Autores: Camila Manrique Cheng, Shirley Nicole de los Santos Calagua, Almendra Ascencio Roldán, Fernando Córdova Mariño y Vinny Andy Becerra Gomero.

El Perú es uno de los países más diversos con respecto a varios puntos. Por ejemplo, este país destaca desde los maravillosos sitios turísticos hasta la diversidad de recursos naturales que posee. Este último punto despierta especial atracción a las empresas grandes que trabajan con estos recursos. Dichas empresas tratan de encontrar un posible y correcto uso de los recursos, y, a la vez, beneficiarse económicamente y obtener una buena inversión empresarial. Para referirnos sobre algunos recursos, primero, se deben conocer algunos conceptos importantes. Entre ellos se encuentran los siguientes: la energía, el combustible y la reacción de combustión.

 (William Thomson _ Lord Kelvin, gráfico 1)

Fuente: https://mauriciomedinasierra.wordpress.com/segundo-corte/personajes/william-thomson-lord-kelvin/

 

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Autores: Guerra Guerra, Karla Yadira Lujan Vera, Fernando Jose Mateos Villena, Juan Pablo Tuesta Vargas, Mariano Valentin Vivanco Yaringaño, Eduard Whiler

1. ¿Qué es un mineral?

Es una sustancia de origen natural, inorgánica, generalmente sólida, que posee una composición química definida y una estructura interna ordenada. Sigue leyendo →

Trabajo realizado por:  Gloria Geraldine Miranda Apaza, Ronald Martin Zárate Casas, Kelly Daniela Uwarai Solar

Introducción

La cerámica es un producto que ha sido desarrollado por la mayor parte de las culturas en nuestro país. Esta es de vital importancia ya que indica el nivel cultural alcanzado por cada una, así como, su refinamiento y bonanza económica.

Además debido a sus propiedades como resistencia al fuego y a la erosión, nos dan información de épocas antiguas acerca de determinadas culturas que no han dejado rastro alguno.

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Grupo 6: Mateo Ballesteros Castro, Juan Diego Izarra Ludeña, Alejandro Rubio Tirado, Alex Yábar Cáceres, Juan Ynga Pino

                                                  FIGURA 1: Sin contaminación por plástico.                                                                                 Sustraído de: https://www.republica.com/2018/06/08/815223/ el 16 de setiembre del 2018

INTRODUCCIÓN

En la vida cotidiana, el uso de polímeros es muy común debido a la facilidad que se tiene para conseguirlos y al bajo costo con el que se produce, algunas personas llaman a nuestro tiempo como¨ la era de los polímeros¨, ya que estos son utilizados para diversas funciones dada su capacidad para dar lugar a una diversidad de materiales. Los plásticos, por ejemplo, son polímeros utilizados para la fabricación de artículos estructurales tales como los tubos de PVC, botellas Pet, etc.

Pero, lo cierto es que los polímeros se han utilizado y han tenido importancia desde la prehistoria, y más ahora, nuestra sociedad actual depende en gran medida de los polímeros.

Por ello, en el siguiente artículo ahondaremos acerca de las características de los polímeros: estructura, clasificación, aplicaciones, formas de reciclaje, etc.

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Sustraído de: https://sites.google.com/site/combustiblesfosilesgrojo/1–introduccion/1-1-que-es-la-energia-de-los-combustibles-fosiles el día 5 de setiembre de 2018.

Grupo 9: Flavia Mercado Zevallos, Edson Huamaní Rojas, Sebastián Castañeda Trinidad, Rodrigo Tamayo Vernal, Jorge Mauricio Urbina

El presente trabajo está basado en la situación presentada por la docente del curso, la cual es la siguiente:

Dado que Perú es un país que presenta una gran diversidad de recursos, entre estos los combustibles fósiles, el gobierno está evaluando la posibilidad de fomentar la inversión de empresas transnacionales para la explotación de los mismos.

El país ha demostrado tener una gran cantidad de zonas con gran potencial para explotar petróleo en el zócalo continental, la costa y selva amazónica; gas natural en la cuenca de la zona norte (departamentos de Piura y Tumbes); y carbón en la serranía de los departamentos de La Libertad, Ancash y Amazonas, que por el momento solo han sido explotadas de manera artesanal. Es por ello que varias empresas del extranjero con gran impacto a nivel mundial han comenzado a mostrar interés en convertirse en inversores de posibles proyectos mineros para la extracción de estos recursos.

A todo esto, la empresa ENERGY Int. presenta una oferta de inversión, pero desea que para ello se le entregue un expediente con la información detallada y así poder decidir sobre un recurso para invertir y comenzar con su respectiva explotación.

