Clases de Composites.

Materiales Compuestos o “Composites”
Definición y utilidad
Un objetivo siempre deseado ha sido la obtención de un material que tenga a la vez gran ductilidad y dureza extrema .
Los materiales simples y homogéneos no combinan estas cualidades
Los metales han servido como una solución de compromiso
Definición y utilidad
Las necesidades crecientes de materiales cada vez más livianos, resistentes y duros, han llevado al desarrollo de materiales compuestos
Se utiliza la combinación de una matriz dúctil y resistente con la dureza de fibras o partículas.
Ejemplos de uso
Sistemas compuestos
No interactúan químicamente
Tienen una mejor relación resistencia – peso que los materiales homogéneos
Tabla resistencia - peso
Tipos de materiales compuestos
Matriz reforzada con fibras
Laminados
Matriz reforzada con partículas
Propiedades buscadas
La obtención de compuestos se debe a la búsqueda de una o más de las siguientes propiedades:
Resistencia Dureza Peso Respuesta a temperaturas extremas Conducción o aislamiento térmico Conducción o aislamiento acústico Respuesta química o comportamiento inerte Aislamiento o conducción electromagnética Resistencia a fractura Costo Fabricación
Material estructural o matriz
A) Plásticos o polímeros
Termofijos: poliéster, epoxies, fenólicos
Termoplásticos: nylon, polietileno, poliestireno, polipropileno,
Material estructural o matriz
B) Metales
Hierro, acero
Aluminio
Zinc
Cobre
Níquel
Plata
Titanio
Magnesio
C) Cerámicos
Whipox ® Rotor Al - SiC
Materiales de refuerzo
a) Vidrio (fibra de vidrio)
b) Nylon, Kevlar, Spectra (polietileno)
c) Metales (continuos, trozados o fibras): grafito, titanio, hierro, acero.
d) Cerámicas
e) Partículas
Spectra ®
Matrices reforzadas con fibras
La resistencia la proporcionan las fibras, mientras que la ductilidad y tenacidad la matriz.
Las fibras son muy pequeñas y tienen pocos defectos, lo que les da su fortaleza.
Generalmente tienen mayor resistencia en la dirección de las fibras
Tipos de fibras de refuerzo
a) Fibra de vidrio: los filamentos de vidrio son los materiales más populares como refuerzo. Se utilizan varios tipos de vidrio con aditivos para mejorar las propiedades. Tienen alta resistencia pero poca rigidez.
Son de bajo costo
Se utilizan con resinas epoxy, poliésteres y poliamidas.
Proceso de la fibra de vidrio
Tipos de fibras de refuerzo
b) Fibras de boro
Utilizadas en la industria aeroespacial
Tiene la misma resistencia que el vidrio pero mayor rigidez (4 a 5 veces más)
Son bastante más caras
Se las utiliza con resina epoxy
Tipos de fibras de refuerzo
c) Fibras de carbono y/o grafito: se obtienen a partir de dos materias primas: brea o poliacrilonitrilo (PAN)
A partir del PAN se realizan varios procesos:
I) Oxidación
II) Carbonización (grafitización)
III) Tratamiento de superficie
+ información: http://www.geocities.com/CapeCanaveral/1320/ (en inglés)

Propiedades de la fibra de carbono
Aplicaciones aeronáuticas
Aplicaciones aeronáuticas Desde interiores…… Hasta partes críticas
Tipos de fibras de refuerzo
c) Aramidas (Kevlar): es una poliamida fabricada por DuPont, que se comenzó a comercializar en 1972
Dos variedades: Kevlar 29 (tal como se obtiene) y Kevlar 49 (para composites)
+ info: http://www2.dupont.com/Kevlar/en_US/
Usos del Kevlar
Refuerzos particulados
Los refuerzos más importantes son:
Carburos cementados (“cermets”): consisten de un material cerámico duro disperso en una matriz metálica.
Un ejemplo típico es el carburo de tungsteno, disperso en carbono metálico (herramientas de corte)
Uso de los “cermets”
Refuerzos particulados
2) Polímeros reforzados con partículas: los elastómeros y los plásticos se refuerzan frecuentemente con partículas.
Un caso típico son los cauchos que se refuerzan con negro de humo.
Laminados
Un caso típico es el laminado de tres o más capas de madera con resinas fenólicas, bajo determinadas condiciones de calor y presión.
Un clásico es la “Fórmica”, que es un laminado de melamina y resinas fenólicas
Laminados
Matrices poliméricas
Matrices poliméricas
b) Resinas de poliéster: otra opción muy común a las resinas epoxy. Su ventaja es su bajo costo
c) Resinas fenólicas: son termoplásticas a baja temperatura. Son más baratas y livianas que las epoxy y muchas de las de poliester.
No son tan utilizadas, una de sus desventajas es el encogimiento durante el curado
Resinas epoxy: son plásticos termoestables. Tienen gran resistencia, y se adhieren a la mayor parte de metales y fibras.
Se refuerza con fibra de vidrio, boro, kevlar, grafito o fibras metálicas.


nerea Marqués Marín y Sara Pérez Fernández

El equipo de Craig Venter crea la primera célula artificial

EFE Científicos estadounidenses han creado por primera vez una célula controlada por un genoma sintético. En un informe divulgado por la revista Science, los investigadores del Instituto Craig Venter, el considerado padre del genoma, señalan que esperan usar el método para estudiar la maquinaria biológica y crear bacterias diseñadas para resolver problemas ambientales y de energía.

