(28) Química aplicada.pdf La química aplicada utiliza los principios químicos

La química aplicada utiliza los principios químicos para resolver problemas del mundo real en áreas como la medicina, la farmacología, la ingeniería y la industria. Se enfoca en el desarrollo de nuevos productos y la mejora de procesos existentes, como la fabricación de medicamentos, materiales más seguros, o tecnologías sostenibles y verdes.

1. QUÍMICA APLICADA
Prof. Jorge C. Rojas Ramos
CICLO PREUNIVERSITARIO 2019 -I

2. Altérminodelasesión,elalumnoestaráenlacapacidaddelosiguiente:
Identificarelconjuntodetécnicasaescalaatómica–molecular
Diferenciarlabiotecnologíatradicionaldelamoderna.
Analizarlostiposdepolímeros,cristaleslíquidosysuperconductores
eléctricos.
Logro

3. NANOTECNOLOGÍA

4. •Elestudio,manipulación,creaciónyaplicacióndemateriales,aparatosysistemas
funcionalesatravésdelcontroldelamateriaananoescala(1nm=10
−9
m).
1. NANOTECNOLOGÍA
•Lasnanopartículasquesemanipulanenelcampodelananotecnología
presentanpropiedadesnuevasyúnicas,muydiferentesalamateria
macroscópica(formadapormacropartículas)queserigenconlasleyesdela
cuántica.
•Lasdimensionesdelamateriaestaentre1–100nm
Ejemplo: una hormiga mide alrededor de un centímetro (0,01m)
•Trabajaconotrascienciascomolafísica,química,ingeniería,robótica,biología,
medicina,medioambiente,etcyesimportanteparacrearmaterialesnuevoscomo
Nanotubos,Fullerenos,Grafenos,etc.

5. Lentes de contacto de
realidad aumentada
Pantallas holográficas
Conservación de alimentos
Nanobaterías
Baterías de carga
ultrarápida
APLICACIONES
Sistemas para purificación y
desalinización de agua.

6. Nanomaterialbactericida
Piel artificial
Nanosensoresy biosensores
Nanobotsadministradores
de fármacos

7. Catalizadores nanoestructurados
Cementos
pinturas especiales
cosméticos

8. Línea de tiempo de la investigación en alótropos de carbono

9. •Esunalótropodelcarbono.
A. FULLERENO
•Estaconstituidoporunnúmerodefinidodeátomosdecarbonoloscualesse
disponenenhexágonos,tambiénenpentágonosyheptágonos.
•Adoptanformasesféricas,elipsoideoformadetubo.
Se denomina buckyesferaso buckybola,
donde el primer fullerenofue el C
60
Se denomina buckytuboso nanotubos.
Tienen forma cilíndrica o tubular con
un diámetro de 1 a o 2 nm
La bola tiene 12 caras pentagonales y 20
hexagonales, en tanto que cada átomo de
carbono tiene hibridación sp
2
.
NOTA:En1985loscientíficosRobertCurl,HaroldW.Krotoy
RichardSmalleydescubrieronlosfullerenos.Elfullerenomás
pequeñoposible,C
20,sedetectóporprimeravezenelaño2000.
Estapequeñamoléculaesféricaesmuchomásreactivaquelos
fullerenosmayores.

10. •Losfullerenosestánformadosúnicamenteporátomosdecarbonoquepresentan
diferentesformulaciones:C
20,C
60,C
70,C
76,C
240,C
540,etc.
•Elnombredeestoscompuestossedebeaqueel
arquitectoRichardBuckminsterFullerhabíautilizado
laformadelC
60enalgunadesusobras.En1967,para
laEXPOenMontreal,diseñóyconstruyóunacúpula
geodésicaenlaqueusabaelementoshexagonales
juntoconalgunopentagonalparacurvarlasuperficie.
•Aunquesepiensaquelasbuckyesferassonenteoríarelativamenteinertes,una
presentacióndadaalaSociedadQuímicaEstadounidenseenmarzode2004y
descritaenunartículopublicadoenlarevistaNewScientistel3deabrilde2004,
sugierequelamoléculaesperjudicialparalosorganismos.

11. APLICACIONES
Cables más resistentes que el acero
Circuitos electrónicos en
miniatura (nanochip)
Células fotovoltaicas (paneles
solares) con mayor capacidad de
conducir la corriente eléctrica
Nanorobotsprogramados para
detectar tumores malignos

12. •Unaformaalotrópicadelcarbono,comoeldiamante,elgrafitoolosfullerenos.
B. NANOTUBOS
•Suestructurapuedeconsiderarseprocedentedeunaláminadegrafitos
enrolladossobresímisma.Puedenserdecarbono,desilicioonitrurodeboro.
•FuerondescubiertosenJapónporSumio
Lijimaen1991durantelostrabajosde
investigaciónsobrelosfullerenos
•Losnanotubosdecarbonoconsistenen
láminasdegrafitoenrolladasentubosde2a
30nmdediámetroyunalongituddehasta1
mm

13. •Soportatemperaturasdehasta408
o
Csinderretirse.
Algunas propiedades
•Lagransuperficieyestructurahacenquepuedanserútilesparael
almacenamientodegaseslivianoscomoelhidrógeno.
•Launiónentrelosenlacesdecarbonoesmásintensaqueladeldiamante.
•Son resistentes y elásticos (Puede
ser doblado sin romperse). Son tan
ligeros como el plástico y tan
fuertes como el acero.
•Tienenaltaconductividadtérmicayelevadaresistenciamecánica.Dependiendo
delaformaenqueseenrolle,elnanotubopuedeserunsemiconductoroun
metal.
•Tienealtaresistenciaalatracción(de10a100vecesmásfuertequeelacero).
•Sudensidadesde1,33a1,40g/cm
3
(lamitaddelaluminio).
•Poseealtatransmisióndecalor(casieldoblequeladeldiamante).
•Escapazdetransportaraltacorrienteeléctrica(1000veceseldelcobre).

14. Formas de nanotubos de carbono
Nanotubos multicapa (MWNT)
Nanotubos
monocapa
(SWNT)
Nanotubos con tapa
tienen un diámetro de cerca de 1
nanómetro, y pueden ser muchos
millones de veces más largos

15. APLICACIONES
Dispositivos para el
almacenamiento de gases
livianos como el hidrógeno
Pantallas planas ya que son buenos
emisores de electrones.
Biotecnología ya que alterna con la
proteómicay la genómica.
Electroquímica en el desarrollo
de supercondensadores

16. Material
Ruptura
(MPa)
Módulo
de Young (GPa)
Densidad
(Kg/cm
3
)
Velocidad
del sonido (ms
-1
)
Acero
Fibra de Boro
Fibra de Carbono
Nanotubosde carbono
1–5 200 7900 5000
3–5 400 2450 12778
2 –5 250 1850 11600
150 630 1300 22014
Propiedades de los materiales a base de fibras
Lapasiónquehanencendidolosnanotuboscomenzóenla
décadadelos90delsiglopasadoconeldescubrimientode
losfullerenosenelaño1985,unaformaalotrópicadel
carbono,descubiertoporloscientíficosRobertCurl,Harold
W.KrotoyRichardSmalley.

