Polimetilmetacrilato

Dentro de los plásticos de ingeniería podemos es también conocido por sus siglas PMMA. Se obtiene de la polimerización del metacrilato de metilo y la presentación más frecuente que se encuentra en la industria del plástico es en gránulos o en láminas. Los gránulos son para el proceso de inyección o extrusión y las láminas para termoformado o para mecanizado.

Compite en cuanto a aplicaciones con otros plásticos como el policarbonato o el poliestireno pero éste se destaca frente a otros plásticos transparentes en cuanto a resistencia a la intemperie, transparencia y resistencia al rayado.

Por estas cualidades es utilizado en la industria del automóvil, iluminación, cosméticos, espectáculos, construcción y óptica, entre muchas otras. En el mundo de la medicina se utiliza la resina de polimetilmetacrilato para la fabricación de prótesis óseas y dentales y como aditivo en polvo en la formulación de muchas de las pastillas que podemos tomar por via oral. En este caso actúa como retardante a la acción del medicamento para que esta sea progresiva.

En gránulos el acrílico es un material higroscópico, es decir, que tiene tendencia a retener la humedad según el medio en el que esté, razón por la cual es necesario secarlo antes de procesarlo.

Las aplicaciones del PMMA son múltiples, entre otras señalización, cartelería o expositores. Las ventajas de este material son muchas. Últimamente encontramos muchos diseños, colores y acabados en las planchas que abren un mundo de posibilidades para su uso en arquitectura y decoración.

Entre sus propiedades destacan:

• Transparencia de alrededor del 93%. El más transparente de los plásticos.
• Alta resistencia al impacto, es de 10 a 20 veces mayor que la del vidrio.
• Resistente a la intemperie y a los rayos ultravioleta, ya que no hay un envejecimiento apreciable en 10 años de exposición exterior.
• Excelente aislante térmico y acústico.
• Ligero en comparación con el vidrio, más o menos la mitad, y es casi igual de denso que el agua.
• De fácil combustión, no se apaga al ser retirado del fuego y sus gases tienen olor afrutado. No produce ningún gas tóxico al arder por lo que lo podemos considerar un producto muy seguro.
• Gran facilidad de mecanización y moldeo.
• Se puede mecanizar en frío pero no doblar. Si lo que queremos es doblarlo, deberemos aplicarle calor, bien a una parte, bien a todo el trozo de PMMA
• El metacrilato presenta gran resistencia al ataque de muchos compuestos pero es atacado por otros, entre ellos: Acetato de etilo, acetona, ácido acético glacial, ácido sulfúrico bicromático, alcohol amílico, benzol, butanol, diclorometano, triclorometano (cloroformo), tolueno.

Fuente: VICTOR RODRIGUEZ CALDEVILLA

Hormigón flexible y autoreparable

Se ha creado un nuevo tipo de hormigón que se repara sólo cuando aparecen grietas.

Según sus creadores basta con que el agua y el dióxido de carbono hagan su trabajo, no hace falta para nada la intervención humana.

De esta forma, unos cuantos días de lluvia servirían para reparar, por ejemplo, un puente construido con este hormigón.

Esta autoreparación se debe a que el material esta diseñado para doblarse y romperse en líneas irregulares.

El nuevo hormigón se dobla sin romperse. Está protegido con fibras recubiertas que lo mantienen unido, de esta forma puede permanecer intacto con seguridad cuando se deforma hasta un 5 por ciento más de su tamaño inicial. Ni siquiera un gran terremoto ejerce esa presión.

Cuando está expuesto en la superficie de la grietas puede reaccionar con el agua y el dióxido de carbono del aire y formar una fina “cicatriz” blanca de carbonato de calcio. El carbonato de calcio es un compuesto sólido que se encuentra de forma natural en las conchas marinas.