El equipo científico, encabezado por el fundador del instituto, ya había sintetizado un genoma bacteriano y lo había trasplantado de una bacteria a otra. Para su investigación los científicos sintetizaron el genoma de la bacteria M. mycoides a la cual agregaron secuencias de ADN para distinguir ese genoma de uno natural.

Según el informe, los investigadores crearon lo que califican como una "célula sintética" aun cuando sólo el genoma es sintético. "Esta es la primera célula sintética que se ha hecho y la llamamos sintética porque está totalmente derivada de un cromosoma sintético", manifestó Venter. Agregó que se logró con cuatro tipos de sustancias en un sintetizador químico a partir de información proporcionada por un ordenador.

El científico manifestó que el procedimiento puede ser un instrumento importante para manejar procesos biológicos. Con este método los científicos proyectan diseñar algas que puedan atrapar el dióxido de carbono y producir otro tipo de hidrocarbonos de utilidad en refinerías.

También podría usarse en la creación de nuevas sustancias o ingredientes alimentarios, la producción de vacunas y hasta en la limpieza del agua. "Esto se convierte en una herramienta muy poderosa para tratar de diseñar lo que queremos que haga la biología. Tenemos una amplia gama de aplicaciones en mente", dijo Venter.

celula artificial

Craig Ventery y su equipo han logrado fabricar en el laboratorio el ADN completo de la bacteria ‘Mycoplasma mycoides’ e introducirlo en otra célula recipiente de otra especie llamada ‘Mycoplasma capricolum’.
¿Esto que significa?. Es la primera vez que un investigador crea, con todas las implicaciones que esta palabra tiene, una forma de vida sintética, cuyo material genético procede de cuatro botes de productos químicos.

Para lograrlo, los investigadores fabricaron en una máquina de su laboratorio todas y cada una de las unidades básicas del ADN de la bacteria ‘Mycoplasma mycoides’ y los ensamblaron como si de un Mecano se tratase. Una vez montado el complicado puzzle, vaciaron una célula de otra especie de bacteria e introdujeron el código genético sintético en la célula recipiente.

En poco tiempo, el nuevo ’software genético’ se adueñó de la bacteria y dentro de ella no quedó ni un sólo rasgo de la antigua especie. A partir de ese momento, sólo expresaba las proteínas de la bacteria sintetizada y sus características eran las que confería el código genético fabricado en el laboratorio. En pocos segundos se había transformado en una especie diferente.

Imaginaros las implicaciones éticas que tiene el invento. A partir de ahora la palabra vida podría tener otras implicaciones. Se podría mejorar el genoma humano para eliminar enfermedades o hacernos todos rubios con ojos azules y guapos.

En el terreno de la Ciencia, las novedades son mucho más sencillas de asimilar. Las mismas técnicas de laboratorio pueden ser utilizadas para fabricar en el futuro combustibles limpios, productos químicos o sustancias alimenticias o para limpiar agua o acelerar el proceso de fabricación de antibióticos.

Desde hace años, Venter trabaja con al idea de diseñar organismos que puedan ayudar a combatir el cambio climático. “No hay ningún alga natural que conozcamos que pueda hacer esto en la escala que nosotros necesitamos, así que tendremos que usar las nuevas tecnicas de genómica sintética para desarrollar nuevas algas a partir de las que ya existen o desarrollar otras nuevas que tengan las propiedades que queremos que tengan”, explicó Venter.

“Creo que lo más importante es que estamos entrando en una nueva era científica limitada sólo por nuestras imaginaciones”, sentenció el investigador.

Primera célula artificial de la historia. ( Sara Pérez Fernández)

El científico norteamericano Craig Venter fue el impulsor de la primera secuenciación de un genoma humano. Pero no se ha quedado aquí. Ahora ha dado un primer y espectacular paso en el camino para crear la primera forma de vida artificial.

De momento y por primera vez en la historia, Venter asegura que ha fabricado una "célula sintética", es decir, la primera célula (en este caso de una bacteria) que es controlada por un genoma construido por el hombre en un laboratorio con la ayuda de un super-ordenador.

Este nuevo avance científico derriba otra de las barreras de la naturaleza y acaba de ser publicado por la prestigiosa revista Science. "Me parece un gran logro", asegura a la cadena SER Emilio Muñoz, experto en genética y ex-presidente del CSIC, el mayor organismo de investigación de España.

"Es de una gran complejidad técnica y, por lo tanto, estamos ante una revolución técnica, porque estamos hablando de vida, aunque sea a nivel celular".

Con este nuevo y revolucionario paso, Greig Venter se ha convertido en un nuevo doctor Frankenstein, pero él trata de tranquilizar a la población asegurando que estas primeras "células sintéticas" se podrán utilizar, en el futuro, para atrapar el CO2 de la atmósfera o para comerse las sustancias contaminantes que se vierten ahora al mar o los ríos.

