriz, bloquean el movimiento en las dislocaciones y producen un marcado endurecimiento del material matriz; y los "verdaderos" que contienen grandes cantidades de partículas gruesas, que no bloquean el deslizamiento con eficacia, son diseñados para obtener propiedades poco usuales, despreciando la resistencia en el material. Ciertas propiedades de un compuesto particulado dependen sólo de sus constituyentes, de forma que se pueden predecir con exactitud mediante la

llamada regla de la mezclas, que es la sumatoria de las propiedades (densidad, dureza, índice de refracción, etc.) por la fracción volumétrica del constituyente.

2. Reforzados con fibras . Por lo general, este tipo de compuestos consiguen mayor resistencia a la fatiga, mejor rigidez y una mejor relación resistencia-peso, al incorporar fibras resistentes y rígidas, aunque frágiles, en una matriz más blanda y dúctil. El material matriz transmite al fuerza a las fibras, las cuales soportan la mayor parte de la fuerza aplicada. La resistencia del compuesto puede resultar alta a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas. De forma semejante a los compuestos particulados, al regla de las mezclas predice algunas de sus propiedades.

3. Laminares . Incluyen recubrimientos delgados, superficies protectoras, revestimientos metálicos, bimetálicos, laminados y todo un conjunto de materiales con aplicaciones específicas. Algunos compuestos reforzados con fibras, producidos a partir de cintas o tejidos pueden considerarse parcialmente laminares. Gran cantidad de compuestos laminares están diseñados para mejorar la resistencia a la corrosión conservando un b ajo costo, alta resistencia o bajo peso. Otras características de importancia incluyen resistencia superior al desgaste o a la abrasión, mejor apariencia estética y algunas características de expansión térmica poco usuales. Con la regla de las mezclas se pueden estimar algunas de las propiedades, paralelas a la laminillas de los materiales compuestos laminares. También se pueden calcular con poco margen de error: la densidad y la conductividad eléctrica y térmica.

Los Materiales Compuestos, constituidos por fibras de refuerzo embebidas en una matriz de resina, presentan una serie de ventajas que los hacen altamente competitivos frente a los materiales tradicionalmente empleados en la construcción.

a) Es fácil de mantener - se pueden hacer piezas más grandes que de metal es fácil de limpiar.b) reduce el peso - aumenta la resistencia - aumenta la resistencia al desgaste, es fácil de trabajar

En general , la desventaja más clara de los materiales compuestos es el precio. Las características de los materiales y de los procesos encarecen mucho el producto. Para ciertas aplicaciones las buenísimas mecánicas como la alta rigidez específica, la buena estabilidad dimensional , la tolerancia a alta temperaturas ,la resistencia a la corrosión , la ligereza o una mayor resistencia a la fatiga que los materiales clásicos compensan el alto precio.

4.1 VIDRIO

El vidrio es un material que todas las personas conocen, sin embargo no se sabe mucho a cerca de él. El más común (vidrio de silicato sodocálcico) está constituido por Sílice; Óxido de Sodio; Óxido de Calcio ; Óxido de Magnesio ; Óxido de Aluminio . Los vidrios especiales contienen silicatos de Potasio y de Plomo siguiendo en importancia los de Boro, Magnesio, Hierro, Baratos y Aluminatos. Es incoloro y transparente, pero se le puede dar coloración sin pérdida de transparencia, puede ser translúcido u opaco, es duro pero frágil, es un sólido amorfo, mal conductor del calor y la electricidad.Para la fabricación de la sustancia vítrea común se siguen tres etapas: mezcla de la materia prima; obtención del vidrio fundido; manufactura del vidrio (que puede ser

mecánica o manual). Para reciclarlo se debe realizar, primero, la recolección del material, se lo despoja de las impurezas presentes, es clasificado, molido y más tarde se realizan los pasos anteriormente mencionados de fabricación vítrea. Esto favorece al medio ambiente y reduce muchísimo el costo de la fabricación del vidrio.

Historia del vidrio

El vidrio es uno de los materiales más antiguos del mundo, ya que sus primeros fabricantes, antes del hombre, fueron las células marítimas. Estas células, que se encuentran bajo la superficie marítima, son los que fabrican vidrios. Pero existen distintas variedades de fabricantes marinos, a continuación se nombrará a 3 de ellos:

Diatomeas, son plantas micro orgánicas unicelulares que se encuentran suspendidos en la superficie del mar y constituye más de seis décimas partes del plancton oceánico. Su nombre, según se dice, es igual que el plancton "lo errante", pues son tan pequeñas y frágiles que sencillamente se abandonan a merced de las corrientes. Toman la sílice y el oxígeno del agua del mar y componen vidrio o cristal. Tienen distintas variedades de formas - círculo, triángulo, óvalo, rectángulo - siempre ornamentados con grabados geométricos. Están hechos fina y cuidadosamente en cristal puro con pericia tan excelente que un cabello humano tendría que ser cortado a lo largo en 400 hebras para caber entre las marcas.

Radiolarios. Son animales micro orgánicos, tan minúsculos que más de 20 de ellos cabrían holgadamente en la cabeza de un alfiler, también fabrican vidrio a partir de silicio y el oxígeno del océano. Las estructuras que estas criaturas fabrican, exceden incluso a las de las Diatomeas. Un Radiolario tiene tres cápsulas concéntricas, como las muñecas rusas, con seudópodos protoplasmáticos emitidos a través de los orificios de su esqueleto cristalino para atrapar y digerir sus presas. No poseen un sólo domo geodésico, sino tres domos del más depurado encaje cristalino, uno dentro de otro.

La Regadera de Filipinas, esta belleza "forma la alfombra del lecho marino próximo a Cebú (Filipinas) y a lo largo de las costas japonesas, a profundidades de entre 200 y 300 metros".

