sábado, 9 de junio de 2012
Evaluación del blog
A pesar de no gustarme el blog en un principio, creo que ha sido muy productivo para conocer cosas y ampliar nuestro conocimiento, aunque yo lo veo como una perdida de tiempo, pues quita tiempo de algunas asignaturas pero pienso que es una tarea mas en otro formato, a pesar de todo ha sido divertido hacer una cosa nuevo.
El reciclaje
Reciclado en la fuente
Uno de los problemas es que el acento debe ponerse en cómo generar cada vez menos residuos, de cualquier índole como residuos plásticos.
La reducción en la fuente se refiere directamente al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. Es una manera de concebir los productos con un nuevo criterio ambiental; generar menos residuos. Y esto es aplicable a todas las materias primas: vidrio, papel, cartón, aluminio y plásticos.
En el caso de estos últimos residuos, la reducción en la fuente es responsabilidad de la industria petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), de la industria transformadora (que toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales), y de quien diseña el envase (envasador).
Aunque podría decirse que al consumidor también le cabe una buena parte de la responsabilidad: en las góndolas de los supermercados es él quien tiene la facultad de elegir entre un producto que ha sido concebido con criterio de reducción en la fuente y otro que derrocha materia prima y aumenta innecesariamente el volumen de los residuos.
Reducir en la fuente significa referirse a la investigación, desarrollo y producción de objetos utilizando menos recursos (materia prima). De ahí su denominación porque se aplica a la faz productiva. Al utilizar menos materia prima se producen menos residuos y además se aprovechan mejor los recursos naturales.
Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos. Todo gerenciamiento de los Residuos Sólidos Urbanos debe comenzar por la reducción en la fuente.
Las principales ventajas de la reducción en la fuente:
-Disminuye la cantidad de residuos; es mejor no producir residuos que resolver qué hacer con ellos.
-Ayuda a que los rellenos sanitarios no se saturen rápidamente.
-Se ahorran recursos naturales -energía y materia prima- y recursos financieros
-La reducción en la fuente aminora la polución y el efecto invernadero. Requiere menos energía transportar materiales más livianos. Menos energía significa menos combustible quemado, lo que implica a su vez menor agresión al ambiente.
Etapas para reciclar el plástico:
A)Recolección: Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colacarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.
B)Centro de reciclado: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la interperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.
C)Clasificación: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.
Reciclado Mecánico
El reciclado mecánico es el más difundido en la opinión pública en la Argentina, sin embargo este proceso es insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos.
El reciclado mecánico es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial (scrap) es recuperado, permitiendo su posterior utilización.
Los plásticos que son reciclados mecánicamente provienen de dos grandes fuentes:
-Los residuos plásticos proveniente de los procesos de fabricación, es decir, los residuos que quedan al pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos. Algunos procesos de transformación (como el termoformado) generan el 30-50% de scrap, que normalmente se recicla.
-Los residuos plásticos proveniente de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).
Estos se dividen a su vez en tres clases:
A)Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.
B)Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.
C)Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.
Uno de los problemas es que el acento debe ponerse en cómo generar cada vez menos residuos, de cualquier índole como residuos plásticos.
La reducción en la fuente se refiere directamente al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. Es una manera de concebir los productos con un nuevo criterio ambiental; generar menos residuos. Y esto es aplicable a todas las materias primas: vidrio, papel, cartón, aluminio y plásticos.
En el caso de estos últimos residuos, la reducción en la fuente es responsabilidad de la industria petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), de la industria transformadora (que toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales), y de quien diseña el envase (envasador).
Aunque podría decirse que al consumidor también le cabe una buena parte de la responsabilidad: en las góndolas de los supermercados es él quien tiene la facultad de elegir entre un producto que ha sido concebido con criterio de reducción en la fuente y otro que derrocha materia prima y aumenta innecesariamente el volumen de los residuos.
Reducir en la fuente significa referirse a la investigación, desarrollo y producción de objetos utilizando menos recursos (materia prima). De ahí su denominación porque se aplica a la faz productiva. Al utilizar menos materia prima se producen menos residuos y además se aprovechan mejor los recursos naturales.
Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos. Todo gerenciamiento de los Residuos Sólidos Urbanos debe comenzar por la reducción en la fuente.
Las principales ventajas de la reducción en la fuente:
-Disminuye la cantidad de residuos; es mejor no producir residuos que resolver qué hacer con ellos.
-Ayuda a que los rellenos sanitarios no se saturen rápidamente.