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Grupo 5: Chau Mamani Leisa Fiorell, Huamán Cahuana María Cielo, Huamali Carhuachin Jhan Pool, Ari Callali Harold

COMBUSTIBLES

Actualmente, los combustibles forman parte importante de nuestras vidas ya que están presentes en nuestras vidas tanto directa como indirectamente. Algunos se han ido dejando de utilizar debido a que no son lo suficientemente beneficiosos en comparación de otros. Algunos combustibles como el petróleo, gas natural y carbón son utilizados mundialmente, por lo que su extracción y aprovechamiento se han ido modificando conforme pase el tiempo para volverse mucho más efectivos. Sin embargo, durante muchos años tales combustibles han sido extraídos sin ningún tipo de conciencia ambiental, por eso ahora existen muchas leyes e instituciones que se encargan de regular todo el proceso. A continuación, detallaremos algunos aspectos importantes de los combustibles para poder comprender más sobre ellos.

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Integrantes: Rafael Alexander Pineda Villa, Francisco Salazar Sotomayor, José Carlos Dávila Zegarra, Danilo Zegarra Herrera, Jorge Sedano Llerena

Postura del grupo frente a las alternativas de inversión

Presentamos este análisis y recopilación de información a la empresa Energy Int. con el fin de asesorarlos e invitarlos a invertir en un futuro proyecto de explotación de los yacimientos de gas natural, ubicados en la cuenca petrolera de la zona norte del Perù, conformada por los departamentos de Piura y Tumbes. Efectivamente, a partir de los datos analizados concluimos que el combustible más efectivo a largo plazo es el gas natural. Esto debido a que el petróleo y el carbón tienen muchas desventajas económicas, energéticas y de impacto ambiental y sobre la salud humana.

El petróleo se impone como la principal causa de contaminación en el mundo. Los múltiples derrames de petróleo evidencian la falta de compromiso ecológico y social que tienen las poderosas empresas petroleras con el ecosistema y las comunidades a las que afectan. Se dice que la degradación es la gran solución a estos casos; sin embargo, está demostrado que esto puede tardar décadas, hasta siglos, pues el petróleo continuará siendo fuente de toxicidad para la biodiversidad del lugar afectado. A esta problemática se le suma los altos costos de traslado y refinería, sin mencionar el constante mantenimiento en el que debería invertir cada empresa petrolera en sus múltiples pozos.

Si bien el carbón posee gran variedad de usos debido a su poder calorífico y gran abundancia en el mundo y esto abarata su costo de producción, las consecuencias que resultan de su uso son la emisión de CO₂ al medio ambiente. Esto en el año de redacción de este blog, 2018, resulta algo inviable pues los beneficios del carbón no compensan el daño al medio ambiente que causa pues ahora la búsqueda está en formas de conseguir energía que no causen contaminación o no causen tanta; es por esto que el carbón queda obsoleto en la actualidad.

Por otro lado, como mencionamos en el informe el gas natural es reconocido como una energía noble por su eficiencia, limpieza y precios competitivos. La propia composición del gas natural genera dos veces menos emisiones de Óxidos de Nitrógeno que el carbón y 2,5 veces menos que el fueloil. El gas natural se caracteriza por la ausencia de cualquier tipo de impurezas y residuos, lo que descarta cualquier emisión de partículas sólidas, hollines, humos, etc. y además permite, en muchos casos el uso de los gases de combustión de forma directa o el empleo en motores de combustión interna. Ejemplo de lo influyentes que son estas características del gas natural es la gran demanda que existe de este en diversos países desarrollados del mundo, demostrando su gran efectividad.

Su sorprendentemente amplio uso, que va desde el hogar hasta industrias grandes, lo hace indispensable para el desarrollo de las ciudades cercanas a estos yacimientos. Cabe recordar que los yacimientos, ubicados en Piura y Tumbes, son geográficamente más accesibles por su cercanía al mar y a la carretera principal, además de estar ubicados en suelos llanos, siendo el único remediable inconveniente las altas temperaturas de dichas regiones; esto sin ninguna duda genera un ahorro de costos de producción y transporte que hacen al gas natural aún más rentable que las otras dos opciones.

 

Esperamos que nuestra argumentación haya sido lo más racional para ustedes y decidan invertir en los pozos de gas natural, la energía del futuro y la energía más ecoamigable.

 

Autores:  Sánchez Álvarez, Luis Omar, López Cordero, Zaydi, Huayllani Ramírez, Kathy, Gonzales Rivera, Gilmer, Agurto Medina, Katia 

Tomado de: MegaWebs.cl 2018

1. Minerales: composición porcentual y pureza

1.1 Composición porcentual

Es el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto, para su cálculo se deben seguir los siguientes pasos. Primer paso, se tiene que hallar la masar molar del compuesto. Segundo paso, es multiplicar el número de moles de uno de los compuestos por la masa molar de este. Tercer paso, se debe dividir lo obtenido en el segundo paso entre lo obtenido en el primer paso y por último se tiene que multiplicar por cien (2013:75-117).

Todos estos pasos se pueden resumir en la siguiente fórmula:

n = número de moles del elemento

1.2 Grado de pureza de un mineral

La ley se refiere al grado de pureza en que se encuentra la especie mineral en la roca de un yacimiento. La ley de cobre expresa el porcentaje de cobre que encierra una determinada muestra. Cuando se habla de una ley del 1% significa que en cada 100 kilogramos de roca mineralizada hay 1 kilogramo de cobre puro.