17. Seconsideraalgrafenocomolabaseparaelentendimientodelaspropiedadesde
losotrosalótroposdecarbono,ysepuedeconsiderarcomoelconstituyente
básicodeotrassustanciasgrafíticas.Así,siseenvolvieraenformadebola
proporcionaríafullerenos;siloshicieracilíndricamenteoriginariananotubosysise
superpusieratridimensionalmentedaríalugaragrafito.
grafeno
fullereno nanotubo grafito

18. •Esunalótropodeldiamanteygrafito(diferente
estructura).
C. GRAFENO
•Estaconstituidoporátomosdecarbonoquese
disponenenenhexágonosregularesformando
laminasenlacuallosátomosdecarbonopresentan
hibridaciónsp
2
ydondecadaátomoestaunido
medianteenlacecovalenteaotrostresátomosde
carbono.
•Essimilaralgrafito.
•Sonmaterialesenformadeláminastransparentes.
•Sonflexiblesytienenaltadureza;mayorqueeldiamante.
•Sonbuenosconductoresdelcalorylacorrienteeléctrica.
•Sonmuyligerosporsubajadensidad.
NOTA:LoscientíficosAndréyGueimyKonstantí
NovosiólovrecibieronelPremioNobeldeFísicaen2010por
susrevolucionariosdescubrimientosacercadeestematerial.

19. Elgrafenoesunodelosmaterialesmásinvestigadosactualmenteyesta
considerado,debidoalaspeculiarespropiedadesquepresentaysusposibles
aplicaciones,comounmaterialfascinante.
Características del Grafeno

20. PROPIEDADES Y APLICACIONES DEL GRAFENO
Un parche de grafeno para
controlar la diabetes
Pantallas táctiles

21. BIOTECNOLOGÍA

22. 2. BIOTECNOLOGÍA
Eselusoylamanipulacióndeorganismosvivosempíricamente(comienzaconla
fermentación).
Eslaaplicacióndelacienciaylaingenieríaenelusodirectooindirectode
organismosvivosopartesdeellos,ensusformasnaturalesomodificadas,parala
produccióndebienesyserviciosoparalamejoradeprocesosindustriales
2.1 Tipos:
a. Biotecnología tradicional
•Mejoramientodecultivosyanimalesdomésticos.
Ejemplos:
•Fabricacióndeyogurt,queso,pan,chichadejora,vino,
pisco,otros.
•Fabricacióndeproductosmedicinales.

23. b. Biotecnología Moderna
Eslaaplicacióncomercialdeorganismosvivososusproductos,locualinvolucrala
manipulacióndeliberadadesusmoléculasdeADN;estoimplicaunaseriede
desarrollodetécnicasenlaboratorio.
Enlaingenieríagenética,atravésdelamanipulacióndeADN,serealizalosiguiente:
•Productostransgénicos:maíz,soya,tomate
•Usodeenergíanocontaminanteyrenovable:biomasa,bioetanol,biodiesel.
•Usodeenzimas:proteasas,catalasas,lipasas.
•Clonación(ovejaDolly)
•Fertilizacióninvitro.
•Usodecélulasmadres(cordónumbilical)paralareparaciónotratamientode
tejidosuórganosdañados.
•Síntesisdepolímerosbiodegradables.
•Usodebacteriasespecificasparadegradardesechosorgánicos.
•Biorremediación:usodemicroorganismosparadegradarelpetróleo(derrames).
•Biolixiviación:usodebacteriasqueextraenoroyplataapartirdeunasolución
acuosa.

24. La Biotecnología tradicional se
limita sólo al uso de los sistemas
biológicos, organismos vivos y
derivados en la medicina,
agricultura, industria,
tratamiento de aguas, etc. Ejm:
Obtención de vacunas, mejora
de técnicas de cultivo,
fermentación alcohólica y
láctica, biorremediacióncon
lodos o fangos activados.

25. La biotecnología moderna
empezó en los años 50 con el
descubrimiento por James
Watson y Francis Crick de la
estructura de la molécula de
ADN (ácido
desoxirribonucleico) que es
donde se almacena la
información genética (la
herencia) en todos los seres
vivos.

26. BIOCOMBUSTIBLES
Es una mezcla que contienen componentes derivados a partir de
biomasa, es decir, organismos recientemente vivos o sus desechos
metabólicos. Los biocomponentesactuales proceden habitualmente
del azúcar, trigo, maíz o semillas oleaginosas.
Biomasa Biogás Biodiésel
Se obtiene mediante el
tratamiento de la
biomasa. Es la mezcla de
metano y otros gases que
se desprenden durante la
degradación anaeróbica
de la materia orgánica
por la acción de
microrganismos.
Es un biocombustible
sintético líquido que se
obtiene a partir de lípidos
naturales como aceites
vegetales o grasas
animales, mediante
procesos industriales y que
se aplica en la preparación
de sustitutos del
PETRODIESEL o gasóleo,
obtenido del petróleoTodosellosreducenelvolumentotaldeCO
2queseemiteenlaatmósfera,
yaqueloabsorbenamedidaquecrecenyemitenprácticamentelamisma
cantidadqueloscombustiblesconvencionalescuandosequeman.
Toda la materia orgánica
de alto contenido
energético que puede
ser usada para producir
energía mediante la
combustión (energía
calorífica) o para la
obtención de metano,
etanol, etc.

27. •Materiatotaldelosseresquevivenenunlugardeterminado,expresado
enpesoporunidaddeáreaovolumen.
•Materiaorgánicaoriginadaenunprocesosbiológico,espontáneoo
provocadoutilizablecomofuentedeenergía.

28. PLASMA

29. En1879,WilliamCrookesdescubrióelcuartoestadodelamateria
durantesusexperimentoscongasesylollamó“materiaradiante”.
Mástarde,elfísicoinglésJ.JThomsondemostróquepartedelas
partículasdelgashabíaperdidoelectrones,porloqueesteestadode
lamateriaconsistíaenunflujodeelectronesnegativosyiones
positivos.ElcientíficoestadounidenseIrvingLangmuirledióel
nombredeplasmaen1928.
3. ESTADO PLASMÁTICO
Elestadoplasmáticoesunestadoionizadodelamateriaaaltastemperaturas
(mayoresa10000
o
C).Aquílamateriaestatotalmenteionizadaenformadecationesy
electroneslibres,lasestrellascomoelsolestáformadaporH
2yHeatemperaturas
altasporelloeselestadodelamateriamásabundanteeneluniverso.
•Plasma natural: sol, estrellas, lava de
volcanes, aureolas boreales, etc.
3.1 Introducción
Ejemplos:
•Plasma artificial: tubos fluorescentes,
televisores, etc.