En la actualidad, los constructores refuerzan las estructuras de hormigón con barras de acero para mantener las grietas tan pequeñas como sea posible, pero estas no son lo suficientemente pequeñas como para evitar que el agua o el hielo penetren y dañen ese acero, debilitando la estructura.

Sin embargo este hormigón no necesita el refuerzo de acero para mantener las grietas pequeñas, por lo que la corrosión antes descrita ya no se produce.

Por eso sustancia puede hacer las infraestructuras mucho más seguras y duraderas. Invirtiendo el proceso de desgaste típico por procesos de auto-reparación, el hormigón podría reducir su coste y el impacto que sobre el medio ambiente provoca la elaboración de nuevas estructuras de hormigón.

Fuente: LARA DE DIEGO PANTIN

Nanotubos

En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono.

Los nanotubos de carbono poseen una estructura que puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrollada sobre sí misma. Están siendo estudiados activamente por su interés fundamental para la química y por sus aplicaciones tecnológicas. Es, por ejemplo, la primera sustancia conocida por la humanidad capaz de sustentar indefinidamente su propio peso, una condición necesaria para la construcción de un ascensor espacial.

Propiedades de los nanotubos

Los nanotubos suelen presentar una elevada relación longitud/radio, ya que el radio suele ser inferior a un par de nanómetros y, sin embargo, la longitud puede llegar a ser incluso de 105 nm. Debido a esta característica se pueden considerar como unidimensionales.

Los nanotubos se caracterizan por presentar una gran complejidad electrónica. Estas estructuras pueden soportar un amplio margen de comportamientos. Comenzando por el comportamiento semiconductor hasta presentar, en algunos casos, superconductividad. Este amplio margen de conductividades viene dado por relaciones fundamentalmente geométricas, es decir, en función de su diámetro, torsión y el número de capas de su composición.

En cuanto a la capacidad para transportar corriente, se sabe que puede llegar a cantidades de, aproximadamente, mil millones de A/cm2. También hay que decir que todas estas propiedades no dependen del largo del tubo, a diferencia de lo que ocurre en los cables de uso cotidiano.

La estabilidad y robustez de los enlaces, entre los átomos de carbono, les proporciona la capacidad de ser unas de las fibras más resistentes que se pueden fabricar hoy día. Por otro lado, frente a esfuerzos de deformación muy intensos son capaces de deformarse notablemente y de mantenerse en un régimen elástico. Además, estas propiedades mecánicas podrían mejorarse uniendo varios nanotubos en haces, o cuerdas. De esta forma, aunque se rompiese un nanotubo, como se comportan como unidades independientes, la fractura no se propagaría a los otros colindantes. En otros términos, los nanotubos pueden funcionar como resortes extremadamente firmes ante pequeños esfuerzos y, frente a cargas mayores, pueden deformarse drásticamente y volver, posteriormente, a su forma original.

La conductividad térmica de los nanotubos puede llegar a ser tan alta como 6000 W/mK a temperatura ambiente. Así mismo son enormemente estables térmicamente, siendo aún estables a 2800 ºC en el vacío y 750ºC en el aire. Las propiedades de los nanotubos pueden modificarse encapsulando metales en su interior, o incluso gases. En este sentido, serían unos extraordinarios almacenes de hidrógeno. Como se sabe uno de los principales problemas técnicos, para el desarrollo de las pilas de combustible, es el almacenaje de este elemento.

Principales métodos de manufactura

La "ablación láser": es un proceso que consiste en vaporizar un blanco de grafito mediante la radiación de un pulso láser, en un reactor de alta temperatura y en presencia de un gas inerte. Los nanotubos se forman cuando el grafito vaporizado entra en contacto con la superficie fría, condensando sobre las paredes del reactor.

La descarga de arco: La descarga de arco es un tipo de descarga eléctrica continua que genera luz y calor muy intensos. Se produce entre dos electrodos enfrentados dentro de una atmósfera de gas inerte a baja presión. Por los electrodos de grafito, se hace pasar una corriente intensa la cual hace sublimar los átomos de carbono, de la superficie de los electrodos, formando un plasma alrededor de estos. En un arco abierto al aire, y a presión normal, el electrodo positivo alcanza una temperatura de unos 3.000 ºC.