Se denomina grado de pureza al porcentaje que tiene una muestra dada de una determinada sustancia (2013:75-117).

A continuación se mencionan algunos ejemplos de determinación de pureza:

El oro
La cianuración es una técnica metalúrgica para obtener oro de mineral de baja calidad, se tiene el siguiente proceso electroquímico

4 Au(s) + 8 NaCN(s) + O_2(g) + 2 H₂O(l) → 4 Na[Au(CN)₂](s) + 4 NaOH(ac)

Calcular:

1. La composición porcentual del oro, Au, en el dicianoaurato de sodio, Na[Au(CN)₂]
2. La pureza de Au de una muestra de 200 g de dicianoaurato de sodio, Na[Au(CN)₂]

Solución:

El hierro

La pirita es un mineral cuyo componente mayoritario es el sulfuro de hierro (II). Su tostación de lugar al trióxido de dihierro y dióxido de azufre, de acuerdo con la reacción

4FeS(s) + 7O2 (g)  →  2Fe2O3(s)   +   4SO2(g)

Calcular:

1. La composición porcentual del hierro, Fe, en el trióxido de dihierro, Fe2O3(s)
2. La pureza de Fe si después de la tostación se produjo 20g de Fe2O3(s),

El zinc

En un recipiente se tiene una muestra de 60 g de una roca mineral triturada que contiene zincita o cincita que es la forma mineral del óxido de zinc, ZnO, esta muestra pasa por un proceso de tamizado donde se obtiene 40 gramos de zincita, calcular:

1. La composición porcentual del Zn en el la zincita, ZnO.
2. La pureza del Zn después del proceso de tamizado.

Plata

Argentita	Ag2S
Estefanita	Ag5SbS4

 

En un recipiente se tiene una muestra de 70g de una roca mineral triturada que contiene Argentita (Ag₂S). Esta pasa por un proceso en el cual se obtiene 35g de Argentita, calcular:

1. La composición porcentual de Ag en la Argentita,Ag₂S.
2. La pureza de Ag en la muestra dada.

Cobre

Calcocita	Cu2S
Calcopirita	CuFeS2

En un recipiente se tiene una muestra de 60g de una roca mineral que contiene Calcopirita (CuFeS₂). Esta pasa por un proceso en el cual se obtiene 42g de Calcopirita, calcular:

1. La composición porcentual de Cu en la, CuFeS₂.
2. La pureza de Cu en la muestra dada.

Plomo

Galena	PbS
Mimetita	Pb5(AsO4)3Cl

 

En un recipiente se tiene una muestra de 80g de una roca mineral que contiene Mimetita (Pb₅(AsO₄)₃Cl). Esta pasa por un proceso físico en el cual se obtiene 30g de Mimetita, calcular:

1. La composición porcentual de Pb en la Mimetita, Pb₅(AsO₄)₃
2. La pureza de Cu luego del proceso.

1. Refinamiento pirometalúrgico y electrometalúrgico de metales

¿En qué consiste el refinado de metales? Consiste en la eliminación de impurezas del metal ya que, la materia prima al ser extraída presenta entre un 96 o 98% de metal puro y el resto es de impureza. Por esta razón, el elemento se refina para estar más purificado. Además, los metales se usan para formar aleaciones para mejorar sus propiedades.

Existen dos métodos comunes de refinación entre ellos está el pirometalúrgico y electrometalúrgico de metales. Estos métodos se basan en las diferentes propiedades de cada elemento por ejemplo la temperatura de fusión,  la densidad y electronegatividad. Después de varias etapas de refinación, se obtiene los metales puros. (Proto.2014)

2.1 Refinación pirometalurgica:

La refinación pirometalúrgica se encarga de obtener la purificación de los metales, a través de la utilización del calor, es decir, a altas temperaturas en una masa fundida, que son producidas por la quema de distintos combustibles. Este método es utilizado en gran proporción ya que es un proceso que se desarrolla en menor tiempo, pero también posee desventajas como ser un contaminante para el medio ambiente debido a los residuos gaseosos como el SO₂. (Proto: 2014)

La mayoría de los metales como hierro, cobre, níquel, oro y otros fueron extraídos de los minerales a través de esta técnica eliminando la ganga que se trata de los silicatos o de minerales sin interés. Este método abarca diferentes procesos como la calcinación, tostación y reducción. (Muñoz: 3-5)

TOSTACION: Es una fase que consiste en el calentamiento de los minerales en presencia del oxígeno del aire  transformándose en un oxido de metal o dióxido de azufre en estado gaseoso. Luego dicho gas puede ser usado para la fabricación del ácido sulfúrico y de esa manera se evita la contaminación del medio ambiente y la formación de la lluvia acida (Muñoz: 3-5).