30. •Secomportandemaneradiferentequelosgasesyformanelcuartoestadodela
materia,estáconstituidopornúcleosdeátomosyelectroneslibresresultando
unadistribucióndecargaspositivasynegativas.Adiferenciadelosgasesel
plasmaesunbuenconductoreléctrico.
3.2 Definición de plasma
•Seformaalionizarselosátomos.Enesteestado,losátomoshanperdidouna
parteotodossuselectrones.
T > 10 000
o
C
Gas Plasma
•Losplasmastienentantaenergíaqueloselectronesexterioressonviolentamente
separadosdelosátomosindividuales,formandoasíungasdeionesaltamente
cargadosyenergéticos.
•Losplasmaspuedenserpercibidossimplementealmirarparaarriba;las
condicionesdealtaenergíaqueexistenenlaestrellas,empujanalosátomos
individualesalestadodeplasma.

31. Enunfluorescenteencontramoselplasma,peroel
fluorescentenoestáncaliente,inclusosepuedetocar,esque
haydosformasdegenerarunplasma:
•Esaumentandolatemperaturabastanteparaqueloselectronesseexciten
bastante.
•Tenerelgasabajapresiónyaplicarlealtovoltaje,allítambiénseexcitan
bastanteloselectronesyseformaelplasma
Deestaformapodríamostenerdostiposdeplasma:
Plasmafrio→seexcitanabajapresiónconelevadovoltaje.
Plasmacaliente→seexcitanaelevadatemperatura.
Célula de descarga y bomba de vacío (1880)

32. 3.3 Tipos de Plasma:
a. Plasmas Naturales
En forma natural, el plasma se forma en el sol y los vientos solares.
b. Plasmas Artificiales
Enformaartificial,elplasmaseformaenlossiguientes:
•Interiordelostubosfluorescentes.
•Materiaexpulsadaporlapropulsióndecohetes.
•Interiordelosreactoresdefusión.
•Enlasdescargaseléctricasindustriales.

33. Una pantalla de plasma (Plasma DisplayPanel
–PDP) es un tipo de pantalla plana
habitualmente usada para grandes TV
(alrededor de 37 pulgadas o 940 mm) Consta
de muchas celdas diminutas situadas entre dos
paneles de cristal que contienen una mezcla de
gases nobles (neón y xenón). El gas en las
celdas se convierte eléctricamente en plasma
el cual provoca emitan luz.
ANTORCHAS DE PLASMA es similar a un
soplete que alcanza una temperatura de
7000°C,se utiliza para cortar planchas de
acero con una alta precisión
APLICACIONES
“Todos los plasmas emiten luz y casi todo lo que emite luz es plasma”

34. Otratecnologíamuyestudiadaeselplasma-spray.Se
tratadeunaformadeincrustarpartículassobrela
superficiedeciertosmateriales(comopintandocon
spray),afectandoalaestructuramoleculardedicha
superficie.Dijimosquelaantorchadeplasmapuede
cortarelacerocomomantequilla;puesbien,una
superficieadecuadamenterecubiertaporplasma-
sprayescapazdesoportarvariosminutosdeantorcha
deplasmasinsercortada.
Setratadeunaresistenciainaudita.Estohacequeporejemplo,laturbinadeunavión
recubiertadeplasma-sprayduremásañosantesdeestropearse,oquecuchillaspara
segarloscamposdemaíz,seanmásresistentesyefectivassiestánrecubiertas.
Porúltimonopuedepasarestetemasin
mencionarselabúsquedadelmotordefusión,
quesebasacompletamenteenlaspropiedades
delplasma.

35. Lámparas fluorescentes de bajo
consumo
Esterilización con plasmas fríos
Fabricación de microcircuitos
mediante depósito o erosión por
plasma (tratamientos multicapa)
Tejidos tratados con plasma, repelen
la humedad y las grasas

36. CRISTALES LÍQUIDOS

37. 4. CRISTALES LÍQUIDOS
4.1 Introducción
SÓLIDO CRISTALINO
•Losiones,átomosomoléculas
estánordenadosespacialmente.
•Nohaytraslación.
•Soncuerposrígidos.
•SonAnisotrópicos.
LÍQUIDO
•Lasmoléculasestándesordenadas
•Semuevenaleatoriamente(fluidez).
•SonIsotrópicos.

38. •Sonlíquidosqueposeenpropiedadesdualesdesólido-líquido,comofluidez,
viscosidadypropiedadesópticas.Puedesernaturalosintético.
3.2 Definición de cristal líquido
•Tienenordenamientointermedioentresólidosylíquidos(fluyenaligualqueel
líquido,tomanlaformadelrecipientequelascontieneytienenordendecorto
alcance).Semuevenenbloque(fluidezypuedensermuyviscosos)
•Anteuncampoeléctricoprovocancambiosensuorientaciónmolecular
generandoaplicaciones,comoenlaspantallasdeltelevisor,computadoras,
relojesdepulseras,entreotros.Suspropiedadesópticasreflejancolores
diferentesdependiendodelángulobajoelcualselesobserve.
•Laprincipalcaracterísticadeestassustanciasesquesusmoléculassonaltamente
anisotrópicasensuforma.Estaconstituidopormoléculasdelgadas,alargadaso
enformadediscouotrasmáscomplejas,comoformadebanana.
cristal Cristal líquido Líquido
Ejemplo:

39. Tipos de
Cristal líquido
Presentanmoléculasalineadas.
Notienenordenrespectoalos
extremos.
Presentanmoléculasalineadas.
Formancapasparalelas.
Presentanmoléculasalineadas.
Formancapasinclinadas.
Presentancapassuperpuestas.
Presentanmoléculasorientadas
yparalelasalplanodelas
capas.
Nemáticos
EsmécticoA
EsmécticoC
Colestéricos

40. En1888,FrederikReinitzer,botánicoaustriaco,descubrióqueun
compuestoorgánicoqueestabaestudiando,llamadobenzoatode
colesterilo,teníapropiedadesinteresantesypocousuales.
Enlugardepasardirectamentedelafasesólidaalalíquidaal
calentarse,algunassustancias,comoelbenzoatodecolesterilo,
pasanporunafaselíquido–cristalinaintermediaqueposeealgo
delaestructuradelossólidosyalgodelalibertaddemovimiento
quetieneloslíquidos.Graciasaesteordenamientoparcial,los
cristaleslíquidospuedensermuyviscososyposeerpropiedades
intermediasentreladelasfasessólidaylíquida.
benzoato de colesterilo

41. (a)Benzoatodecolesterilofundidoaunatemperaturamayorque179
o
C.Enesta
regióndetemperatura,lasustanciaesunlíquidotransparente.Obsérvesequees
posibleleerlasgraduacionesdelvasodeprecipitadoqueestáatrásdeltubode
ensayo.
(b)Elbenzoatodecolesteriloaunatemperaturaentre179
o
Cysupuntodefusión
de145
o
C.Enesteintervalodetemperatura,elbenzoatodecolesteriloexhibeuna
faselechosalíquido-cristalina.