La CVD (Catalytic Vapor Phase): para iniciar el crecimiento de nanotubos, se mezclan dos gases en el reactor. Un gas de proceso (tal como amoníaco, nitrógeno, hidrógeno, etc.) y otro gas que se usa como fuente de carbono (tal como acetileno, etileno, etanol, metano, etc.). Los nanotubos crecen en el lado del catalizador de metal. El gas que contiene carbono se rompe sobre la superficie de las partículas catalíticas, y el carbono es transportado a los límites de la partícula, donde se forman los nanotubos. Este mecanismo está todavía en fase de estudio.

Aplicaciones

Supercondensadores: los supercondensadores mejorados con nanotubos (tanto de pared simple o múltiple) combinan la larga durabilidad y alta potencia de los supercondensadores comerciales con la mayor densidad de almacenamiento propia de las baterías químicas. Por tanto, pueden ser utilizados en muchas aplicaciones de almacenamiento de energía.

Almacenamiento de hidrógeno: la gran superficie y estructura tubular de los nanotubos de carbono hace que puedan ser útiles para el almacenamiento de hidrógeno. El hidrógeno se añade a los nanotubos por quimisorcion, puesto que los enlaces de los carbonos que forman el nanotubo ofrecen capacidad hasta su saturación incorporando hidrógenos.

Transistores: en el terreno de los transistores, se pueden introducir nanotubos semiconductores entre dos electrodos (fuente y drenador) en transistores de efecto de campo (FET), llamados CNTFET, para crear una “autopista” para la circulación de electrones. Como resultado, los CNTFET conmutarían sin errar y consumiendo menos energía que un dispositivo de silicio. Además, las velocidades de conmutación pueden llegar a los terahertz, lo que supone conmutar 104 veces más rápido que en los procesadores actuales.

Memorias: otros dispositivos que podrían experimentar grandes avances con la introducción de nanotubos de carbono en su construcción es, sin duda, la memoria de acceso aleatorio (RAM). Teniendo en cuenta que las características de una memoria ideal de este tipo serían una gran capacidad de almacenamiento, un acceso a los datos rápido y aleatorio, un escaso consumo energético, un precio bajo por bit almacenado, una fácil integración en la tecnología de circuitos integrados y, a ser posible, la no volatilidad de los datos después de apagar el ordenador, se han intentado diseñar memorias en cuyo funcionamiento juegan un papel esencial los nanotubos de carbono.

Otras aplicaciones industriales

Al agregar pequeñas cantidades de nanotubos a polímeros, cambian sus propiedades eléctricas y esto da lugar a las primeras aplicaciones industriales: biomedicina, automóviles, aeroespacio, packaging, tintas conductoras, materiales extremadamente negros, deportes.

Fuente: ESTEBAN LONGAR SOBERO

El aerogel

Samuel S. Kistler, en 1931, consiguió realizar una sustancia maravillosa, como fruto de una apuesta con un amigo, llamada aerogel.

El aerogel es una sustancia compuesto por dos fases, lo que generalmente se denomina coloide. Pero mientras que en un coloide “normal” se tiene una fase liquida y otra sólida (pequeñas partículas en suspensión dentro del liquido), en el aerogel el componente líquido se ha reemplazado por un gas. Como resultado, esta sustancia tiene propiedades que la hacen única.

Su estado es sólido, y su densidad es bajísima, pesando solo unos 3 miligramos por centímetro cúbico. Por supuesto, esto se debe a su gran porosidad, lo que le brinda características notables cuando se lo emplea como aislante térmico o acústico. Posee un índice de refracción de 1, muy bajo para un sólido.