-Se ahorran recursos naturales -energía y materia prima- y recursos financieros
-La reducción en la fuente aminora la polución y el efecto invernadero. Requiere menos energía transportar materiales más livianos. Menos energía significa menos combustible quemado, lo que implica a su vez menor agresión al ambiente.
Etapas para reciclar el plástico:
A)Recolección: Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colacarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.
B)Centro de reciclado: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la interperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.
C)Clasificación: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.
Reciclado Mecánico
El reciclado mecánico es el más difundido en la opinión pública en la Argentina, sin embargo este proceso es insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos.
El reciclado mecánico es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial (scrap) es recuperado, permitiendo su posterior utilización.
Los plásticos que son reciclados mecánicamente provienen de dos grandes fuentes:
-Los residuos plásticos proveniente de los procesos de fabricación, es decir, los residuos que quedan al pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos. Algunos procesos de transformación (como el termoformado) generan el 30-50% de scrap, que normalmente se recicla.
-Los residuos plásticos proveniente de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).
Estos se dividen a su vez en tres clases:
A)Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.
B)Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.
C)Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.
Proceso del plástico por soldadura
La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.
Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.
Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros han usado por siglos para juntar metales calentándolos y golpeándolos. La soldadura por arco y la soldadura a gas estaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardíamente en el siglo, siguiendo poco después la soldadura por resistencia. La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante el principio del siglo XX mientras que la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda de métodos de junta confiables y baratos. Después de las guerras, fueron desarrolladas varias técnicas modernas de soldadura, incluyendo métodos manuales como la Soldadura manual de metal por arco, ahora uno de los más populares métodos de soldadura, así como procesos semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco sumergido, soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura por electroescoria. Los progresos continuaron con la invención de la soldadura por rayo láser y la soldadura con rayo de electrones a mediados del siglo XX. Hoy en día, la ciencia continúa avanzando. La soldadura robotizada está llegando a ser más corriente en las instalaciones industriales, y los investigadores continúan desarrollando nuevos métodos de soldadura y ganando mayor comprensión de la calidad y las propiedades de la soldadura.
Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra, materiales, máquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unión satisfactoria implica que debe pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez). Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW, etc.) utilizados para la situación más conveniente y favorable, lo que hace que sea lo más económico, sin dejar de lado la seguridad.
Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.
Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros han usado por siglos para juntar metales calentándolos y golpeándolos. La soldadura por arco y la soldadura a gas estaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardíamente en el siglo, siguiendo poco después la soldadura por resistencia. La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante el principio del siglo XX mientras que la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda de métodos de junta confiables y baratos. Después de las guerras, fueron desarrolladas varias técnicas modernas de soldadura, incluyendo métodos manuales como la Soldadura manual de metal por arco, ahora uno de los más populares métodos de soldadura, así como procesos semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco sumergido, soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura por electroescoria. Los progresos continuaron con la invención de la soldadura por rayo láser y la soldadura con rayo de electrones a mediados del siglo XX. Hoy en día, la ciencia continúa avanzando. La soldadura robotizada está llegando a ser más corriente en las instalaciones industriales, y los investigadores continúan desarrollando nuevos métodos de soldadura y ganando mayor comprensión de la calidad y las propiedades de la soldadura.
Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra, materiales, máquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unión satisfactoria implica que debe pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez). Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW, etc.) utilizados para la situación más conveniente y favorable, lo que hace que sea lo más económico, sin dejar de lado la seguridad.
Proceso de fabricación del plástico por extrusión
Los barriles de extrusión con zona de alimentación acanalada ofrecen, con muchas resinas, productividades que son entre 20 y 40% más altas, por cada revolución, que las que se pueden obtener en un barril del mismo diámetro pero con superficie interior lisa. Una sección de alimentación acanalada mejora el transporte de los sólidos e incrementa la función de bomba de los extrusores, aumentando la productividad a una tasa de velocidad dada, en rpm, y reduciendo la cantidad de energía aplicada al polímero; en consecuencia, se reduce también la temperatura de procesamiento de la resina. Se ha visto que se puede neutralizar la acción de la sección acanalada calentando los canales para que actúen con la versatilidad de una pared lisa.