42. Muchasletrasysímbolos
diversosenlascalculadorasde
bolsillooenlascarátulasdelos
relojeselectrónicosmodernos
sonconstruidosdecristales
líquidos
APLICACIONES
visualización de datos en pantalla (LCD) (calculadoras, relojes, ordenadores portátiles,
(calculadoras, relojes, ordenadores portátiles, teléfonos móviles, etc) teléfonos
móviles, etc)

43. NOTA:
SetienequeLCDsonlassiglaseninglésdepantalladecristallíquido(LiquidCristal
Display),inventadoporJackJanning.Setratadeunsistemaeléctricodepresentación
dedatosformadospordoscapasconductorastransparentesyenmediounmaterial
especialcristalino(cristallíquido)quetienenlacapacidaddeorientarlaluzasupaso.
Loscristaleslíquidosseempleanenlascalculadoras,laptop,relojes,televisores,etc.
Tambiénenlospanelesdeinformación,enaeropuertos,lasventanasquecambiande
traslucidasaopacas,enfotocopiadorasoenproyectores,entreotros.

44. Termómetrobasadoencristallíquidocolestérico
Unadelasprimerasaplicacionesdeloscristaleslíquidosfueenmedicina,como
herramientaanalíticaparamedirlasvariacionesdetemperatura.Desdeentonces
tienenaplicaciónenlascienciasdelasalud,graciasasuspropiedadesy
características,tantofísicascomoquímicas.Asísonútilesentermometríaoraly
cutánea,ginecología,neurología,oncologíaypediatríaasícomoenlacosmética.
Cosmética

45. SUPERCONDUCTORES

46. 5. SUPERCONDUCTORES
•Buenconductordelcalorylacorrienteeléctricaatemperaturaambiental.
•Ofrece resistencia al paso de electrones.
•Hayperdidadeenergía(calor).
5.1 Introducción
a. Propiedades de un metal
b. Concepto de Superconductor
•Sedenominasuperconductoralacapacidadintrínsecaqueposeenciertos
materialesparaconducircorrienteeléctricaconresistenciaypérdidadeenergía
cercanaaceroendeterminadascondiciones.
•Lasuperconductividadenunagranvariedaddematerialesseincrementaal
disminuirlatemperatura.

47. •No hay perdida del calor.
•Estapropiedadsemanifiestapordebajodesutemperaturacríticaodenominada
temperaturadetransiciónsuperconductora(Tc).
•Tienen resistencia eléctrica cercana a cero (sin fricción al paso de los electrones)
•Fuedescubiertaen1911porelfísicoholandésHieke
KamerlingOnnes.Estefísicopasóunacorrientea
travésdeunalambredemercuriopuro(1er
superconductor)ymidiósuresistenciamientrasque
elbajoconstantementelatemperatura.Para
sorpresacasinohabíaningunaresistenciaa4,2K
(−269
o
C).
•Existensuperconductoresqueselogranrefrigerándolosconheliolíquido(T<20K,
costoso)ynitrógenolíquido(T<90K,económico).Lossuperconductoresenforma
dealeacionessonNb-Ge,P-Cu-Hg,YBa
2Cu
3O
x(cerámicos).
•Cada sustancia presenta una temperatura mínima que es la Tc

48. Cuando un superconductor se
enfría a menos de su Tc
(temperatura de transición
superconductora) y se acerca
a un imán, el superconductor
y el imán se repelen entre sí,
mientras el imán permanece
estático arriba del
superconductor como si
estuviera suspendido en el
aire

49. Producción de campos
magnéticos (tren eléctrico)
Fabricación de componentes
de circuitos electrónicos
(superconductor cerámico).
APLICACIONES
Los imanes superconductores son algunos de los
electroimanes más potentes conocidos.Se utilizan
en los trenes maglev(de levitación magnética), en
máquinas para resonancia magnética nuclear (RMN)
en hospitales y en la orientación del haz de un
acelerador de partículas

50. Causalevitaciónmagnéticamuyusadaen
resonanciamagnéticayeltrenbala(maglev)
MLX01deJapónqueutilizasuperconductoresde
bajatemperaturaquerequierenheliolíquido
comorefrigerante.Lossuperconductoresdealta
temperaturapuedenutilizarnitrógenolíquido,el
cualesmásbarato,másabundanteymásfácilde
manejar.
Fabricación de cables de transmisión de
energía (cables subterráneos)

51. •LasuperconductividadproduceelefectoMeissner,también
denominadoefectoMeissner-Ochsenfelddescubiertoen1933
NOTA:EnlamayoríadematerialessuperconductoressehallanloselementosCu,O,Ba
eY.
•Descubrieronque,cuandounmaterialsetransformabaenunsuperconductor,
repelíatodocampomagnéticoexterno(setransformabaenuncuerpo
diamagnéticoperfecto).
•Estacaracterísticapermite,entremuchasotrascosas,laespectacular“levitaciónde
imanessobresuperconductores”ypermitiráelahorrodeenergíaenmuchos
componenteseléctricos.

52. ElgransaltoentemperaturacríticalodieronBednorzyMulleren1986cuandola
mayoríadelosfísicoshabíanabandonadolaideadeencontrarunsuperconductordealta
temperatura.DescubrieronelLa
2-xBa
xCuO
4conunatemperaturacríticade36K(-237
o
C).
AlañosiguientePaulChuconsiguiósubirlatemperaturacríticaa93K(-180
o
C)en
YBaCuOporencimadelpuntodeebullicióndelnitrógeno.Posteriormentesehan
descubiertomuchoscompuestosconelelementocomúndelosplanosdeóxidodecobre
quesonsuperconductoresdealtatemperaturaysedenominan“cupratos“.
Johannes Georg Bednorzy Karl
Alexander Müller

53. BednorzyMullerrecibieronelPremioNobelen1987convirtiéndoseenelNobel
másrápidodelahistoria.Sinembargoloscupratosresultarondifícilesdeentender.
Recientemente,enel2008,sehadescubiertootrafamiliadesuperconductores
basadosenhierro,conunatemperaturacríticamáximaconseguidade56K.
Tampocoseconoceelmecanismodesuperconductividaddeestoscompuestosyno
sesabesiestemecanismoessimilaraldeloscupratos.
Dadoquetodavíacarecemosdeunateoríapredictivatodoslosañosse
descubrenmaterialesinteresantesconpropiedadesquenoseentiendenconla
teoríaconvencionaldelosmetales.Esporelloquelasuperconductividadesun
campomuyvivoconunaintensaactividadcientífica.
Lasuperconductividadocurreenunagranvariedaddemateriales,incluyendo
elementossimplescomoelestañoyelaluminio,diversasaleacionesmetálicasy
algunossemiconductoresfuertementedopados,lasuperconductividadnoocurreen
metalesnoblescomoeloroolaplatanienlamayoríadelosmetales
ferromagnéticos
Hayinformesdeumbralesderesistenciaceroalatemperaturaambienteoarribade
ella(alrededorde295K),aunqueestosinformesnohansidoconfirmados.
Elañopasadohapodidomarcarseunnuevorécorddetemperaturacríticaenun
materialmuydiferente,sulfurodehidrógeno,yapresionesextremadamentealtas.