Pero lo que más destaca del aerogel es su poco peso. Al fin y al cabo, está compuesto por hasta un 99,8% de aire, lo que le proporciona una densidad mil veces menor a la del cristal, y es solo unas tres veces más denso que el aire. En algunos ámbitos se lo denomina “humo helado” o “humo sólido”, por su aspecto semitransparente. Al tacto, tiene una consistencia similar a la espuma plástica. A pesar de su fantasmagórico aspecto, tiene una resistencia mecánica muy elevada: puede soportar más de 1000 veces su propio peso.

Actualmente se pueden fabricar distintos tipos de aerogeles, utilizando como base el sílice, la alúmina, el óxido de cromo, el estaño o el carbono. Su uso industrial más difundido es el empleo como aislante térmico en las ventanas de los edificios para evitar la pérdida de calor (o frío).

Pero los ingenieros están comenzando a realizar experimentos mucho más interesantes con este material. Su poco peso y la capacidad de funcionar como un aislante térmico lo hacen adecuado para la construcción de estructuras aéreas, lo que permitiría a estas flotar indefinidamente en el aire. Por ejemplo, una cúpula geodésica construida con aerogel sería tan ligera, que la diferencia de temperatura entre el aire del interior con el exterior bastaría para hacerla flotar. Esto reduciría el peso total de la estructura (y su costo), al no necesitar vigas de soporte.

El aerogel traslúcido no permite la fuga de calor pero sí la entrada de radiación solar, tal como lo hace un cristal, lo que se permite la flotación indefinida mientras le dé el Sol. La altura de la cúpula puede variarse simplemente incrementando el diferencial de temperatura interior/exterior.

Fuente: JAVIER GUTIERREZ NAVA

Un material que evita las explosiones

Explocontrol un material que evita las explosiones de los depósitos de combustible y de las bombonas de gas.

Se llama Explocontrol, y es una aleación de aluminio, magnesio, hierro y algunos elementos más que el propio inventor no desea desvelar. "Es un secreto profesional", asegura.

La clave de Explocontrol que se aplica en forma de malla o de pequeñas bolas introducidas en el depósito o en la bombona se encuentra en la gran conductividad del aluminio que absorbe la energía de la onda de presión que se produce, por ejemplo, dentro de un tanque cuando se inflama el combustible que hay en su interior. "De esta forma se interrumpe la energía necesaria para que continúe la reacción y, por lo tanto, no hay explosión", explica el inventor.

Un ejemplo es el que llevaba el automóvil del entonces candidato a presidente del Gobierno, José María Aznar, cuando fue víctima de un atentado de ETA en abril de 1995. En este caso, no pudo evitarse que la bomba terrorista explotara, pero sí se impidió que estallase el depósito de combustible del vehículo y su posterior incendio.

El coste para incorporarlo a los automóviles sería bastante barato; por ejemplo, si un coche con un depósito de unos 50 litros lo tuviera de serie, costaría unos 30 euros. Esto evitaría el posible incendio de un coche después de su colisión.

Explocontrol evita la oxidación interior de los depósitos, no requiere ningún mantenimiento, es compatible con cualquier tipo de combustible inflamable, ya sea líquido o gaseoso, reduce tan sólo un 1% la capacidad del depósito y no desprende ninguna sustancia tóxica. Se puede incorporar en todo tipo de vehículos coches, motos, aviones, barcos, gasolineras, camiones cisterna, en tanques de combustible para calefacciones y en bombonas de butano o propano.

El espesor de la red es de 0,06 milímetros. En el momento en que se abre aparecen estas celdas hexagonales tridimensionales e irregulares, de tacto muy duro debido a la aleación. Este tipo de estructura permite que no se apelmace el material porque los ángulos nunca coinciden, lo que es de vital importancia. Si se apelmazara se reduciría la superficie de protección dentro del tanque, generándose la explosión.

Lo ideal sería que los coches y las bombonas salieran con el producto integrado de fábrica. Sin embargo, según asegura el propio inventor, los proveedores de gas licuado se muestran reticentes a incluir el producto en odas sus bombonas porque les saldría demasiado caro.