La sección de alimentación de un extrusor de 3.5 pulgadas de diámetro puede contener desde ocho hasta 18 canales distribuidos uniformemente alrededor del barril en la zona de alimentación. En general, las resinas de mayor viscosidad, como el HMW-HDPE o polipropileno se benefician cuando el número de canales es mayor. Cuando la resina tiene una viscosidad baja, es preferible contar con un número reducido de canales. Si se emplean demasiados canales, la resina puede ser alimentada a una velocidad tan alta hacia la zona de compresión que se pueden presentar ineficiencias en el proceso de fundición de la resina y problemas de mezclado de la misma.
Típicamente, los canales tienen un ancho de 0,15 a 0,3 pulgadas y su profundidad aumenta hacia la parte de atrás de la zona de alimentación. En un comienzo la profundidad de los canales es de 0,12 a 0,37 pulgadas y se inclinan hasta llegar una profundidad de cero en una distancia de tres a cuatro diámetros después de haber pasado aguas abajo por la boca de alimentación de la extrusora. Los canales se fabrican paralelamente al eje de los tornillos.
Las secciones de alimentación están diseñadas con camisas de agua de enfriamiento para proporcionar un flujo intenso de agua alrededor de la abertura de alimentación y se extiende hacia la sección acanalada. Esto previene que la resina se funda en los canales. Por el contrario, para reducir la acción de alimentación forzada de los canales y disminuir la función de bombeo del extrusor para materiales como el nylon o policarbonato, se puede aplicar calor (de 90 a 150 C) en los canales. Esto inicia la fundición de la resina y evita un aumento peligroso de la presión hacia el final de los canales.
Típicamente, los canales tienen un ancho de 0,15 a 0,3 pulgadas y su profundidad aumenta hacia la parte de atrás de la zona de alimentación. En un comienzo la profundidad de los canales es de 0,12 a 0,37 pulgadas y se inclinan hasta llegar una profundidad de cero en una distancia de tres a cuatro diámetros después de haber pasado aguas abajo por la boca de alimentación de la extrusora. Los canales se fabrican paralelamente al eje de los tornillos.
Las secciones de alimentación están diseñadas con camisas de agua de enfriamiento para proporcionar un flujo intenso de agua alrededor de la abertura de alimentación y se extiende hacia la sección acanalada. Esto previene que la resina se funda en los canales. Por el contrario, para reducir la acción de alimentación forzada de los canales y disminuir la función de bombeo del extrusor para materiales como el nylon o policarbonato, se puede aplicar calor (de 90 a 150 C) en los canales. Esto inicia la fundición de la resina y evita un aumento peligroso de la presión hacia el final de los canales.
Proceso de fabricación de plástico por inyección
En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.
Los polímeros han logrado sustituir otros materiales como son madera, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta piedras preciosas; el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido. Sin embargo, no todos los plásticos pueden ser reciclados y algunos susceptibles de ser reciclados son depositados en el ambiente, causando daños al medio ambiente.
La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.
Los polímeros han logrado sustituir otros materiales como son madera, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta piedras preciosas; el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido. Sin embargo, no todos los plásticos pueden ser reciclados y algunos susceptibles de ser reciclados son depositados en el ambiente, causando daños al medio ambiente.
La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.
Microscopio de haz de electrones o efecto túnel
La microscop a de efecto t unel (MET) es una t ecnica poderosa para la observaci on de super cies a nivel at omico.
Provee un per l tridimensional de una super cie lo cual es muy util para caracterizar dureza de la super cie, observar defectos en la super ficies y determinar el tamaño y conformacion de moleculas y agregados en la misma. Su desarrollo en 1981 fue merecedor del Premio Nobel de F sica en 1986 para sus inventores, Gerd Binning y Heinrich Rohrer (en IBM Zurich). MET mide la densidad de estados de un material usando corriente de efecto t unel. Una buena presici ón se considera 0:1nm de resoluci on lateral y 0:01nm de resoluci on en profundidad. Con esta resoluci on, los atomos individuales dentro del material son observados y manipulados. La MET puede ser usada no solamente en vaci o ultra alto sino tambien en aire y varios ambientes l iquidos o gaseosos, y en rangos de temperatura desde cerca del cero Kelvin hasta algunos cientos de grados Celsius.
La MET est a basada en el concepto de tunel cu antico. Cuando una punta conductora se acerca a la super cie del material a ser examinado, una polarizaci on (diferencia de tensi on) aplicada entre los dos puede permitir a los electrones crear un t unel en el vac o entre ellos. La corriente resultante de efecto t unel es una funci on de la posici on de la punta, la tensi on aplicada, y la densidad local de estados (DLE) de la muestra. La informaci on es adquirida por monitereo de la corriente a medida que la posici on de la punta recorre la super cie, y es mostrada en forma de imagen.