 

4.1.1 COMPOSICIÓN DEL VIDRIO

Está constituido por mezcla de silicatos. El vidrio común, también denominado vidrio de silicato sodocálcico, está compuesto por:

- Sílice (Si O2), material vitrificante ....................9 AL 74%-Óxido de Sodio (Na2 O), fundente ..................12 a 16%-Óxido de Calcio (Ca O), estabilizante ................5 a 12%-Óxido de Magnesio (Mg O)................................0 a 6 %-Óxido de Aluminio (Al2 O3) ..............................0 a 3%

4.1.2 MATERIAS PRIMAS

La principal es la Sílice - sus variedades más comunes son: Cuarzo, arena cuarcífera (fontain bleau, blanca) y arena común - que entra en proporción variable de 40 a 80%. Para obtener vidrio incoloro y de calidad es fundamental la pureza de la sílice, pues sus impurezas, como Óxidos Metálicos y comúnmente de Hierro, lo colora. El vidrio verde, una de las variedades más ordinarias, debe esa coloración a esas impurezas. La materia prima que sigue a la Sílice es el Álcalis, entre los que ocupa el nivel intermedio la Soda (carbonato de Sodio).La Sílice se emplea juntamente con el Sulfato y el Nitrato de Sodio. En los vidrios de Potasio, el principal Álcalis es el Carbonato de Potasio.

El Calcio, es un material indispensable en su composición, es incorporado en forma de Carbonato, que debe estar exento de Hierro o con muy bajo contenido de esta impureza.

El Óxido de Plomo completa las principales materias primas, confiriendo al vidrio una alta calidad, recibiendo el nombre de cristal, proporcionándole más brillo y liquidez, mayor densidad y refrigerancia.

También otro material es el residuo, vidrio roto inutilizado, que una vez clasificado se agrega a la materia prima derretida.

4.1.3 TIPOS DE VIDRIO

Cuando a esta materia se le agregan distintos compuestos químicos se obtienen diferentes tipos de vidrio. Con base en su composición química se puede hacer una clasificación como la que aparece en la siguiente tabla, donde se resumen los compuestos y elementos que poseen los vidrios comerciales más comunes.

Composición de los vidrios comerciales (los números indican el porcentaje)

Elementos Sódico—cálcico Plomo Borosilicato Sílice

Sílice 70-75 53-68 73-82 96

Sodio 12-18 5-10 3-10  

Potasio 0-1 1-10 0.4-1  

Calcio 5-14 0-6 0-1  

Plomo   15-40 0-10  

Boro     5-20 3-4

Aluminio 0.5-3 0-2 2-3  

Magnesio 0-4      

 

4.1.4 PROPIEDADES

Ópticas:

Vidrios comunes: son incoloros y transparentes, pero se les brinda coloración sin pérdida de transparencia.Vidrios translúcidos: son semitransparentes, pues los objetos colocados detrás de ellos se aprecian borrosamente.Vidrios opacos: no poseen la propiedad translúcida.

Mecánicas:

El vidrio es duro pero frágil, puede estar sometido a esfuerzos mecánicos de diferentes tipos:-Tracción -Impacto -Penetración -Compresión -Torsión

Influencia en las propiedades del vidrioEl aumento en el porcentaje de Sílice aumenta también su resistencia a la fusibilidad. El Bario (Ba O2) confiere al vidrio una pastosidad mayor cuando está fundido. El Zinc (Zn) aumenta su resistencia mecánica y química, siendo utilizados también para los vidrios ópticos. El Aluminio (Al 2 O3), en forma de feldespato, aumenta la resistencia química y la fusibilidad, disminuyendo además su tendencia a la denitrificación. El Boro aumenta el índice de refracción y la dureza, disminuyendo el coeficiente de dilatación.

4.1.5 FABRICACIÓN DEL VIDRIO

Para la fabricación de la sustancia vítrea común se siguen las siguientes etapas:

1-Mezcla de la materia prima

2-Obtención del vidrio fundido

3-Manufactura del vidrio

1-Mezcla de las materias primas:

Los componentes vítreos se mezclan mecánicamente en adecuadas proporciones, por lo general se le agrega un porcentaje de vidrio roto, obtenido de mercadería defectuosa de la misma fábrica.Esta mezcla constituye una carga, la que se pasa por un separador magnético, para separar alambres, clavos, etc., con lo que se aumenta la carga de los hornos donde se obtiene el vidrio fundido.Para realizar un proceso de unión de los distintos compuestos se utilizan 2 tipos de hornos:

a- Horno para crisoles;b- Horno de cubeta o continuo.

2-Obtención del vidrio fundido:

Las materias primas se funden y se combinan produciendo una masa vítrea, conteniendo mucho gas es su interior (dióxido de carbono(CO2)). La temperatura es alrededor de 1000°C 1200°C y las reacciones que probablemente ocurren (no pude afirmarse cuales son las exactas) son:

Si O2 +Na2 C O3.......................................C O3 +Na2 Si O3 (Metasilicato de sodio)Si O2 +Ca C O3..........................................C O2 +Ca Si O3

En la etapa de refinación los gases contenidos se desprenden del vidrio fundido (temperatura aproximada a 1400 º C). Los silicatos producidos se unen formando un silicato doble Sodio-cálcico, que es el vidrio común.