EXTINCION DE ANIMALES

Época Consecuencias
Precámbrico Superior, hace unos 670 millones de años Disminuyó el Fitoplancton unicelular del océano
A finales del Ordovícico, hace unos 440 millones de años Eliminó unas 100 familias de animales marinos
A finales del Devónico, hace unos 370 millones de años Desaparecieron simultáneamente muchos grupos de animales marinos tropicales
Al final del Paleozoico, hace unos 240 millones de años Desapareció el 95 % de todas las especies marinas
Hace unos 210 millones de años Desapareció el 50 % de las especies de reptiles
Al final del Cretácico, hace unos 65 millones de años Se extinguieron los dinosaurios y el 70 % de todas las especies conocidas

Actividad Nº5

Debido a la contaminacion del hombre se ha producido un cambio en la temperatura y tambien por el aumento de el dioxido de carbono. Debido algunos contaminantes que se emiten a la atmosfera se producen algunos fenomenos atmosfericos distintos a los habituales.Me baso en las graficas del ejercicio Nº1.

Actividad Nº2

EE.UU es un país que no ha ratificado el Convenio de Basilea y exporta unos 275 millones de toneladas al año, principalmente a países poco desarrollados industrialmente y carentes de una legislación ambiental estricta, como es el caso de Haití. Un país donde atracó un barco llamado Khian Sea que llevaba un cargamento de 14.000 toneladas de cenizas tóxicas, procedentes de las incineradoras de Filadelfia. Después de pasar dos años buscando un lugar donde verter su cargamento, en 1988 el Khian Sea pudo deshacerse de 4.000 toneladas gracias al beneplácito del dictador respaldado por EE.UU. Duvalier, que emitió un permiso para verter lo que consideraba "fertilizante" en la playa de Gonaives. No pudo deshacerse de toda su mercancía debido a la presión ejercida por parte de la población y de grupos ecologistas al percatarse de que no se trataba de fertilizante. El gobierno acabó aceptando esta consideración y reclamó a la embarcación que recogiese el cargamento que había vertido; pero ya era demasiado tarde: el barco había escapado de noche. En noviembre del mismo año vertió el resto de su cargamento en el Océano Índico.

La India, al igual que Haití, es un paraíso para las empresas que se quieren deshacer de sus desechos tóxicos. La empresa norteamericana HoltraChem, por ejemplo, intentó descargar 20 toneladas de mercurio en la India a principios del 2001, pero esta vez sus planes no tuvieron éxito gracias a la intervención de la red de ONGs Basel Action Network y a activistas hindúes, que consiguieron que el barco diera media vuelta hacia Estados Unidos cuando estaba en Egipto.

A parte de ser receptores de residuos tóxicos, la India junto con Pakistán, Bangladesh y China son países utilizados como cementerios de barcos. Las compañías propietarias de las embarcaciones reciben grandes cantidades de dinero a cambio de los barcos viejos sin tener que responsabilizarse de llevar a cabo una correcta gestión o recuperación de los materiales. Esto causa graves problemas de salud a los trabajadores que se ocupan del desmantelamiento, debido a la elevada toxicidad de ciertos componentes de los barcos.

Se calcula que un 12% de la degradación del suelo agrícola de la China es debida al vertido de residuos tóxicos industriales.

Foto de Zehng Shong publicada en el libro Perspectivas del medioambiente mundial. GEO 3 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, Ed. Mundiprensa 2002.





Hay centenares de casos como éstos. La isla de Teshima, por ejemplo, ha sido utilizada como vertedero de los residuos tóxicos de Japón durante trece años. Si nos desplazamos hasta China podremos ver que actualmente este país cumple la función de vertedero electrónico mundial. O si nos acercamos a algún país africano como Zambia veremos que, debido a la presión ejercida por las multinacionales de pesticidas, actualmente tiene un legado histórico de 200.000 toneladas de residuos tóxicos, procedentes de países económicamente desarrollados.

Situaciones que se repiten con mucha frecuencia en diferentes países y que se agravan debido a la falta de laboratorios que analicen la composición de los residuos, a la escasez de personal sanitario para tratar a los afectados y a la falta de infraestructura para gestionarlos.

Esta vuelta alrededor del mundo nos ha mostrado cómo las industrias y los gobiernos eluden la responsabilidad de gestionar los residuos tóxicos que han generado o permitido. El seguimiento y la denuncia del problema son llevados a cabo sobre todo por ONGs. De hecho, algunos poderes públicos no parecen ser conscientes de que la exportación de residuos tóxicos constituya ningún problema: Lawrence Summers, ex economista jefe del Banco Mundial, manifestaba en 1991: "Creo que la lógica económica que hay detrás de verter residuos tóxicos en países con niveles salariales bajos es impecable".

Los ciudadanos debemos presionar a los gobiernos para que penalicen severamente a las empresas que se dedican a estas prácticas y para que favorezcan la proliferación de tecnologías limpias. Teniendo siempre en cuenta que el mejor residuo tóxico es el que no se produce.