54. CELDA DE COMBUSTIÓN

55. 5. CELDA DE COMBUSTIÓN
•Llamadatambiénceldadecombustibleesunsistemaelectroquímicoque
conviertelaenergíaquímicaenenergíaeléctrica.
•Laprimeraceldafueconstruidaen1839porSirWilliamGrove.
Noobstante,lagranutilidaddelasceldasdecombustiblellegoa
comienzosdelosañossesentacuandoseusaronparael
programaespacialdelosEstadosUnidos.Losreactivosdela
celdautilizadaeranhidrógenoyoxígeno,yelproductoeraagua.
Fueronestasceldaslasqueproporcionaronelectricidadyaguaa
lanaveespacialApolo.
•Lasceldasdecombustiblenosonceldasgalvánicas,seasemejaaunacelda
galvánica,exceptoquenosonrecargablesporquenoacumulanenergíaeléctrica.
•Lasceldasdecombustibleproducencorrienteeléctricacontinua,calorútilyagua
porloquepertenecenaunageneracióndeproduccióndeenergíacontecnología
limpia.Siseaprovechaelcalorliberadoelrendimientooeficienciadelacelda
aumenta.
•Sufuncionamientosebasaenelingresocontinuodelcombustibleydeloxidante
ocomburente.

56. AmaneradeejemploveamoslaceldadecombustibleH
2−O
2dondesufemesde+1,23
V,loquereflejalagranfuerzamotrizparalareaccióndeH
2yO
2paraformarH
2O
•Durantesufuncionamientodelasceldasdecombustibleelcombustibleseoxiday
eloxidanteocomburentesereduceencompartimientosseparados(ánodoy
cátodo)óseanohaycontactodirectoentreelcombustibleyelO
2.
combustible oxidante
electrolito
KOH
•UtilizancomocombustiblealH
2,CH
4,CH
3OH,etc.
•Los electrodos están asociados a un catalizador (Pt) para hacer viable su operación.
•Nogeneranmuchosdesechoscontaminantes,almenoslaqueusaH
2/O
2yaque
eliminaH
2OylasqueusanalcanosCH
4,C
3H
8,etcliberanCO
2perolibredeotros
gasesmuytóxicoscomoelSO
2oelNO
X.
2??????
2−4??????
−
→4??????
+
??????
2+4??????
+
+4??????
−
→2??????
2??????
2??????
2+??????
2→2??????
2??????+??????????????????????????????????????????????????????é????????????????????????????????????

57. •Laceldadecombustiónadiferenciadelosmotoresdecombustiónnoestá
limitadoporelciclodeCarnotyaquenosigueunciclotermodinámico,sibienes
ciertoesmáseficientequeunacentraltérmicaounamáquinadecombustión
interna,estanoalcanzael100%deeficiencia.

58. Ventajas
•Nocontaminan,generansoloaguay
calor.Elaguaqueseproducesepuede
usarparaconsumohumano.
•Elevadaeficienciatermodinámica
(mayorquelasmaquinastérmicas
limitadasporelciclodecarnot).
•No necesitan recarga
•Automóviles:lasdebajatemperatura,
porsurápidarespuestaybaja
generacióndecalor).
•Viviendas: pues producen agua caliente
y electricidad en una cierta proporción.
Desventajas
•Elhidrógenoesescaso,suproducción,
almacenamientoytransportecarosyno
solucionadostecnológicamente.
•Sonexigentesconlacalidadde
combustible:loscatalizadoresse
envenenanfácilmente.
•Elaguaqueseformaenlareacción
puedeafectarlacelda,unfalloenla
evacuacióndeaguadeloselectrodos
provocadañoenlaestructura.
•Loscatalizadores(Pd,Pt,Rh)soncaros
yescasos.
•Requierensoportesysistemasde
controlsofisticadosycaros.
•Loselectrodosdegrafitosonpesados,
lossoportessonaparatososylos
depósitosdecombustibleson
voluminosos.
•NoadmitencompuestosdeazufreyCO.
•Cogeneración:lasdealtatemperatura,
encombinaciónconotrosdispositivos
domésticosoindustrialescomoturbinas
degases,deformaqueaumentanla
eficienciaglobaldeestossistemas
combinados.
•Noproduceruidoporquenopresentan
partesmóviles

60. CORROSIÓN

61. Esunprocesoelectroquímicoespontáneoenelcualunmetalosus
aleacionesreaccionanconunmedioagresor,porlotantosemodifican
suspropiedadesfísicasyquímicas,ademásenelcuerpometálicose
formanmicrópilasgalvánicas.Elprocesodecorrosiónafectaadiversos
materiales,comoelementosmetálicos,cerámicos,caucho,plásticos,etc
Presencia de
elementos de
adición en
aleaciones.
Ejemplo: aceros
inoxidables.
Los métodos para
combatir la corrosión:
CORROSIÓN
Ocurre en presencia
de un electrolito
características
Es originada por una
reacción
electroquímica
Recubrimiento especial
con pinturas
anticorrosivas,
recubrimiento
metálicos (cromado,
galvanizado, estañado).
Protección
catódica
Uso de
materiales
de gran
pureza

62. Anuestroalrededorvemosmuchosejemplosdecorrosióncomoelhierrooxidado,la
plataempañadaylapátinaverdequeseformasobreelcobreyellatón,pormencionar
unoscuantos.
barco oxidado
vasija de plata empañada
•Lacorrosióndelhierroseaceleracuandolaconcentracióndeloxígenoaumentayse
incrementaelcontenidodehumedad,lavelocidaddecorrosiónesmayor;porlo
tanto,seincrementalaformacióndeherrumbre.
•Cuandoexistepresenciadesalesyácidostambiénseincrementalacorrosióndel
hierro.
Consideraciones

63. Elejemplotípicodelacorrosióneslaformacióndeherrumbreuoxidacióndelhierro.
Paraqueelmetalseoxidedebeestarencontactoconoxígenoyagua.
Loselectronesdonadosporelhierroreduceneloxígenoatmosféricoaaguaenel
cátodo,queasuvezesotraregióndelamismasuperficiedelmetal:
Observequeestareacciónsellevaacaboenunmedioácido;partedelosionesH
+
provienendelareaccióndeldióxidodecarbonoatmosféricoconelagua,enlaquese
formaH
2CO
3.
Unapartedelasuperficiedelmetalfuncionacomoánodo,dondesellevaacabola
oxidación:
Lacorrosióndelhierroesmásseveraenmedioácidoqueenmediobásico.

64. Lacorrosióndelhierroseevitaría,oalmenosseminimizaría,siseblindalasuperficie
metálicacontraeloxígenoylahumedad.Unamanodepinturaeseficazdurantealgún
tiempo,perosecomienzaaformarherrumbreuoríntanprontocomolapinturaseraya
oseescarapela.Metalescomocromo,estañoocincproporcionanunacapasuperficial
másdurableenelhierro.
Comoseveenlospotenciales,elcincseoxidaconmásfacilidadqueelhierro,porlo
quecuandosecorroeelmetalseoxidaelcincynoelhierro.Todaoxidaciónincipiente
delhierroseinvertiríadeinmediato,porqueelZnpuedereducirelFe
2+
aFe.Mientras
esténencontactocincyacero,elcincprotegealhierrocontralaoxidación,auncuando
lacapadecincseraye.