3- Manufactura del vidrio

Depende de cómo se elabore, ya que posee dos formas:

Manual (a caña)Mecánicamente

ManualEste método consiste en que el operario emplea una caña de 1,80 metros de largo, delgada y de hierro. El operario la sumerge en el crisol o en el horno donde la retira con un trozo de masa de vidrio adherida (denominada pasta) a fin de evitar que la masa vítrea se adhiera y poder estirarla y transportarla hasta los moldes, se sopla continuamente la caña hueca obteniendo la formación de una bola de vidrio, luego gira constantemente la caña, colocando la masa de vidrio dentro de moldes especiales de hierro, logrando dar una forma exterior determinada.Este tipo de soplado se emplea para la obtención de placas muy pequeñas como en la elaboración de objetos, por ejemplo, copas, jarras, objetos de decoración, etcétera. El vidrio se enfría luego sobre un bloque de hierro y se procede a darle forma con los instrumentos adecuados, calentándolos de nuevo para facilitar el moldeado.

MecánicoConsiste en la mecanización del proceso anterior, este sistema fue inventado a principios del siglo XX.Se puede realizar de dos maneras:AlimentadoresPrensado

4.1.6 VARIEDADES DEL VIDRIO

Vidrio templado Vidrio termoendurecido Temple químico Vidrio laminado Vidrio coloreado en masa Vidrio recubierto con capas metálicas Vidrio serigrafiado Vidrio con cámaras

Vidrio reflectivo Vidrio opacificado Vidrio Impreso (Fantasía): Vidrio difuso, Vidrio armado, Vidrio de sodio, Vidrio de

potasio Vidrio de plomo (o cristal): Vidrio Sobacal, Vidrio plano, Vidrio tratado

térmicamente, entre otros.

4.1.7 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL VIDRIO

El vidrio posee algunas características que lo hacen muy útil para la fabricación en distintos objetos como botellas, frascos, damajuanas, termos y vasos. Pero, como cualquier otro material comúnmente usado para envases, tiene sus ventajas y desventajas.

Problema nuevo: el envase descartable de vidrioLa cantidad de vidrio que termina en el basurero ha aumentado significativamente en los últimos años. Eliminado el precio que tenían por su devolución, o sea el valor de depósito, las botellas y frascos van inevitablemente a la basura, con los consiguientes costos de recolección y disposición final que esto implica. A ésto debemos sumarle la peligrosidad que implica el manejo de desecho de vidrio por parte de la población, los responsables de la limpieza urbana y los clasificadores. La pérdida del valor económico de estos envases ha producido un cambio importante en el circuito de su recuperación. En la actualidad los clasificadores deben juntar cantidades tan grandes de envases que han abandonado la tarea. Los lavaderos de botellas y frascos de vidrio van desapareciendo.

Ventajas del VidrioEs inerte.No se oxida.Requiere de pocos aditivos para la conserva de alimentos.Es 100% reciclable.

Desventajas del VidrioEn su obtención se invierte una grandísima cantidad de energía.Su transporte es costoso y también se gasta gran cantidad de energía al llevarlo a cabo.Su manipulación es peligrosa, ya que al quebrarse podría ocasionar heridas.Muchos vidrios no soportan cambios bruscos de temperatura.

UNIDAD 5 "RECICLADO Y USO DE MATERIALES BAJO CRITERIO

ISO 14000"

. DEFINICIÓN RECICLADO DE MATERIALES

En 1970, inicia el desarrollo del reciclado de plásticos debido a que su precio comenzó a aumentar y, posteriormente, al desbasto de materiales como consecuencia del embargo petrolero y del incremento en el precio del petróleo.Esta combinación de circunstancias propició el desarrollo de tecnologías de recuperación que atenderían las necesidades de los consumidores para solucionar el problema de abasto. Con el objetivo de encontrar soluciones para los desechos plásticos, se han desarrollado diversas investigaciones que incluyen métodos físicos y químicos.

Los métodos físicos consisten en sistemas para lavado y separación, molienda, fusión y granulado. Los métodos químicos no han prosperado fuera del laboratorio, como el proceso de pirólisis para aprovechar el poder calorífico de los materiales plásticos o los procesos de hidrólisis que sirven para depolimerizar las moléculas de plásticos, como el PET y el ACRILICO y obtener sus materias primas originales.Cuando se analizó el costo energético y productivo desde la extracción del crudo hasta su transformación final, se obtuvieron datos poco favorables para hacer de la incineración la solución que eliminara la basura plástica, creándose otras tecnologías que permitieran transformarla en una vida útil secundaria.

Considerando las ventajas de los métodos físicos, nace el reciclado de materias plásticas, que cobra gran importancia en los años 80's, donde surgen mercados y aplicaciones como una opción de negocio.En los 90's se desarrollaron centros de acopio, en donde se recolectan sistemáticamente los diferentes materiales para facilitar su transformación posterior.Los desperdicios plásticos se vuelven a integrar a un ciclo, industrial o comercial, convirtiéndose en materias primas a través de procesos cada vez más especializados. La escasez de materias primas que presenta la Industria del Plástico provocará el desarrollo tecnológico del reciclado. Por tanto, RECICLAR significa ”La circulación de materiales dentro de un sistema cerrado con el propósito de optimizar recursos, disminuir la generación de basura, propiciar la separación de desperdicios y reintroducir los mismos al sistema productivo para generar artículos útiles al hombre”.Otra definición: “Reciclar es cualquier proceso donde materiales de desperdicio son recolectados y transformados en nuevos materiales que pueden ser utilizados o vendidos como nuevos productos o materias primas.”

¿POR QUÉ RECICLAR?

Reciclar es un proceso simple que nos puede ayudar a resolver muchos de los problemas creados por la forma de vida moderna. Se pueden salvar grandes cantidades de recursos naturales no renovables cuando en los procesos de producción se utilizan materiales reciclados. Los recursos renovables, como los árboles, también pueden ser salvados. La utilización de productos reciclados disminuye el consumo de energía. Cuando se consuman menos combustibles fósiles, se generará menos CO2 y por lo tanto habrá menos lluvia ácida y se reducirá el efecto invernadero.