Los hornos de tostación donde se lleva a cabo este proceso son de diferentes formas como la tostación oxidante, magnetizante, reductora, segregante entre otras. (Muñoz: 3-5)

Ejemplo:

La tostación de sulfuros de cinc y de plomo, se realiza a través de las siguientes reacciones: (Méndez: 2010)

2ZnS (s) + 3 O₂ (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO₂ (g)

2PbS (s) + 3 O₂ (g) → 2 PbO (s) + 2 SO₂ (g)

El mercurio se obtiene directamente en forma de vapor a partir del sulfuro, condensándose dicho vapor y pasando a estado líquido (Méndez: 2010)

HgS (s) + O₂ (g) → SO₂ (g) + Hg (g)

CALCINACION: Los minerales que contienen hidróxidos son calentados a una temperatura muy alta, con la finalidad de que el mineral se descomponga y de esa manera eliminar el gas: vapor de agua y dióxido de carbono. Así se obtiene el óxido del metal, por ejemplo. (Méndez: 2010)

2 Fe (OH)₃ (s) → Fe₂O₃ (s) + 3 H₂O (g)

ZnCO₃ (s) → ZnO (s) + CO₂ (g)

DESTILACION: esta fase consiste en la obtención del metal libre en el cual el metal aparece con oxidación positiva. El punto de ebullición de los metales y de las impurezas es diferente, por esta razón, se realiza repetidamente volatilización y condensación para separarlos. Esta técnica tiene como objetivo eliminar  el Cd del Zn o el Zn del Pb y la separación del Al, Mg y Ti en la metalurgia. La filtración del metal líquido se realiza en filtros de cerámica eliminando las impurezas sólidas (Proto: 2014).

2.2 Refinacion electrometalurgica

Ciencia que consiste en el estudio del tratamiento de los metales promedio en base de la electricidad. Muchos procesos se basan en la electrólisis los cuales están ligados a la electroquímica que abarca la relación entre electricidad y reacciones químicas dando lugar a las celdas electrolíticas y a las pilas galvánicas (2130: 815-861)

Electrólisis

Es una técnica de purificación. Al momento de tostar el sulfuro de cobre se obtiene cobre metálico que aún contiene impurezas  como zinc, hierro, plata y oro. Mediante un proceso electrolítico se eliminan los metales más electropositivos, donde el cobre impuro cumple el rol de ánodo y el cobre puro como cátodo,  en una disolución de ácido sulfúrico que contiene iones Cu⁺². En el ánodo de cobre, los metales reactivos como el hierro y el zinc, se oxidan y pasan a la disolución en forma de Fe²⁺ y Zn²⁺, pero no se reducen en el cátodo. Los metales menos electropositivos como el oro y la plata no se oxidan y caen al fondo de la celda formando el llamado “lodo anódico” de donde serán recuperados posteriormente. El resultado neto del proceso electrolítico es la transferencia del cobre desde el ánodo hacia el cátodo, resultando un cobre con una pureza superior a 99.5% (2013:815-861)

Purificación electrolítica del cobre (Tomado de Chem, Josep, 2011)

1. La reactividad de metales

La reactividad de un elemento es la tendencia de este a combinarse con otros, en la mayoría de los casos estos se encuentran formando compuestos. En un periodo, la reactividad de los metales aumenta cuanto más a la izquierda en el período (menos electrones a quitar). Además, la reactividad de los metales aumenta al avanzar en el grupo (mayor tendencia a perder electrones) (Ecured 2018).

Reactividad (Tomado de ECURED, 2018)

• Metales alcalinos

Debido a su gran reactividad química, los metales alcalinos nunca se encuentran en la naturaleza en su forma elemental, se localizan combinados con iones halogenados, sulfato, carbonato y silicato (2013:944-947).

Por ejemplo, formación del peróxido.

2 K(s) + ½ O₂(g) → K₂O(s)

• Metales alcalinotérreos

Estos metales son menos reactivos que los alcalinos. A excepción del primer miembro de esta familia: Berilio. (2013:948-950).

Bibliografía

CHANG, Raymond y GOLDSBY, Kenneth

2013     Química. Undécima  edición. New York: McGraw Hill Education.

ECURED

Reactividad. Consulta: 07 de junio de 2018

https://www.ecured.cu/Reactividad#Reactividad_de_metales_y_no_metales

MÉNDEZ, Ángeles

2010      “Pirometalurgia”. La guía. Consulta: 02 de junio del 2018.

https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/pirometalurgia

MUÑOZ, María José

“Extracción de metales por pirometalurgia: Procesamiento de hierro, acero, cobre y aluminio”. Consulta: 02 de junio del 2018.