65. Latécnicadeproteccióndeunmetalcontralacorrosión,conectándoloconun
segundometalqueseoxideconmásfacilidad,seconocecomoproteccióncatódica.
Noesnecesariocubrirtodalasuperficiedelmetalconunsegundometal,como
cuandosegalvanizaelhierro.Todoloqueserequiereeselcontactoeléctricoconel
segundometal.
Porejemplo,unatuberíasubterráneadeacerosepuedeprotegerconectándolacon
unalambreaisladoconunaestacademagnesio,quetrabajacomoánododesacrificio
ysecorroe,enlugardelhierro.Dehecho,elarregloesunaceldagalvánicadondeel
magnesio,queseoxidaconfacilidad,funcionacomoánodo;latuberíaactúacomo
cátodo,yelsuelohúmedoeselelectrolito.

66. La corrosión en agua dulce no
es igual que agua salada. En
agua salada, en la cual la
corrosión especialmente
severa, los barcos de acero se
pueden proteger atando
trozos de magnesio al casco.
Estos corroen
preferentemente (puesto que
están actuando como
ánodos), pero se pueden
reemplazar con facilidad,
mientras que el hierro
permanece prácticamente sin
daño aparente.
Segúnlacinéticaquímica,lavelocidaddecorrosiónsepuedecontrolar,esdecir,puede
serdisminuida,deesamaneraprolongarlavidaútildelosmateriales.

67. Lacorrosiónmetálicanoselimitaalhierro.Elaluminiosirveparafabricarmuchas
cosasútiles,inclusoavionesylatasparabebidas,perotienemayortendenciaa
oxidarsequeelhierro.
Encondicionesatmosféricasnormales,elcobreformaunacapadecarbonatode
cobre(CuCO
3)decolorverde,tambiénllamadapatina,queprotegealmetaldeuna
corrosiónposterior.Asimismo,enlosutensiliosdeplataqueentranencontactocon
losalimentossedesarrollaunacapadesulfurodeplata(Ag
2S).
SesabequeelAltieneunpotencialestándardereducciónmásnegativoqueeldel
Fe.Conestesolohechoseesperaríaverquelosavionessecorroyeranlentamente
durantelastormentas,yquelaslatasdebebidassetransformaranenmontonesde
aluminiooxidado.Noobstante,estonosucedeporquelamismacapadeóxidode
aluminioinsoluble(Al
2O
3),queseformaenlasuperficiedelmetalexpuestoalaire,
protegealaluminioqueestadebajo.Porelcontrario,laherrumbrequeseformaenla
superficiedelhierroesdemasiadoporosaparaprotegeralmetal.Losmetalesde
acuñar,comoelcobreylaplata,tambiénseoxidan,peromáslentamente.

68. TRATAMIENTO DE
DESECHOS NUCLEARES

69. TRATAMIENTO DE DESECHOS NUCLEARES
Losdesechosnuclearessonresiduosquecontienen
elementosquímicosradioactivos,esfrecuentementeel
subproductodeunprocesonuclear.
características
•Sugranpeligrosidad.Cantidades
muypequeñaspuedenoriginardosis
deradiaciónpeligrosasparalasalud
humana. Algunos isótopos
permanecerán emitiendo
radiacionesmilesydecenasdemiles
deaños.
Principalesfuentes
•Reactoresnuclearesdefisión
nuclearprincipalmentedepaíses
desarrollados,teniendoencuenta
quelascentralesnucleares
producenelectricidadsingenerar
CO
2,humo,SOxyNOx.
•Duranteelprocesamientode
combustiblesparalosreactores
nuclearesoarmasnuclearesyeluso
deradioisótoposenmedicina
(radioterapiaomedicinanuclear).
•Losalmacenesdefinitivosparaestos
residuos,sonengeneral,
subterráneos,asegurandoqueno
sufranfiltracionesdeaguaque
pudieranarrastrarisótoposfueradel
vertedero.

70. Cofrentes,lacentralnuclearquemásresiduosradiactivosgeneraráensuvidaútil
ElInstituto Peruano de Energía
Nuclear(IPEN) es la institución
científica delgobierno
peruanoencargada de normar,
promover, supervisar y desarrollar
las actividades aplicativas de
laEnergía nuclear
Unacentral térmica nuclearoplanta
nucleares una instalación industrial empleada
para lageneración de energía eléctricaa partir
deenergía nuclear. Se caracteriza por el
empleo decombustible nuclearfisionable que
mediantereacciones
nuclearesproporcionacalorque a su vez es
empleado para transforman eltrabajo
mecánico enenergía eléctrica

71. La investigación sobre
almacenamiento definitivos se
desarrolla en países como Finlandia y
Estados Unidos. Una opción es el
Almacenamiento Geológico Profundo,
(generalmente llevado a cabo en
minas o en el fondo del mar) ubicadas
en formaciones geológicas estables.

72. POLÍMEROS

73. POLÍMEROS
Resultan de la
unión de
Cientos de miles
de pequeñas
moléculas
denominadas
monómeros
tienen
Propiedades
mecánicas
resistentes
Debido a
La atracción
entre sus
grandes
cadenas
poliméricas
Pueden ser
como
celulosa
almidón
glucógeno
naturales
polietileno
se obtienen por
polimerización
como
artificiales
PVC
poliisopreno
poliacrilonitrilo
teflón Pueden ser
biodegradables No
biodegradables
Berzelius, en 1827, acuñó el término
polímero (del griego polys, “muchos”, y
meros, “partes”) para denotar sustancias
de elevada masa molecular, formada por
la unión (polimerización) de monómeros
(moléculas de masas moleculares bajas).
seda
lana
algodón

74. Son aquellos provenientes
directamente del reino
vegetal o animal, como la
seda, lana, celulosa
(madera, papel, algodón),
almidón, proteínas, caucho
natural (látex o hule),
ácidos nucleicos, como el
ADN, entre otros.
Se obtienen por
transformación de
polímeros naturales.
Por ejemplo, la
nitrocelulosa o el caucho
vulcanizado.
Son los transformados o
“creados” por el hombre.
Están aquí todos los plásticos,
los más conocidos en la vida
cotidiana son el nylon, el
poliestireno(PS) , el policloruro
de vinilo (PVC), la baquelita, el
teflón y el polietileno (PE).
CLASES DE POLÍMEROS
Polímerosnaturales Polímeros semisintéticos Polímeros sintéticos
NOTA:También existen
polímeros inorgánicos como
los geopolímeros
(aluminosilicatos), polisulfuros,
siliconas, asbesto, arcilla, etc.

75. Polímeros de
adición
Polímeros de
condensación
Lapolimerizaciónesuntipodereacciónquímicaenlacuallosmonómerosse
unenentresí,unodetrásdeotro,paraformarcadenaslargas.Losdostipos
principalesdereaccionesdepolimerizaciónsonlapolimerizaciónporadicióny
porcondensación.Ejemplos:
Reacciones de polimerización
(sin perdida de átomos)
Por ejemplo en la obtención del
polietileno:
(se pierden moléculas)
Por ejemplo en la obtención de la
baquelita, los monómeros son el
formaldehido (HCHO) y el fenol con
perdida de moléculas de agua.
NOTA:Labaquelitafuelaprimerasustanciaplásticatotalmentesintética,creadaen1907porLeo
Baekeland.Noconducelaelectricidad,esresistentealaguaylosdisolventes,perofácilmente
mecanizable.