Algunas de las medidas pueden ser:

• Con resto de alimentos: abono orgánico, tierra para plantas, lumbricultura y alimentación de cerdos y otros animales.• Con plásticos: mediante el reciclaje se pueden hacer bolsas, bancos, juegos para parques, postes para campo, baldes, baldosas, balizas, útiles escolares, láminas para carpetas o tarjetas, cerdas para diversos cepillos. Mediante reutilización las botellas se pueden lavar para rellenado, y los vasos descartables pueden utilizarse de macetines.• Con botellas y bollones de vidrio: reutilización luego de lavados o nuevas botellas y otros productos de vidrio mediante el reciclaje.• Con envases tetra brick: recuperación del papel o planchas de aglomerado para confección de distintos muebles.• Con escombros: relleno de terrenos, de caminos, y en general rellenos de construcción.• Con maderas: diversos muebles, láminas, juguetes o fuente de energía• Con cajones de madera: juguetes y juegos.• Con restos de poda y de jardinería: abono o fuente de energía.• Con papeles y cartones: mediante reciclado otros papeles y cartones.• Con muebles y electrodomésticos rotos: reparación o recuperación de materiales.• Con metales en general: mediante el reciclaje se evita usar nueva materia prima a la vez que se ahorra energía. Algunos metales que deben ser recuperados para reciclar son: oro, plata, cobre, bronce, estaño, plomo, aluminio y hierro.• Con latas de aluminio: mediante el reciclaje se pueden hacer nuevas latas.• Con latas de acero: se pueden reutilizar como macetas para plantas, o fundir.• Con tanques y bidones plásticos y de acero: juegos para parques, depósito para clasificación diferenciada de desechos o recipientes de basura. • Con trapos y restos de ropa vieja: nuevos tejidos.• Con huesos de animales: fertilizante y alimento para animales.• Con neumáticos gastados: juegos de parques, vallas de seguridad y relleno de carreteras.• Con tubos a gas de mercurio: recuperación del mercurio.• Con pilas de botón: recuperación de metales como mercurio, cadmio y plata

 

 

¿Qué son los escombros?

Escombros son el conjunto de fragmentos o restos de ladrillos, hormigón, argamas, acero, hierro, madera, etc.. provenientes de los desechos de construcción, remodelación y/o demolición de estructuras como edificios, residencias, puentes, etc.,

PODEMOS IDENTIFICAR, EN LOS ESCOMBROS QUE SE PRODUCEN DURANRE UNA CONSTRUCCIÓN, LA EXISTENCIA DE DOS TIPOD DE RESIDUOS:

• Los residuos (fragmentos) de elementos prefabricados, como materiales de cerámica, bloques de cemento, demoliciones localizadas, etc.• Los residuos (restos) de materiales elaborados en la obra, como hormigón y argamasas, que contienen cemento, cal, arena y piedra.

Otra forma de utilizar los cerámicos reciclados es mediante EL RECICLAJE ARTPISTICO, en donde no solo se usa la cerámica sino todo el material desechado, aquí se utiliza perfectamente con el fin de hacer arte y existen diversos lugares donde se utiliza con esta finalidad, existen talleres, exposiciones, galerias y todo se hace con lo que otras personas desechan.

CONCLUSIÓN

El ser humano, la cultura del derroche y el consumo son la causa de serios problemas ambientales y por tanto, de los mismos debe venir la solución.

Es importante aprender a reducir el consumo, reutilizar y reparar la mayor cantidad de objetos antes de botarlos.

1. NORMATIVIDAD Y LINEAMIENTOS ISO-14000

El concepto de lo que actualmente se denomina, en forma genérica, <ISO 14000>, en realidad está constituido por un conjunto de documentos todavía en pleno proceso de redacción por parte de los diversos Subcomités y Grupos de Trabajo del Comité Técnico 207, Gestión Ambiental, de la Organización Internacional de Normalización (ISO, Internacional Organization for Standardization).El organismo que viene estudiando tal serie de normas desde 1993, es el Technical Committee 207, Environmental Management (Comité Técnico 207, de las ISO, habitualmente citado como ISO/TC 207).Forman parte de este Comité Técnico 207 seis subcomités y un Grupo de Trabajo específico (que asesora al Presidente del ISO/TC 207), según el detalle siguiente:

* SUBCOMITE 1. Sistemas de Gestión Ambiental (environmental Management Systems, citado como SC1, EMS).En sus Grupos de Trabajo (Working Groups) 1 y 2 estudio, respectivamente, las futuras normas ISO 14001 y 14004 (esta última anteriormente circuló con la numeración 14000, de modo que, paradójicamente, en la actualidad no hay ningún documento ISO que lleve el número 14000). La primera tiene por título Sistemas de Gestión Ambiental. Especificaciones y Directivas de Uso. La segunda, Sistemas de Gestión Ambiental. Directivas Generales sobre Principios, Sistemas y Técnicas de Apoyo.

*SUBCOMITE 2. Auditorias Ambientales e Investigaciones Ambientales Relacionadas (Environmental Auditing And Related Environmental Investigations, citado como SCVV 2, AA). Tiene a su cargo la preparación de un conjunto de documentos, de los cuales se destacan:

- ISO 14010, Principios generales de auditorias ambientales.- ISO 14011, Procedimientos para la auditoria de sistemas de gestión ambiental.

- ISO 14012, Criterios de calificación para auditores ambientales.