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/68339/Mu%C3%B1oz%20-%20Extracci%C3%B3n%20de%20metales%20por%20pirometalurgia%3A%20Procesamiento%20de%20hierro%2C%20acero%2C%20cobre%20y%20aluminio.pdf?sequence=1

PROTO

2014    “Economía Circular y Minería Urbana”. Minería urbana. Consulta: 02 de junio del 2018.

https://mineriaurbana.org/2014/03/03/refinacion-de-metales/comment-page-1/

MATERIAL COMPLEMENTARIO SUGERIDO POR LA PROFESORA

Tema Metales y minerales – Brown

Capitulo_20

 

 

Autores: Bryan Oncoy, Hugo Chilquillo, Sayuri Verástegui y Joaquín Arellano

FIG.1 Materiales Cerámicos

Objetivos

– Conocer las propiedades importantes de los cerámicos

– Mencionar las principales ventajas y desventajas de su uso

– Definir el concepto de vidrio y materiales refractarios

Introducción

Quizás en algún momento llegaste a escuchar el término “cerámica”, como, por ejemplo, en el colegio cuando la profesora de historia explicaba las formas de las cerámicas hechas por las culturas pre incas o cuando pensabas en los jarrones para flores, y solo sabías que eran objetos frágiles. Sin embargo, el término “cerámicos” es mucho más complejo e involucra otros tipos de materiales como las tejas, vidrios, materiales refractarios, etc. En este texto, se explicará el fondo químico de ciertos aspectos que presentan los materiales cerámicos que son utilizados y aprovechados en diferentes actividades, y que también abarcan objetos útiles en la vida diaria.

1.-DEFINICIÓN

Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos enlazados principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes, algunos de  los cuales se expusieron a temperaturas altas para llegar a una estructura dura, no combustible y no oxidable. Los materiales cerámicos pueden ser cristalinos, no cristalinos o vitrocerámicos (combinación de ambos anteriores mencionados).

2.-PROPIEDADES

Propiedades mecánicas: A temperatura ambiente, son duros y frágiles debido al tipo de enlace (iónico/covalente) entre los átomos que lo conforman. Además, a elevadas temperaturas, son deformables ya que se permite el deslizamiento de bordes de grano.

Propiedades magnéticas: Por lo general, los materiales cerámicos no suelen presentar estas propiedades; a excepción de dos, ferritas y granates (también llamadas cerámicas ferromagnéticas).

Propiedades eléctricas: La gran mayoría de materiales cerámicos son aislantes eléctricos ya que poseen una alta resistencia dieléctrica y baja constante dieléctrica. Otros cerámicos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de polarizarse.

Propiedades térmicas: Casi todos los materiales cerámicos tienen bajas conductividades térmicas a causa de sus fuertes enlaces (iónico/covalente).La diferencia de energía que existe entre la banda de covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado grande como para que los electrones se exciten hacia la banda de conducción, por este hecho son buenos aislantes térmicos.

3.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Como fue mencionado anteriormente, los materiales cerámicos se caracterizan por la unión mediante fuertes enlaces iónicos y/o covalentes entre sus átomos, esto les permite tener una alta dureza, además de ser buenos aislantes térmicos y eléctricos, ya que sus fuertes uniones dificultan el libre movimiento de los electrones por tanto su conductividad eléctrica y térmica es limitada. Esto, a su vez, genera que los materiales cerámicos posean altos puntos de fusión, pues es necesario de altos suministros de calor para poder romper sus enlaces.

Por otro lado, los materiales cerámicos tienen buena estabilidad química, lo cual les permite ser resistentes ante agentes agresivos como los presentes en el proceso de oxidación. Además, debido a que la mayoría de los cerámicos están formados por elementos metálicos y no metálicos, estos se pueden considerar como materiales previamente corroídos, por tanto serán resistentes a componentes corrosivos.

Sin embargo, este tipo de material contiene algunas desventajas como la fragilidad; es decir, la tendencia a romperse con facilidad, ya que no es posible desplazar los átomos sin generar una ruptura en sus uniones. En consecuencia, no podrán ser deformados plásticamente con facilidad (menos dúctiles), lo cual limita su capacidad de resistir cargas de tensión (baja tenacidad).

En resumen, se puede mostrar el siguiente cuadro con las principales ventajas y desventajas:

VENTAJAS	DESVENTAJAS
Alta dureza Buenos aislantes eléctricos y térmicos Alto punto de fusión Baja densidad Buena estabilidad química Resistentes ante la corrosión Resistentes ante agentes agresivos (oxidación) Resistencia ante la compresión	Son frágiles Baja ductilidad Baja tenacidad

4.- VIDRIOS Y MATERIALES REFRACTARIOS

 4.1. VIDRIOS

FIG.2 Vidrios

El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser fabricado por el ser humano.

Éste se obtiene a unos 1500°C a partir de arena de sílice (SiO₂), carbonato de sodio (Na₂CO₃) y caliza (CaCO₃).

El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.

Uno de los errores comunes con los cuales se suele confundir al vidrio es usando el término de “cristal” como sinónimo, lo cual resulta incorrecto ya que en el ámbito científico es vidrio es un sólido amorfo (sus moléculas están dispuestas de forma irregular) y no un sólido cristalino.

A  continuación, y a modo de resumen, analizaremos las propiedades del vidrio.

1) Propiedades ópticas

Estas propiedades hacen referencia a que una parte de la luz es refractada, otra absorbida y una tercera parte es transmitida. Las propiedades ópticas del vidrio no se alteran con el paso del tiempo.