Fuente: ALEJANDRO REGUEIRA GAGO

Fibra de vidrio

La fibra de vidrio es un material fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a través de una pieza de agujeros muy finos que al solidificarse tiene suficiente flexibilidad para ser usado como fibra.

Sus principales propiedades son: su buen aislamiento térmico, inerte ante ácidos y que soporta altas temperaturas. Estas propiedades y el bajo precio de sus materias primas, le han dado popularidad en muchas aplicaciones industriales. Las características del material permiten que la Fibra de Vidrio sea moldeable con mínimos recursos, la habilidad artesana suele ser suficiente para la autoconstrucción de piezas de bricolaje tales como kayak, cascos de veleros, terminaciones de tablas de surf o esculturas, etc. Debe tenerse en cuenta que los compuestos químicos con los que se trabaja en su moldeo dañan la salud, pudiendo producir cáncer. Existen guías que describen el procedimiento de fabricación y moldeado en fibra de vidrio y artistas que la han usado para sus obras como Niki de Saint Phalle. El campo de utlización es muy amplio Chalecos blindados, Cascos, Antenas, trineos, chimeneas, aisladores, calculadoras, etc.

La fibra de vidrio, también es usada para realizar los cables de fibra óptica utilizados en el mundo de las telecomunicaciones para transmitir señales lumínicas, producidas por láser o LEDs. También se utiliza habitualmente como aislante térmico en la construcción, en modo de mantas o paneles de unos pocos centímetros.

Aunque se desconoce cuándo, cómo, ni por quién fue descu¬bierto el vidrio, se sabe con certeza que se trata de un elemento de origen antiquísimo. Se tienen registros de la utilización de fibras de vidrio en el Antiguo Egipto, hace más de 2.000 años. También los sirios usaron esta técnica para tratar el vidrio.

Existen varios tipos de fibra. Se clasifican, según el tipo de vidrio (A, D, E, ) y según la disposición espacial (roving, mats, velos.)


MARINA OJANGUREN ÁLVAREZ

El canto del amaranto

En Estados Unidos los agricultores han tenido que abandonar cinco mil hectáreas de soja transgénica y otras cincuenta mil están gravemente amenazadas.

Esto se debe a una “mala” hierba que ha decidido oponerse al gigante Monsanto, conocido por el ser el mayor predador de la tierra. Insolente, esta planta mutante prolifera y desafía al Roundup, el herbicida total a base de glifosato, al que, según Monsanto, “no se resiste ninguna mala hierba”.

Los campos víctimas de esta invasora mala hierba habían sido sembrados con granos Roundup Ready, que contienen una semilla que ha recibido un gen de resistencia al Roundup.

Según algunos científicos, se ha producido una transferencia de genes entre la planta modificada genéticamente y algunas hierbas indeseables como el amaranto. Esta constatación contradice las afirmaciones de los defensores de los organismos modificados genéticamente (OMG) que siguen afirmándolo que una hibridación entre una planta modificada genéticamente y una planta no modificada es simplemente “imposible”.

El Amaranto es un cereal andino que a pesar de sus nutrientes y maravillosas propiedades casi ha desaparecido aunque ya era cultivado por mayas, incas y aztecas. Es una planta con una gran tendencia a hibridarse con malezas y otras especies similares.

Propiedades del amaranto:

• Del Amaranto se aprovecha todo: el grano y la planta en si, como verdura o forraje para los animales.
• La semilla tiene un alto contenido de proteínas, vitaminas y minerales.
• Es un alimento a tener en cuenta en la Osteoporosis ya que contiene calcio y magnesio.
• También se puede aprovechar en la elaboración de cosméticos, colorantes e incluso plásticos biodegradables.
• Se adapta a diferentes tipos de suelos y climas.
• Soporta muy bien la escasez de agua.