* SUBCOMITE 3. Ambiental (Environmental Labelling, SC 3 EL). Los documentos proyectados y cuyo estudio ha sido aprobado formalmente, son:- ISO 14020. Sellos y Declaraciones Ambientales. Principios Básicos- ISO 14021. Sellos y Declaraciones Ambientales. Autodeclaraciones Ambientales. Términos y Definiciones.- ISO 14022. Sellos y Declaraciones Ambientales. Autodeclaraciones Ambientales. Símbolos de <Etiquetado> Ambiental.- ISO 14023. Sellos y Declaraciones Ambientales. Autodeclaraciones Ambientales Metodologías de Ensayo y Verificación.- ISO 14024. Sellos y Declaraciones Ambientales. <Etiquetado> Ambiental Tipo I. PrincipiosRectores y Procedimientos.- ISO 14025. Sellos y Declaraciones Ambientales. <Etiquetado> Ambiental Tipo III. Principios Rectores y Procedimientos.

* SUBCOMITE 4. Evaluación del Desempeño Ambiental (Environmental Performance Evaluation, SC4, EPE). El Grupo de Trabajo 1 está analizando el contenido del documento ISO 14031, cuyo tema es la Evaluación del Desempeño Ambiental del Sistema de Gestión y sus Relaciones con el Medio Ambiente. Un segundo grupo de trabajo, que está por constituirse, tendría a su cargo otro documento, quizás el ISO 14032, referido a Evaluación del Desempeño Ambiental del Sistema Operativo y su Relación con el Medio Ambiente.

* SUBCOMITE 5. Análisis del Ciclo de Vida (Life Cycle Assessment, SC 5, LCA). Sendos Grupos de Trabajo (WG 1 a 5) están estudiando los documentos siguientes:

- ISO 14040. Análisis del Ciclo de Vida. Principios y Procedimientos Generales.- ISO 14041. Análisis del Inventario del Ciclo de Vida. De su redacción se ocupan dos WG (2 y 3), el primero de temas generales y el segundo de temas específicos.- ISO 14042. Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida.- ISO 14043. Interpretación de la Evaluación del Ciclo de Vida.

* SUBCOMITE 6. Términos y Definiciones (Terms and Definitions, SC 6, D&D Tiene a su cargo la coordinación de términos y sus correspondientes definiciones que provienen principalmente de los restantes subcomités del ISO/TC 207 Dicha misión se concreta mediante la redacción de un documento, el ISO 14050 Gestión Ambiental. Vocabulario.Grupo de Trabajo 1 del CAG (Chairman’s Advisori Group Asesor del Presidente del ISO/TC 207, CAG/WG 1). Se ocupa del documento referido a Aspectos Ambientales en las Normas de Productos, el cual había comenzado a circular con la designación ISO 14060, y que actualmente fue transformado en la Guía ISO 64 debido a su contenido global.De todos los documentos mencionados, cinco están en la etapa más inmediata de su paso a Norma Internacional: 14001, 14010, 14011, 14012, de cuya publicación se estima podría ocurrir hacia septiembre u octubre próximos.

En breve, las normas ISO 14.000 configurarán un sistema que esencialmente privatizará las regulaciones ambientales, ya que las exigencias ambientales del comercio internacional serán una prioridad aun mayor que el cumplimiento de las regulaciones legales locales. Como consecuencia de ello, se potenciará el auto control de los establecimiento industriales en el cuidado del medio ambiente y se valorizará la figura de la Auditoría Ambiental ya sea interna como externa. En otras palabras, puede considerarse a las normas ISO 14.000 como un sustituto de los tradicionales programas de regulación ambiental. Por ahora, los estándares no reemplazan los objetivos de política ambiental previstos en las regulaciones federales y provinciales. Organizaciones de todo tipo están cada vez más interesadas en alcanzar y demostrar una sólida actuación medioambiental controlando el impacto de sus actividades, productos y servicios sobre el medio ambiente, teniendo en cuenta su política y objetivos medioambientales.

Lo hacen en el contexto de una legislación cada vez más exigente, del desarrollo de políticas económicas y otras medidas para fomentar la protección medioambiental y de un aumento general de la preocupación de las partes interesadas por los temas

medioambientales incluyendo el desarrollo sostenible.Muchas organizaciones han emprendido “revisiones” o “auditorías” para elevar su comportamiento medioambiental. Sin embargo estas “revisiones” y “auditorías” por sí mismas, pueden no ser suficientes para proporcionar a una organización la seguridad ded que su actuación no sólo cumple, sino que continuará cumpliendo los requisitos de la legislación y de su política. Para ser efectivas, necesitan estar incluidas dentro de un sistema de gestión estructurado e integrado con la totalidad de las actividades de gestión.Las Normas Internacionales sobre gestión medioambiental tienen como finalidad proporcionar a las organizaciones los elementos de un sistema de gestión medioambiental efectivo, que puede ser integrado con otros requisitos de gestión, para ayudar a las organizaciones a conseguir objetivos medioambientales y económicos. Estas normas como otras normas internacionales, no tienen como fin ser usadas para crear barreras comerciales o arancelarias, o para incrementar o cambiar las obligaciones legales de una organización.Esta Norma Internacional especifica los requisitos de dicho sistema de gestión medioambiental. Se ha escrito para ser aplicable a todos los tipos de y tamaños de las organizaciones y para ajustarse a diversas condiciones geográficas, culturales y sociales.

El éxito del sistema depende del compromiso de todos los niveles y funciones, especialmente de la alta dirección. Un sistema de este tipo capacita a una organización para establecer y evaluar la efectividad de los procedimientos para implantar una política y unos objetivos medioambientales, conseguir conformidad con ellos y demostrar tal conformidad a terceros. El objetivo final de esta Norma Internacional es apoyar la protección medioambiental y la prevención de la contaminación en equilibrio con las necesidades socioeconómicas. Debería resaltarse que muchos de los requisitos pueden aplicarse simultáneamente, o se puede volver sobre ellos en cualquier momento.Esta Norma Internacional contiene aquellos requisitos que pueden ser auditados objetivamente con propósitos de certificación/registro y/o autodeclaración. Aquellas organizaciones que requieran una orientación general sobre una más amplia gama de temas relacionados con los sistemas de gestión medioambiental, deben referirse a ISO14004 Sistemas de gestión medioambiental. Directrices generales sobre principios, sistemas y técnicas de apoyo.