MET puede ser una t ecnica de alto desaf o, ya que requiere una super cie extremadamente limpia y lisa, puntas precisas, y un control de vibraci on excelente. Tradicionalmente, en el analisis del efecto de arreglos at omicos en el desempeño de un material, las sondas de difracci on han sido el pilar de este tipo de investigaciones. Pero estas t ecnicas solo funcionan cuando el orden cristalino se extiende por cientos de espaciamientos at omicos, raz on por la cual la MET ha abierto un mar de posibilidades en el estudio de la materia.
y obtener los datos que producen las modi caciones.
Si la punta se mueve a trav es del plano x y, los cambios en la estructura de la super cie causan cambios de
corriente. Estos cambios son mapeados en la im agen y los cambios en la corriente respecto de la posici on pueden ser medidos, o la altura z, de la punta correspondiente a una corriente constante. Estos dos modos son llamados modo constante de altura y modo constante de corriente, respectivamente.
En el modo constante de corriente, realimentaci on electr onica ajusta la altura aplicando una tensi on al control piezoel ectrico. Esto conduce a una variaci on de altura y en consecuencia la imagen proviene de la topograf a de la punta a trav es de la muestra y se obtiene una densidad de carga constante en la super cie; esto signi ca contraste en la imagen debido a las variaciones en la densidad de carga. En el modo de altura constante, la tensi on y la altura son constantes mientras que la corriente cambia para mantener la tensi on en un valor; esto lleva a una imagen hecha de cambios de corriente sobre la super cie, la cual puede estar relacionada a la densidad de carga del material. El bene cio de usar el modo de altura constante es que es mas r apido, mientras que los movimientos que requieren respuestas piezoel ectricas requieren mas tiempo
para regristrar los cambios en el modo de corriente constante que la respuesta de tensi on en el modo de altura constante. Todas las im agenes producidas por MET son en escala de grises, se puede agregar color dentro del proceso posterior de procesamiento para poder visualizar en forma clara algunas caracter sticas.
Adem as de observar la muestra, se puede informaci on de la estructura electr onica de la muestra haciendo un barrido de tensi on y midiendo la corriente en un lugar espec co.
Este tipo de medici on es llamada espectroscop a de efecto t unel (EET) y resulta generalmente en un esquema de la densidad local de estados como funci on de la energia de la muestra.
Provee un per l tridimensional de una super cie lo cual es muy util para caracterizar dureza de la super cie, observar defectos en la super ficies y determinar el tamaño y conformacion de moleculas y agregados en la misma. Su desarrollo en 1981 fue merecedor del Premio Nobel de F sica en 1986 para sus inventores, Gerd Binning y Heinrich Rohrer (en IBM Zurich). MET mide la densidad de estados de un material usando corriente de efecto t unel. Una buena presici ón se considera 0:1nm de resoluci on lateral y 0:01nm de resoluci on en profundidad. Con esta resoluci on, los atomos individuales dentro del material son observados y manipulados. La MET puede ser usada no solamente en vaci o ultra alto sino tambien en aire y varios ambientes l iquidos o gaseosos, y en rangos de temperatura desde cerca del cero Kelvin hasta algunos cientos de grados Celsius.
La MET est a basada en el concepto de tunel cu antico. Cuando una punta conductora se acerca a la super cie del material a ser examinado, una polarizaci on (diferencia de tensi on) aplicada entre los dos puede permitir a los electrones crear un t unel en el vac o entre ellos. La corriente resultante de efecto t unel es una funci on de la posici on de la punta, la tensi on aplicada, y la densidad local de estados (DLE) de la muestra. La informaci on es adquirida por monitereo de la corriente a medida que la posici on de la punta recorre la super cie, y es mostrada en forma de imagen.
MET puede ser una t ecnica de alto desaf o, ya que requiere una super cie extremadamente limpia y lisa, puntas precisas, y un control de vibraci on excelente. Tradicionalmente, en el analisis del efecto de arreglos at omicos en el desempeño de un material, las sondas de difracci on han sido el pilar de este tipo de investigaciones. Pero estas t ecnicas solo funcionan cuando el orden cristalino se extiende por cientos de espaciamientos at omicos, raz on por la cual la MET ha abierto un mar de posibilidades en el estudio de la materia.