76. En la polimerización poradición, los
monómeros se unen unos con otros,
de tal manera que el polímero final
contiene todos los átomos del
monómero inicial.
En la polimerización porcondensación,
no todos los átomos del monómero
forman parte del polímero final. Para
que los monómeros se unan, es
necesario que una parte de ellos se
pierda.
Para que haya un polímero de condensación debemos tener en la estructura del
polímero un grupo funcional amida o éster. Las amidas se preparan a partir de un ácido
carboxílico y una amina, mientras que los ésteres a partir de un ácido carboxílico y un
alcohol. Por tanto, los monómeros correspondientes deben tener estos grupos
funcionales.

77. Homopolímeros Polímeros de AdiciónAplicaciones de estos homopolímeros
Bidones,botellas,bolsas,juguetes,
utensiliosplásticosytuberías.
tuberíasdeaguapotable,de
calefacciónyaireacondicionado,
bolsasplásticasespeciales(médicosy
laboratorio)
Mangueras,tuberías,baldosas,
botellas,envolturadecaramelos
Planchasparaaislamientotérmico
(vasos,platos),juguetes,utensilios,
antiadherentes,resinasde
intercambioiónico
Teflón,Sártenesyutensiliosdecocina
antiadherentes. Recubrimientos
antiadherentes
Orlón,acrilón,fibrastextilesy
tapicerías.
Eteno o etilenoPolietileno (PE)
Propenoo propileno
Polipropileno (PP)
Cloruro de vinilo
Policlorurode vinilo (PVC)
Estireno
Poliestireno
(PS)
Acrilonitrilo
Politetrafluoroetileno(PTFE)
tetrafluoroetileno
Poliacrilonitrilo(PAN)

78. EnresumenlospolímerosdeAdiciónpuedenserderivadosdemonómerosvinílicos:
polietileno(PE),polipropileno(PP),poliestireno(PS),clorurodepolivinilo(PVC);
tambiénderivadosdelbutadieno:polibutadieno,cauchonatural,teflón;etc
ElPolibutadienotiene varias aplicaciones:
fabricación de neumáticos, modificación de
polímeros, pelotas de golf, cintas
transportadoras, suela de zapatos.

79. CH
2
CH
2
CC
H
H
H
H
n

POLIETILENO
PE, HDPE, LDPE
Etileno http://www.primepacltd.com/imag
es/bottles/uniquebottles_lg.jpg
http://www.apartmenttherapy.com/i
mages/uploads/05.25.plastic.jpg
Polietileno
Los tipos de polietileno son:
-Polietileno de Baja Densidad (LDPE).
-Polietileno de Alta Densidad (HDPE)
-Polietileno de Baja Densidad Lineal (LLDPE).
-Polietileno de Peso Molecular Ultra-Alto (UHMWPE).

80. CH
2
C
Cl
H
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
CC
H
H
Cl
H
n

POLI(CLORURO DE VINILO)
PVC
Cloruro de vinilo http://www.bestbu
ypoolsupply.com/
media/Flexible%2
0pvc.gif
http://www.midlandcementgroup.com.a
u/images/pvc-pipe---straight-on.jpg
http://www.howcool.com/ple
asersshoes/Gogo-Boot.jpg
http://newremaxsite.web.aplus.net/p
blog/images/Vinyl_Flooring.jpg
Policlorurode vinilo (PVC)

81. CH
2
C
H
C C
H
H H
n

POLIESTIRENO
PSEstireno http://www.safetyglasse
susa.com/s3580sj.htmlhttp://www.lib.lsu.edu/lib/styrof
oamcups.gif
http://www.alibaba.com/sitemap/archives/ima
ges/qu50055212bo_Single_Disc_CD_Case_
with_Transparent_Trays_and_Covers.jpg
Poliestireno

82. Encadaunióndedosmonómerossepierdeunamoléculapequeña,por
ejemploagua,metanol.Debidoaesto,lamasamoleculardelpolímerono
esnecesariamenteunmúltiploexactodelamasamoleculardel
monómero.Lospolímerosdecondensaciónsedividenendosgrupos:
Polímeros de condensación
Ejemplos:
Poliamidas (nylon 6.6, kevlar, Nomex, etc)
Poliésteres (PET, baquelita, Dacrónetc)
Polietilenglicol
Siliconas
Los Homopolímeros Los Copolímeros
Formación de poliamida
Nylon 6,6
Éstos incluyen varias familias, como
poliamidas, poliésteres, policarbonatos,
poliuretanos, resinas fenólicas, resinas epoxi,
poliéteres, etc.

83. Entrelospolímerosnaturalesobtenidosporcondensacióndestacanlacelulosa,
lasproteínas,laseda,elalgodón,lalanayelalmidón.Algunosdelos
polímerossintetizadossonacrilán,orlón,hulesintético,coagulantespara
aguasindustriales,adhesivos,pigmentos,aislantesparavasosyhieleras,entre
otros.Ejemplosdepolímerosdecondensación
Nylon 6,6
Kevlar
Politereftalatode etileno (PET)
Baquelita

84. C
O
OH C
O
OH
OH CCOH
H
H
H
H
CCO
H
H
H
H
C
O
C
O
OCCO
H
H
H
H
C
O
C
O
OO
CCO
H
H
H
H
C
O
C
O
O
n

+
POLI(TEREFTALATO DE ETILENO)
PET
- H
2
O http://www.navarini.com/petf4.jpg
http://www.jonestextile.com/images/
cover-narrow-fabric.jpg
http://www.gasolinealleyantiques.co
m/transportation/hydroplane/images/
clothes/shirt-82executonecrew3.JPG
Poli(tereftalatode etileno)

85. OH
OH
O
O
NH
2
NH
2
N
N
N
O
O
O
O
H
H
H
N
N
O
OH
H
n

+
POLIAMIDA
NYLON 6,6
- H
2
O http://www.cumpiano.com/Home/Images/Gui
tars/Special/Graphite/Irizgraphtop.jpg
http://dizoleo.hypermart.net
/L5Mens%20Socks.jpg
http://www.adirondackbal
loonfest.org/main.jpg
Nylon

86. Kevlar
Elkevlarentraenlacomposiciónderopadeprotección,
chalecosantibalas,productosdefricción,reforzamientode
elastómeros(Ejemplos:tubos,cintas),cables,cuerdasy
telasdelasvelasdebarcos.
Aproximadamente 20 veces
más resistente que el acero
pero mucho más ligero
Elkevlaresmáscostosoquelasfibras
clásicas(nylon,poliéster,fibradevidrio),
peroproporcionamayorproteccióncon
unpesoinferior(almenosen50%)