La adopción e implantación de una gama de técnicas de gestión medioambiental de una manera sistemática, puede contribuir a que se alcancen resultados óptimos para todas las partes interesadas. Sin embargo, la adopción de esta especificación no garantiza en si misma unos resultados medioambientales óptimos. Para lograr objetivos de calidad medioambiental, el sistema de gestión medioambiental debería animar a las organizaciones a considerar el empleo de la mejor tecnología disponible cuando fuera apropiada y económicamente viable. Además, la efectividad con relación a los costes de tal tecnología debería ser tomada plenamente en cuenta.Esta Norma Internacional comparte principios con la serie de Normas ISO 9000 relativos a los sistemas de la calidad. las organizaciones pueden elegir utilizar un sistema de gestión ya existente, compatible con la serie ISO 9000 como base para el sistema de gestión medioambiental.

1.1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta Norma Internacional especifica los requisitos para que un sistema de gestión medioambiental, capacite a una organización para formular una política y unos objetivos, teniendo en cuenta los requisitos legales y la información acerca de los impactos medioambientales significativos. Se aplica a aquellos aspectos medioambientales que la organización puede controlar y sobre los que puede esperarse que tenga influencia. No establece, por sí misma, criterios de actuación medioambiental específicos.

Esta Norma Internacional se aplica a cualquier organización que desee:• Implantar, mantener al día y mejorar un sistema de gestión medioambiental.• Asegurarse de su conformidad con su política medioambiental declarada.• Demostrar a terceros tal conformidad.• Procurar la certificación/registro de su sistema de gestión medioambiental por una organización externa.• Llevar a cabo una autoevaluación y una autodeclaración de conformidad con esta Norma Internacional.Todos los requisitos de esta Norma Internacional tienen como fin su incorporación a cualquier sistema de gestión medioambiental. La amplitud de su aplicación dependerá de factores tales como la política medioambiental de la organización, la naturaleza de sus actividades y las condiciones en las que opera.

1.2 RAZONES DE APLICACIÓN

Aún cuando esta Norma Internacional ofrece un sistema para que las empresas se adhieran al mismo con carácter voluntario, no cabe la menor duda de que el sistema tendrá precisamente la fuerza vinculante de las actuaciones asumidas desde la reflexión y evaluando sus ventajas sin necesidad de la imposición a que tan acostumbrados vamos estando.Lo medioambiental afecta a cada empresa independientemente de su tamaño y hoy es un hecho consagrado, que el medio ambiente es un requisito esencial para conseguir el éxito a largo plazo de la empresa. Otra cosa es que las circunstancias económicas presentes releguen a niveles menos prioritarios la gestión medioambiental en la empresa de modo general, pero tan pronto como la situación particular requiera cualquier tipo de movimiento y de decisión económica, entonces surge imperiosa la necesidad de considerar el comportamiento de la empresa en relación al medioambiente.

Razones ambientales:Aún cuando no suele ser el motivador principal o inicial, es sin duda el que será el auténtico motor del futuro cuando la formación y la sensibilización en estas materias hallan calado en los órganos directivos de máxima responsabilidad de las empresas y en toda su estructura. Minimizar los impactos ambientales y reducir con ello la contaminación puede constituir en sí mismo un fin que impulse la puesta en marcha de una serie de acciones que bien encajadas en un Plan de Gestión Medioambiental proporcionarán ventajas competitivas a la empresa, evitarán riesgos y daños y satisfacerán las conductas éticas establecidas por los responsables de las empresas cuando esos comportamientos tengan la valoración que merecen y que tan lejos se nos antojan en estos momentos.

Razones legales:Cumplir con la normativa existente no es tan fácil porque la legislación medioambiental se considera en estos momentos como “confusa, profusa y difusa”. Naturalmente el no cumplirla conlleva la posibilidad de incurrir en graves riesgos para la empresa y posiciona a esta en situación de indefensión ante cualquier acontecimiento que la involucre.Se dice que si la Administración actuase de verdad se verían muchos problemas en empresas y que no podrían sobrevivir a las cargas económicas derivadas e las exigencias establecidas en las leyes de obligado cumplimiento. Parece tremendo pensar que se sale adelante gracias a la falta de cumplimiento de la legislación establecida. No es desde luego aceptable este planeamiento.

Razones sociales:Para evitar denuncias cada día más frecuentes que proceden de grupos de presión, ciudadanos, etc. Estos elementos están logrando que muchas empresas actúen “por la fuerza” en corregir comportamientos considerados inadecuados para el medio ambiente.En ocasiones el motivador de la actuación empresarial puede ser mejorar su imagen en el entorno, comunidad o sector industrial y si se realiza con legítimas actuaciones de base y respaldo real puede ser un buen factor diferenciador que proporcione algunas considerables ventajas competitivas.

Razones económicas:En ocasiones el evitar o terminar con una repetición incesante de sanciones económicas por incumplimiento de la normativa medioambiental puede ser el factor decisivo para empezar a actuar y también lo puede ser la reducción de costes de producción que se producen por ahorro /sustitución de materias primas, ahorro energético, de agua, reducción de residuos y vertidos, reutilización reciclado, etc.Muchas empresas han encontrado significativas ventajas competitivas, cuando se han adaptado y podido demostrar su adecuado comportamiento medioambiental tanto para mantener como para ganar nuevos mercados, por ejemplo, exportaciones a países cumpliendo su normativa medioambiental particular y también porque han obtenido ayudas o inversiones financieras de empresas o instituciones que condicionan su actuación al cumplimiento de la normativa medioambiental.