Procedimiento
Primero, se aplica una polarizaci on y la punta se acerca a la muestra con un control b asico de la punta. Control m as ajustado, del tipo piezoel ectrico, se requiere cuando la punta se encuentra cerca de la muestra manteniendo la separaci ón W en el rango de 47A , que es la posici on de equilibrio entre las interacciones de atracci on (3 < W < 10A ) y repulsi on (W < 3A ). En este caso, la polarizaci on aplicada causar a que los electrones formen un t unel entre la punta y la muestra, creando corriente que puede ser medida. Una vez que el t unel est a establecido, la polarizaci ón y la posici on respecto de la muestra puede ser modi caday obtener los datos que producen las modi caciones.
Si la punta se mueve a trav es del plano x y, los cambios en la estructura de la super cie causan cambios de
corriente. Estos cambios son mapeados en la im agen y los cambios en la corriente respecto de la posici on pueden ser medidos, o la altura z, de la punta correspondiente a una corriente constante. Estos dos modos son llamados modo constante de altura y modo constante de corriente, respectivamente.
En el modo constante de corriente, realimentaci on electr onica ajusta la altura aplicando una tensi on al control piezoel ectrico. Esto conduce a una variaci on de altura y en consecuencia la imagen proviene de la topograf a de la punta a trav es de la muestra y se obtiene una densidad de carga constante en la super cie; esto signi ca contraste en la imagen debido a las variaciones en la densidad de carga. En el modo de altura constante, la tensi on y la altura son constantes mientras que la corriente cambia para mantener la tensi on en un valor; esto lleva a una imagen hecha de cambios de corriente sobre la super cie, la cual puede estar relacionada a la densidad de carga del material. El bene cio de usar el modo de altura constante es que es mas r apido, mientras que los movimientos que requieren respuestas piezoel ectricas requieren mas tiempo
para regristrar los cambios en el modo de corriente constante que la respuesta de tensi on en el modo de altura constante. Todas las im agenes producidas por MET son en escala de grises, se puede agregar color dentro del proceso posterior de procesamiento para poder visualizar en forma clara algunas caracter sticas.
Adem as de observar la muestra, se puede informaci on de la estructura electr onica de la muestra haciendo un barrido de tensi on y midiendo la corriente en un lugar espec co.
Este tipo de medici on es llamada espectroscop a de efecto t unel (EET) y resulta generalmente en un esquema de la densidad local de estados como funci on de la energia de la muestra.
Fullereno
Qué son los fullerenos
El hallazgo casual del fullereno se produjo al irradiar un disco de grafito con un laser y mezclar el vapor de carbono resultante mediante una corriente de helio. Cuando se examinó el residuo cristalizado, se encontraron moléculas constituidas por 60 átomos de carbono. Intuyendo que estas moléculas tenían una forma semejante a la cúpula geodésica construida con motivo de una Exposición Universal en Montreal en 1967 por el arquitecto Buckminster Fuller, fueron nombradas como Buckminsterfullerenos o más comúnmente como fullerenos
Se trata de un material obtenido por interacción de átomos de carbono C60 en fase gaseosa, logrando que los átomos de carbono se unieran en hexágonos y con dobles enlaces resonantes entre átomos de carbono vecinos, como si se tratara del benceno.
En la Unión de Arizona y en el Instituto Max Planck, a través de descargas eléctricas con electrodos de grafito en atmósfera de helio y disolución en tolueno, pudo obtenerse un polvo que permitió su estudio mediante espectrometría infrarroja-resonancia magnética nuclear y difracción de rayos X. Así se pudo identificar el Fullereno C60 y definir su estructura por medio de los típicos modelos orgánicos (12 pentágonos - 20 hexágonos con átomos de carbono tetravalente en los vértices). Otras estructuras se fueron descubriendo desde los C16 a C60 que pudieron corroborar para el más escéptico la estructura de balón similar a la pelota olímpica del fútbol mundial. En esa configuración los átomos de carbono de los hexágonos tienen dobles enlaces resonantes entre átomos vecinos como si se tratara del benceno.
Aplicaciones
Los polímeros son, sin duda, uno de los materiales que han encontrado una mayor aplicación debido a sus múltiples propiedades, así como también por su fácil procesabilidad y manejo. Gracias a la incorporación de fullerenos en los polímeros, se conseguirían propiedades electroactivas y de limitación óptica. Esto podría tener sobre todo aplicación en recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la creación de nuevas redes moleculares.