FIG.3 Propiedades ópticas del vidrio

2) Propiedades físicas

• Composición del vidrio: Si bien existen infinidad de formas de hacer vidrio, en líneas generales el vidrio está compuesto por materiales de origen mineral fusionados térmicamente. Específicamente contiene arena de cuarzo de sosa, cal, óxido de magnesio y óxido de aluminio.
• Color: El color se origina por los elementos que se agregan al momento de su fusión. Así por ejemplo un color rojo azulado se conseguirá por la utilización de óxido de cobalto; un color amarillo se conseguirá por usar óxido férrico y una coloración azulada se logrará por la utilización de óxido ferroso.
• Textura: La textura puede variar el brillo del vidrio. Este depende del proceso de fundido que se haya llevado a cabo.
• Maleabilidad: Son maleables cuando se hallan en su etapa de fundición. Los principales métodos de moldeado son:
  • Prensado
  • Soplado
  • Estirado
  • Laminado
• Densidad: depende del tipo de materiales incluidos en su fabricación. Sin embargo en líneas generales la densidad del vidrio es de aproximadamente 2500 kg/m3. Esto otorga al vidrio plano un peso de 2,5 kg/m2 (por cada milímetro de espesor).
• Viscosidad: Es la resistencia que tiene un líquido a fluir. Aquí estamos frente a un material sólido pero igual debemos hacer referencia a la viscosidad. Sin embargo los vidrios son líquidos sobre-enfriados. Es por esta razón que se debe tener en cuenta esta propiedad química del vidrio.

3) Propiedades mecánicas

• Ablandamiento: El vidrio se ablanda aproximadamente a los 730°C.
• Dureza: Es de 470 HK (Knoop Hardness, escala de dureza)
• Resistencia a la compresión: Oscila entre 800-100 MPa (megapascal)
• Elasticidad del vidrio. Hace referencia al alargamiento elástico de una barra delgada de vidrio y cuán resistente es esta barra. Se ha demostrado que el vidrio posee una resistencia a la elasticidad de 70.000 MPa.
• Resistencia a la flexión. Mide la resistencia durante la deformación del vidrio. Según ensayos se ha determinado que dicho material tiene una resistencia a la flexión de 45 MPa.

4) Propiedades térmicas

En cuanto a las propiedades térmicas se puede decir que el vidrio alcanza un calor específico (temperatura) y también que éste tiene una conductividad térmica. Es decir conduce tanto el calor como el frío de igual manera.

Temperatura para su ablandamiento: Ciertamente el vidrio no tiene un punto de ablandamiento definido. Así, este material pasa de un estado sólido a un estado plástico de aspecto pastoso. Sin embargo se pueden observar características de modificación a partir de los 600° C aproximadamente.

5) Propiedades eléctricas

• Constante dieléctrica: Entre 5° C y 10° C. Es una constante física que explica o describe cómo un campo eléctrico afecta (o es afectado) por un medio.
• Resistividad eléctrica superficial: En condiciones normales el vidrio posee una resistividad eléctrica de 1020 ohm·cm. Esto lo transforma en uno de los mejores aislantes eléctricos conocidos.

6) Propiedades químicas

• Corrosión: El vidrio resiste mucho a la corrosión. Es por ello que se le utiliza con frecuencia en experimentos químicos. De todos modos esto no quiere decir que dicho material sea indestructible. De hecho existen 4 sustancias frente a las cuales el vidrio se rompe:
  • Ácido Hidrofluorídrico
  • Ácido fosfórico de alta concentración
  • Concentraciones alcalinas a altas temperaturas
  • Agua a temperatura elevada

4.2. MATERIALES REFRACTARIOS

FIG.4 MATERIALES REFRACTARIOS

Se conoce como material refractario a aquellos materiales cuyas propiedades permiten que pueda soportar temperaturas muy elevadas, sin embargo estos deben de soportar una temperatura en específica sin sufrir ningún tipo de deterioro en sus condiciones internas, como por ejemplo la corrosión. Esta condición permite que los materiales refractarios sean utilizados en todos los hornos de fabricación, ya sea en las refinerías, industria química, metalurgia, industrias de vidrio y cerámica. El material refractario conocido por excelencia es la cerámica.

Estos materiales están formados por partículas diminutas de óxido, las cuales están unidas a otro material de características refractarias pero más finas. En el área de construcción podemos encontrar varios ejemplos de materiales refractarios, tenemos el cemento refractario el cual es utilizado para soportar además de revestir paredes, así mismo se encuentra el ladrillo refractario es muy resistente a las altas temperaturas y a los casos de abrasión, sus caras están caracterizadas por ser lisas además de que es un buen aislante térmico.

4.2.1 Clasificación de los materiales refractarios

Los materiales refractarios se pueden clasificar en cuatro categorías, están los ácidos, los neutros, los básicos y los especiales.

1) Materiales refractarios ácidos

Los refractarios ácidos son producidos a base de sílice en sus distintas formas como cuarzo, cuarcita o arena; son materiales poco costosos pero tienen la desventaja de ser materiales muy débiles.