Cuando los seguros de responsabilidad civil medioambiental, en toda su verdadera extensión, se implanten en este país, la buena conducta medioambiental puede suponer significativas reducciones de coste de las primas correspondientes a las franquicias.Destaca la aceptación social que adquiere la empresa cuando trabaja consecuentemente con el medioambiente, produciéndose así la posibilidad de desarrollar un marketing ambiental, que según el nivel de conciencia medioambiental del cliente es un factor que actúa sin lugar a dudas positivamente en las ventas del producto.

Razones técnicas:La mejora de procesos que se introducen para disminuir los impactos contaminantes como alternativa o complemento de las soluciones de “final de línea”, suele proporcionar el grato dividendo de reducciones de costes y significativos incrementos de la eficiencia técnica productiva.Ello conlleva también una ventaja competitiva de consideración respecto a competidores menos sensibilizados.

2.- RECICLADO DE METALES

En los comercios se suelen encontrar dos tipos de envases metálicos: de hojalata y aluminio. La dificultad para extraer este último mineral, hace de su reciclado una solución extremadamente rentable. Además, la separación de este material del resto de basuras mediante procedimientos magnéticos es una gran ventaja, que beneficia tanto al usuario como al gestor de los residuos. “Una cosa que sí puede hacer desde su casa es aplastar las latas y guardarlas aparte”, plantean las organizaciones nacionales de usuarios. Esta medida aparentemente trivial consigue, por una parte, que estos residuos ocupen mucho menor volumen, y por otro, que se sientan más fácilmente atraídos por los campos magnéticos que se les aplican para su separación del resto de los residuos.

2.1 RECICLADO DEL ALUMINIO

Como ejemplo específico se mencionará las ventajas en el reciclado de aluminio:

El metal se considera que es como un almacén de energía (15 Kwh/Kg) por esto, tienen un gran valor intrínseco que no puede desperdiciarse, y su reciclado significa recuperación de energía. La producción de aluminio reciclado consume sólo un 5% de la energía necesaria para la producción de la industria primaria. Esto significa, que aprovechando los recursos metálicos secundarios disponibles, podemos tener piezas metálicas a un costo menor. Además se obtienen las ventajas medioambientales de este menor consumo energético.La producción de aluminio reciclado no es una tecnología complicada, por lo que se ha extendido hasta ser por término medio el 30-35% de la producción de aluminio primario estimada en todo el mundo en 22 millones de Tn/año. El Reciclado ha aumentado el 30% en los últimos 10 año, contribuyendo con su crecimiento a la limpieza del Medio Ambiente y al ahorro energético. En un país como Alemania se reciclan 8,1 Kg por habitante y año. España produce del orden de 150.000 toneladas anuales, lo que supone reciclar 3,7 Kg por habitante y año.

LOS PRINCIPALES PRODUCTOS DEL RECICLADO DEL ALUMINIO

PRODUCTOS MERCADOLingotes pequeños Fundiciones de aluminio

Lingotes grandes Empresas de aluminio

Metal líquido Fundiciones de aluminio

Tochos Extrusión del aluminio

Discos Extrusión del aluminio

Hilo, granalla, formas Desoxidación del acero

Sales Fundición de aluminio, carreteras

Fundición de aluminio carreteras

Polvos metálicos Siderurgia

Oxido de aluminio Cemento, construcción, siderurgia

Otros Chatarras de otros metales

 

 

RECICLAJE DEL ACER0

3. RECICLADO DE POLIMEROS

El interés por reciclar plásticos tiene como beneficios el mejoramiento ecológico y la generación de nuevas. Industrias que pueden resolver los problemas de contaminación, aunado a la obtención de utilidades económicas.Cuándo hablamos de plásticos en general estamos englobando a toda una familia de productos, en la que encontraremos integrantes tan diferentes entre sí como lo pueden ser el hierro y el cobre en la familia de los metales.Por ello, para facilitar la identificación de cada polímero, y también para ayudar a su clasificación (por ejemplo para el reciclado mecánico) se ha instituido el Código Internacional SPI, que permite identificar con facilidad de qué material específicamente está hecho un objeto de plástico. Se han clasificado los principales polímeros de la siguiente manera:

SIMBOLO

NOMBRE

CARACTERISTICAS

USOS Y APLICACIONES

VENTAJAS Y BENEFICIOS

PET

Se produce a partir del Ácido Tereftálico y Etilenglicol, por policondensación; existen dos tipos: grado textil y grado botella.Para el grado botella se lo debe post condensar, existiendo diversos colores para estos usos.

• Envases para gaseosas• -Frascos varios (mayonesa, salsas, etc.) - Películas transparentes• -Fibras textiles• -Laminados de barrera (productos alimenticios)• Envases al vacío• Bolsas para horno• Bandejas para microondas• Cintas de video y audio• Geotextiles (pavimentación / caminos)• Películas radiográficas.

Barrera a los gases • Transparente • Irrompible • Liviano • Impermeable • No tóxico • Inerte (al contenido)

PEAD El Polietileno de Alta Densidad es un termoplástico fabricado a partir del Etileno (elaborado a partir del etano, uno

• Envases para: detergentes, lavandina, aceites automotor, shampoo, lácteos• Bolsas para

Resistente a las bajas temperaturas • Irrompible • Liviano •

de los componentes del gas natural). Es muy versátil y se lo puede transformar de diversas formas:

•Inyección•Soplado•Extrusión• Rotomoldeo

supermercados• Bazar y menaje• Cajones para pescados, gaseosas, cervezas• Baldes para pintura, helados, aceites, - Tambores• Caños para gas, telefonía, agua potable, minería, drenaje y uso sanitario• Macetas• Bolsas tejidas.