También son de aplicación en el campo de la medicina, gracias a sus propiedades biológicas. A este respecto, se consiguió que un fullereno soluble en agua mostrara actividad contra los virus de inmunodeficiencia humana que causan el SIDA.
Toxicidad
Considerando la reactividad de los fullerenos, éstos se tornan potencialmente tóxicos sobre todo si se toma en cuenta que son materiales lipofílicos que tienden a ser almacenados por los organismos en zonas de tejidos grasos. De ahí que Eva Oberdorster (2004) haya corroborado que los fullerenos como el C60 pueden inducir un estrés oxidante en los cerebros de los peces róbalo. Más aun, Lovern y Klaper (2006) sugieren un considerable grado de mortalidad del Daphnia Magna (un diminuto crustáceo, popular alimento para peces de acuario, y usualmente utilizado por su sensibilidad en estudios de ecotoxicológicos) cuando son expuestos a nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) y al fullereno C60.
Otros estudios han señalado que, además de que ciertos nanomateriales podrían ser efectivos como agentes bactericidas tanto para bacterias positivas como negativas en un cultivo dado, en particular los fullerenos del tipo C60 podrían potencialmente inhibir de modo importante el crecimiento y la respiración de los microbios (Epa 2005).
El hallazgo casual del fullereno se produjo al irradiar un disco de grafito con un laser y mezclar el vapor de carbono resultante mediante una corriente de helio. Cuando se examinó el residuo cristalizado, se encontraron moléculas constituidas por 60 átomos de carbono. Intuyendo que estas moléculas tenían una forma semejante a la cúpula geodésica construida con motivo de una Exposición Universal en Montreal en 1967 por el arquitecto Buckminster Fuller, fueron nombradas como Buckminsterfullerenos o más comúnmente como fullerenos
Se trata de un material obtenido por interacción de átomos de carbono C60 en fase gaseosa, logrando que los átomos de carbono se unieran en hexágonos y con dobles enlaces resonantes entre átomos de carbono vecinos, como si se tratara del benceno.
En la Unión de Arizona y en el Instituto Max Planck, a través de descargas eléctricas con electrodos de grafito en atmósfera de helio y disolución en tolueno, pudo obtenerse un polvo que permitió su estudio mediante espectrometría infrarroja-resonancia magnética nuclear y difracción de rayos X. Así se pudo identificar el Fullereno C60 y definir su estructura por medio de los típicos modelos orgánicos (12 pentágonos - 20 hexágonos con átomos de carbono tetravalente en los vértices). Otras estructuras se fueron descubriendo desde los C16 a C60 que pudieron corroborar para el más escéptico la estructura de balón similar a la pelota olímpica del fútbol mundial. En esa configuración los átomos de carbono de los hexágonos tienen dobles enlaces resonantes entre átomos vecinos como si se tratara del benceno.
Aplicaciones
Los polímeros son, sin duda, uno de los materiales que han encontrado una mayor aplicación debido a sus múltiples propiedades, así como también por su fácil procesabilidad y manejo. Gracias a la incorporación de fullerenos en los polímeros, se conseguirían propiedades electroactivas y de limitación óptica. Esto podría tener sobre todo aplicación en recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la creación de nuevas redes moleculares.
También son de aplicación en el campo de la medicina, gracias a sus propiedades biológicas. A este respecto, se consiguió que un fullereno soluble en agua mostrara actividad contra los virus de inmunodeficiencia humana que causan el SIDA.
Toxicidad
Considerando la reactividad de los fullerenos, éstos se tornan potencialmente tóxicos sobre todo si se toma en cuenta que son materiales lipofílicos que tienden a ser almacenados por los organismos en zonas de tejidos grasos. De ahí que Eva Oberdorster (2004) haya corroborado que los fullerenos como el C60 pueden inducir un estrés oxidante en los cerebros de los peces róbalo. Más aun, Lovern y Klaper (2006) sugieren un considerable grado de mortalidad del Daphnia Magna (un diminuto crustáceo, popular alimento para peces de acuario, y usualmente utilizado por su sensibilidad en estudios de ecotoxicológicos) cuando son expuestos a nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) y al fullereno C60.
Otros estudios han señalado que, además de que ciertos nanomateriales podrían ser efectivos como agentes bactericidas tanto para bacterias positivas como negativas en un cultivo dado, en particular los fullerenos del tipo C60 podrían potencialmente inhibir de modo importante el crecimiento y la respiración de los microbios (Epa 2005).
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