2) Materiales refractarios neutros

Son los más comunes y se usan en todo tipo de industrias. Son estables químicamente ante ácidos y bases. Son producidos a base de bauxita o chamote. Tienen SiO₂ y Al₂O₃ son igual de resistentes.

3) Materiales refractarios básicos

Son usados para operaciones en contacto con atmósferas básicas, ya que son estables con materiales alcalinos, pero podrían reaccionar con ácidos. La magnesita (MgO) y la dolomita son ejemplos comunes de este tipo de materiales. Estos tienen la propiedad de tener un punto de fusión bastante elevado, por lo general son más costosos que los ácidos.

4) Materiales refractarios especiales

Por último, los refractarios especiales son utilizados cuando no hay una disponibilidad de oxígeno con facilidad, ejemplos de estos son el carbono y el grafito. Estos materiales refractarios incluyen la circonia (ZrO₂), el circón (ZrO₂.SiO₂) y una diversidad de nitruros, carburos y boruros.

4.2.2 Propiedades de los materiales refractarios

Las propiedades más importantes de los refractarios cerámicos es su resistencia a bajas y altas temperaturas, además de su densidad. Los refractarios densos con baja porosidad tienen mayor resistencia a la corrosión y a la erosión. Los materiales refractarios cerámicos son aquellos cuyo punto de fusión es mayor a 1700 grados Celsius.

4.2.3 Aplicaciones de los materiales refractarios

Las principales aplicaciones de estos materiales son : los ladrillos de circonio , los cuales son utilizados en la realización de pavimentos y toberas de vertido continuo , están los ladrillos de sílice los cuales son utilizados en los hornos cerámicos y los hornos coque , los ladrillos de alta alúmina son aquellos utilizados en la regeneración de hornos de dañados por ácidos , también tenemos los ladrillos refractarios de alta resistencia , estos son utilizados en los revestimientos para hornos de cal y de cemento , por último tenemos los ladrillos de magnesita , estos se aplican en los óxidos de fabricación del acero.

FIG.5 APLICACIONES DE MATERIALES REFRACTARIOS

5.-APLICACIONES

Una de las aplicaciones más conocidas de los cerámicos es la alfarería, el arte y la fabricación de objetos a partir de arcilla o barro. Entonces,  los cerámicos se utilizan para la elaboración de los siguientes objetos referidos a la alfarería

-Cerámica: es la fabricación de objetos como vasijas con sentido artístico mediante la arcilla cocida

– Azulejo: piezas de bajo espesor y decorativas parecidas a las baldosas. Presentan formas muy variadas, sin embargo, las más comunes son las cuadradas y rectangulares.

–Ladrillos: no solamente los ladrillos comunes, sino una extensa variedad de ladrillos usados en la construcción son fabricados en la alfarería.

–Porcelana: una aplicación utilizada, generalmente, para la fabricación de vasijas finas y muñecas. En la actualidad, la porcelana se utiliza industrialmente en la fabricación de distintos repuestos como, incluso, en la dentadura, debido a su dureza. Además, por su propiedad de resistencia a la electricidad es utilizado en campos como la electricidad combinándola con bronce u otros conductores. Puede utilizarse también como aislante.

Como mencionamos antes, en el caso de la porcelana la alfarería queda en segundo plano, ya que sus aplicaciones se extienden a más campos industriales como los siguientes:

–Prótesis en el cuerpo humano

–Objetos metálicos

–Frenos en automóviles: estos frenos se producen a partir del carburo de silicio (SiC), el cual soporta eficazmente la presión en los frenos debido a su resistencia.

-Diversos utensilios domésticos: debido a su resistencia térmica, son utilizadas en la fabricación de sartenes o hasta hornillas en las cocinas. Facilitan la limpieza de los mismos.

–Blindajes cerámicos: se utilizan el carburo de silicio (SiC) y diboruro de titanio (TiB₂). Su elevada resistencia, dureza y tenacidad los hacen ideales para su uso en diversos blindajes militares, hasta chalecos antibalas.

FIG.6 APLICACIONES DE MATERIALES CERÁMICOS

6.-BIBLIOGRAFÍA

ACOSTA, Andrea, Bryam CHAVARRIA  y Melissa ZULOAGA

2015         Materiales Cerámicos  [diapositiva]. Consulta: 21 de mayo de 2018.

https://es.slideshare.net/kaox/quimica-materiales-ceramicos

 

ASKELAND, Donald

1999         Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tercera Edición. México: S.A Ediciones

Paraninfo. Consulta: 20 de mayo de 2018.

http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-general/ENSAYOS%20DE%20MATERIALES/Ciencia.e.Ingenieria.de.los.Materiales.-.Donald.Askeland.ES..pdf

 

CIENCIA DE LOS MATERIALES

“Polímeros y Cerámicos”. Consulta: 22 de mayo de 2018.

https://cienciadelosmateriales.weebly.com/ventajas-y-desventajas1.html

 

CRESPO, Jesus

s/f        “Materiales refractarios”.Scribd, pp.1-8.Consulta: 23 de mayo de 2018.

https://es.scribd.com/doc/56233329/Materiales-refractarios

 

ENCICLOPEDIA DE CARACTERÍSTICAS

10 características del vidrio. Consulta: 23 de mayo de 2018.

https://www.caracteristicas.co/vidrio/#ixzz5GN4TOAkK

 

EQUIPO DE COLABORADORES Y PROFESIONALES DE LA REVISTA ARQHYS

2012    “Materiales refractarios”. Revista ARQHYS. Número 12.

Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://www.arqhys.com/arquitectura/materiales-refractarios.html

 

PARALIEU, Gaston

2014    “Materiales cerámicos”. En Monografías.com. Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/materiales-ceramicos/materiales-ceramicos.shtml

 

PONTIFICIA UNIVERSIDAD DEL PERÚ

“Cerámicos”. Material de Química General. Lima: PUCP. Consulta: 20 de mayo de 2018.

http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/83-ceramicos.html

 

RABANAL, María Eugenia

2009    Introducción cerámica [diapositiva]. Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/bloque-v/Tema14-Definicion_calificacion_mat_ceramicos.pdf.

 

SMITH, William F.

1998    Materiales Cerámicos. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales.

Madrid: McGraw-Hill, pp. 495-540.Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://www1.frm.utn.edu.ar/cmateriales/Trab.%20Inves.(alum)/materiales%20ceramicos.htm

6.-FUENTES DE IMÁGENES     

Figura 1:

REVISTA DIGITAL DE ARQUITECTURA

“Cerámicos”. Consulta: 21 de mayo de 2018.

https://apuntesdearquitecturadigital.blogspot.pe/2014/01/arquitexturas-21-ceramicos.html?m=1

 

MINDOMO

“Materiales cerámicos”. Consulta: 21 de mayo de 2018.

https://www.mindomo.com/es/mindmap/materiales-ceramicos-333d9af0639448d1b1e3586811f297b6

 

BLOGSPOT

“Materiales pétreos”. Consulta: 21 de mayo de 2018.

http://rociomaterialespetreos.blogspot.pe/2015/12/materiales-petreos.html

 

TARINGA

“Materiales cerámicos”. Consulta: 21 de mayo de 2018.

https://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/16500104/Materiales-Ceramicos.html

 

Figura 2:

METAL GLASS

“Vidrio monolítico”. Consulta: 23 de mayo de 2018.

https://i1.wp.com/metalglassrd.com/wp-content/uploads/2017/04/Vidrio-monolitico-10mm.jpg?w=1080

 

Figura 3:

VENTANAS AGUIRRE

“Vidrio control solar”. Consulta: 20 de mayo de 2018.

http://www.ventanasaguirre.com/wp-content/uploads/2016/05/vidrio-control-solar.jpg

 

Figura 4:

ARQUITECTURA, DECORACIÓN & HOGAR ARQHYS

“Materiales refractarios”. Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://www.arqhys.com/arquitectura/fotos/arquitectura/Materiales-refractarios1.jpg

 

Figura 5:

NEOWELD

“Refractario”. Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://neoweld.es/wp-content/uploads/2013/12/PERNOS_ANCLAJES_FIJACIONES_REFRACTARIO1.jpg

 

Figura 6:

REVISTA CRECES

“Objetos cerámicos resistentes”. Consulta: 23 de mayo de 2018.

http://www.creces.cl/images/articulos/0701.16-1.JPG

Autores: Stefano Burlando, Antonio Loayza, Alexander Aponte, Ever Calizaya, Ray Quispe.

OBJETIVOS

–Comprender los principios fundamentales de la ciencia de los polímeros.

-Definir de manera clara la composición y creación de los polímeros.

-Analizar y clasificar los polímeros de acuerdo a su estructura química y física.

1. INTRODUCCIÓN

La ciencia de los materiales estudia la relación entre la estructura de un material con sus distintas propiedades (mecánicas, térmicas, eléctricas, ópticas, etc). Este tipo de ciencia nace a partir del nuevo objetivo de una mejor calidad de vida, es decir, se examinan los diferentes materiales para poder compararlos y así elegir el más apto de acuerdo a mis objetivos y diferentes procedimientos. Es así que durante los últimos 100 años se ha introducido una nueva clase de materiales, los denominados plásticos. La rápida expansión y crecimiento de estos materiales ha ocurrido a expensas de los materiales tradicionales en aplicaciones ya establecidas, así como en el desarrollo de nuevas aplicaciones y mercados.

Sin los materiales plásticos es difícil concebir cómo se podrían haber desarrollado y extendido algunos objetos característicos de la vida moderna (tales como el teléfono, la televisión o las computadoras) que en las sociedades desarrolladas tanto han ayudado a mejorar el confort y la calidad de vida.

Por ello, esta investigación estará enfocada en términos relacionados con los polímeros, los cuales se desarrollaran cada uno de estos puntos de manera clara y concisa.

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