Impermeable • Inerte (al contenido)• No tóxico

PVC Se produce a partir de dos materias primas naturales petróleo o gas 43 % y sal común 57 %.Su versatilidad le permite obtener productos de variadas propiedades para un gran número de aplicaciones. Se obtienen desde productos rígidos hasta productos totalmente flexibles y se puede transformar por Inyección, Extrusión, Soplado y todas las tecnologías conocidas

• Envases para: Agua mineral, aceites, jugos, mayonesa • Perfiles para marcos de ventanas, puertas. Caños para desagües domiciliarios y de redes para agua potable • Mangueras• Blisters para medicamentos, pilas, juguetes • Envolturas para golosinas - Películas flexibles para envasado (carnes, fiambres, verduras) • Cables • Juguetes • Papel vinílico (decoración)• - Catéteres • Bolsas para sangre y plasma • Pisos, Recubrimientos• - Carcazas de electrodomésticos

No tóxico • Flexible • Liviano • Transparente • Inerte (al contenido)• Impermeable • Económico 

o computadoras –• Placas para muebles

PEBD

Se produce a partir del gas natural. Al igual que el PEAD, es de gran versatilidad y se procesa de diversas formas:• Inyección• Extrusión• Soplado• Rotomoldeo

• Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.• Películas para: Agro Recubrimiento de acequias• - Envasamiento automático de alimentos y productos industriales (leche, agua, plásticos, etc.), stretch film, base para pañales• Bolsas para suero• Contenedores herméticos domésticos• Tubos y Pomos (cosméticos, medicamentos y alimentos)• Tuberías para riego.

• No tóxico • Flexible • Liviano • Transparente • Inerte (al contenido)• Impermeable • Económico 

PP El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. Los copolímeros se forman agregando Etileno durante el proceso. El PP es el termoplástico de más baja densidad. Es un plástico de elevada rigidez, alta cristalinidad, elevado punto de fusión y excelente resistencia química. Al adicionarle

• Película / Film (para alimentos, snacks, cigarrillos, chicles, golosinas, indumentaria) • Bolsas de rafia tejidas (para papas, cereales) • Envases industriales (Big Bag) -Hilos, cabos, cordelería • Caños para agua fría y

• Inerte (al contenido)• Resistente a la temperatura (hasta 135°) • Barrera a los aromas • Impermeable • Irrompible • Brillo • Liviano • Transparente en películas • No tóxico 

distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.) se potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de ingeniería. El PP es transformado en la industria por los procesos de inyección, soplado, extrusión y termoformado.

caliente• Jeringas descartables • Tapas en general, envases • Cajones para bebidas • Baldes para pintura, helados• Potes para margarina • -Fibras para tapicería, cubrecamas, etc. • Telas no tejidas (pañales descartables) • Alfombras • Cajas de baterías y autopartes.

• Alta resistencia química

PS

PS Cristal: Es un polímero de estireno monómero derivado del petróleo, cristalino y de alto brillo.

PS Alto Impacto: Es un polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta resistencia al impacto.

Ambos PS son fácilmente moldeables a través de procesos de:

• Inyección• Extrusión y Termoformado• Soplado

• Potes para lácteos (yoghurt, postres, etc.), helados, dulces, etc.• Envases varios, vasos, bandejas de supermercado y rotisería • Heladeras: contrapuertas y anaqueles • Cosmética: envases, máquinas de afeitar descartables • Bazar: platos, cubiertos, bandejas, etc. • Juguetes, cassettes, blisters, etc.• Aislantes: planchas de PS espumado.

• Brillo • Ignífugo • Liviano • Irrompible • Impermeable • Inerte y no tóxico • Transparente • Fácil limpieza

OTROS En este rubro se incluyen una enorme variedad de plásticos

• Autopartes • Chips • Carcazas de

Resistentes a la corrosión • Flexibilidad 

tales como: Policarbonato (PC); Poliamida (PA); ABS; SAN; EVA; Poliuretano (PU); Acrílico (PMMA), etc.Se puede desarrollar un tipo de plástico para cada aplicación específica

computación • Teléfonos, celulares y electrodomésticos en general • Compactdiscs • Accesorios náuticos y deportivos • - Piezas para la ingeniería aeroespacial • Artículos para medicina, farmacología y cosmetología; botellones de agua • Indumentaria • Muebles; y un sinnúmero de aplicaciones más.

• Livianos • No tóxicos • Altísima resistencia a la temperatura, propiedades mecánicas y productos químicos 

 

4. RECICLADO DE CERAMICOS.

Los residuos procedentes de pequeñas obras domiciliarias, tienen la consideración de residuos municipales. En su composición abundan los materiales cerámicos y el yeso y, debido al descontrol de los vertederos, éstos son los escombros más difíciles de cuantificar y controlar.Debido a la gran cantidad de residuos generados por distintas obras de construcción, el reciclaje debe tenerse muy en cuenta si no queremos incrementar la contaminación del mundo. Sin embargo, esta fórmula no es muy habitual, a pesar de que, en principio, el proceso de reciclaje es bastante simple. Lo único que se requiere es un gran conocimiento de los materiales residuales que forman la materia prima del reciclado y de cuáles son las combinaciones adecuadas para obtener un producto de una determinada calidad con unos usos y comportamientos preestablecidos.

Gracias a los equipos de machaqueo se puede triturar el material hasta reconvertirlo en un producto que luego se utilizará como base para nuevos materiales de construcción. Si se quiere un producto poco fino, habrá que optar por un proceso de machaqueo de mandíbula. Si se quiere un producto final de mayor calidad el proceso de machaqueo deberá ser de impacto. Los productos que se obtienen van destinados a un mercado muy extenso: prefabricación de hormigón, baldosas aglomeradas, áridos para incorporar en los productos ligados,

asfaltos de carretera, etcétera. Pero el mercado más importante en toda Europa es el uso en obra pública de carreteras como material de soporte.