87. Nomex
PuedeserconsideradocomounNylon,una
variantedelkevlar.Esvendidoenformade
fibrayenformadeláminasyesutilizado
dondequierasenecesiteresistenciaalcalory
lasllamas.LasláminasdeNomextipo410son
unodelostiposmásfabricados,mayormente
parapropósitosdeaislamientoeléctrico.
SeutilizamuchoenlostrajesdemotoGPanivelmundialuntipodetrajeconnomexy
teflonqueayudaconelaislamientodelfuego,elflujo(paradeslizarseenlapista)
parasufortalezaydurabilidad,eselcompuestomásutilizadoenestostrajesdegama
bajayalta

88. POLÍMEROS
Se clasifican
Según el tipo de
estructura química
Según el
comportamiento frente
a la temperatura
Según el comportamiento
mecánico
Según la cantidad de
monómeros
diferentes en el
polímero
Según la estructura
química de los
monómeros que
constituyen el
polímero
Según la forma de
la cadena
polimérica
Termoplásticos
Termoestables
(termofijos)
Plásticos
Elastómeros
(o caucho)
Fibras

89. Según la cantidad de
monómeros diferentes
en el polímero
Homopolímeros
–A –A –A –A –A –
Ejemplos: polietileno (PE),
polipropileno (PP), poliestireno
(PS), poliacrilonitrilo(PAN),
poliaceatode vinilo (PVA)
Copolímeros –A –A –B –A –B –B –A –A –
Ejemplos: estireno acrinotrilo(SAN), nitrilo
butadieno (NBR), estireno butadieno (SBR)
Al azar (aleatorio,
estadísticos)
Alternado En bloques De injerto
–A –A –B –A –B –B –A –
–A –B –A –B –A –B –A –
–A –A –A –B –B –B –A –A
Porlogeneralloscopolímerosconstituidosdetresunidadesquímicasreiterativasdiferentesse
denominantermopolímeros.UnejemplotípicoeselABS,esdecir,elterpolímerodeacrilonitrilo
butadieno–estireno.
Lareacciónquímicaqueformaloscopolímerosseconocecomocopolimerización,ylosmonómeros
comocomonómeros.Cuandosecambialoscomonómerosolacantidadrelativadecualquierade
ellos,elmaterialqueseobtienetienepropiedadesdiferentestantoquímicascomofísicas.

90. Según la estructura
química de los
monómeros que
constituyen el polímero
Poliolefinas
Poliésteres
Poliéteres
Poliamidas
Celulósicos
Acrílicos
Vinílicos
Polipropileno, polibutadieno, poliestireno
Politereftalatode etileno, policarbonato.
Poli(óxido de etileno), polioxidode fenileno).
Nylon, poliamida
Nitrato de celulosa, acetato de celulosa
Poli(metacrilato de metilo), poliacrilonitrilo
Poliacetatode vinilo, poli(alcohol vinílico)
Esta clasificación se basa
en el grupo funcional al
cual pertenecen los
monómeros.
PoliuretanoDerivados de isocianato
Resinas formaldehídicasResina fenol-formol, resina
úrea-formaldehido

91. Según la forma de la
cadena polimérica
Lineales Ramificadas Entrecruzadas
Las cadenas macromoleculares pueden ser:
si
No tiene
ramificaciones
cuando
Todas las moléculas
tienen
ramificaciones, es
decir pequeñas
cadenas laterales
si
Tienen estructuras
tridimensionales
donde las cadenas
están unidas unas a
otras por enlaces
químicos

92. Según el
comportamiento frente
a la temperatura
Termoplásticos Termoestables (termofijos)
son
Polímeros que se funden al
calentarlos y se solidifican al
enfriarse. Por calentamiento
pueden moldearse y son
reciclables.
ejemplos
Polietileno (PE),
politereftalatode etileno
(PET), poliacrilonitrilo
(PAN), polipropileno (PP),
policarbonato, nylon.
Al calentarlo se descompone, no
toleran ciclos repetidos de
calentamiento y enfriamiento como lo
hacen los termoplásticos y no se
pueden reciclar
si
ejemplos
Resina fenol-formol,
Resina melanina-formol,
Resina úrea-formaldehido
Caucho natural vulcanizado, siliconas, baquelita

93. Según el
comportamiento
mecánico
Plásticos Elastómeros (o caucho) Fibras
Son materiales
poliméricos estables
en las condiciones
normales de uso,
pero que durante
alguna etapa de su
fabricación fueron
fluidos
ejemplos
Polietileno (PE),
polipropileno (PP),
poliestireno(PS)
Son materiales poliméricos que
pueden ser de origen natural o
sintético. Después de sufrir una
deformación bajo la acción de
una fuerza, recuperan la forma
original rápidamente, por más
que la deformación haya sido
grande o aplicada por bastante
tiempo. Normalmente son
termoestables pero pueden ser
termoplásticos
ejemplos
Polibutadieno, caucho nitrílico,
poliéster, poli(estireno-butadieno)
Son polímeros en los
que existe una relación
muy elevada entre la
longitud y el diámetro.
Generalmente son
constituidas de
macromoléculas
lineales y se mantienen
orientadas
longitudinalmente
ejemplos
Poliésteres,
poliamidas y
poliacrilonitrilo

94. Técnicamenteelreciclajedepolímerosincluyeplantasde
reciclajeydesperdiciopost-consumidor.Laplantade
reciclajeinvolucraelremolidoyelrefundidodelpolímero
chatarraquenuncadejolaplantaenunproductoterminado.
Eldesperdiciopost-consumidorincluyetodoslosmateriales
poliméricosquesedesecharondespuésdedejarlaplanta.
RECICLAJE DE POLÍMEROS
Laprincipaldificultadsurgedeladiversidadde
materialespoliméricosenuso.Cuandoelvidrioylas
latasdealuminiosereciclan,sepuedenconvertira
esencialmentelosmismosproductosrepetidamente,
peroraravessucedeconlospolímeros.Unasegunda
dificultadsurgeconlaclasificación.Unabotellahechade
PVC(policlorurodevinilo)separecemuchoauna
botellahechadePET(politereftalatodeetileno),pero
químicamentesonmuydiferentes.Nosepueden
mezclarsinalterarsignificativamentelaspropiedadesdel
nuevomaterial.
Dificultades del reciclaje

95. ElPETesunodelospolímerosmásfácildereciclar.
Lasbotellasdebebidaseclasificanporcolor,luegose
muelencomopelletsyselavan.Laspelletslimpiasse
recolectanytienenmuchosusos,incluyendolas
fibrasdetapetes,botellasnuevasyrellenopara
almohadas
LosfactoreslimitantesparaelreciclajedelPETsuelenserlanecesidaddeclasificara
manoyelcostodelembarquedelasvoluminosaspacasdebotellasderefresco
vacíasalreciclador.
ElPVCesdifícildereciclarenparteporqueraravezse
utilizasolo.Generalmente,elPVCcomercialestratado
conantioxidantes,agentescolorantes,plastificadoresy
aditivosparahacerlomasresistentealaluzultravioleta.
ElPVCtambiénrequieremásenergíadeprocesopara
fabricarsequecualquieradelostermoplásticos
principales.

96. Muchas gracias