BIOCUMBUSTIBLES

Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o sus desechos metabólicos (como estiércol).

Recientemente ha surgido un gran interés por los biocombustibles, principalmente debido a que gobiernos pretenden disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y así lograr mayor seguridad energética. Además, se mencionan diversas ventajas de los biocombustibles con respecto a otras energías, como la menor contaminación ambiental, la sustentabilidad de los mismos y las oportunidades para sectores rurales.

Los biocombustibles pueden reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles. En comparación con otras energías alternativas, como la proporcionada por el hidrógeno, el reemplazo de los combustibles fósiles por biocombustibles en el sector de transporte carretero puede ser realizado con menores costos, debido a que no requieren grandes cambios en la tecnología actualmente utilizada, ni tampoco en el sistema de distribución. Utilizar otro tipo de energía, como la obtenida a través del hidrógeno, que se basa en una tecnología totalmente distinta, requeriría grandes cambios en el stock de capital. Esto no implica que se deban descartar nuevas fuentes de energía, sino que los biocombustibles serán los que tendrán más crecimiento en el corto plazo.

Tanto los combustibles fósiles como los biocombustibles, tienen origen biológico. Toda sustancia susceptible de ser oxidada puede otorgar energía. Si esta sustancia procede de plantas, al ser quemada devuelve a la atmósfera dióxido de carbono que la planta tomó del aire anteriormente. Las plantas, mediante la fotosíntesis, fijan energía solar y dióxido de carbono en moléculas orgánicas. El petróleo es energía proveniente de fotosíntesis realizada hace millones de años concentrada. Al provenir de plantas de hace millones de años, su cantidad es limitada. En el caso de los biocombustibles, la sustancia a ser quemada proviene de fotosíntesis reciente, por eso se afirma que la utilización de biocombustibles no tiene impacto neto en la cantidad de dióxido de carbono que hay en la atmósfera. Algunos la consideran energía renovable en el sentido que el ciclo de plantación y cosecha se podría repetir indefinidamente, teniendo en cuenta que no se agoten los suelos ni se contaminen los campos de cultivo.

Clases de biocombustibles

Las fuentes de bioenergía pueden ser biomasa tradicional quemada directamente, tecnologías a base de biomasa para generar electricidad, y biocombustibles líquidos para el sector de transporte.

- La biomasa tradicional es utilizada en países subdesarrollados, principalmente en zonas rurales. Esta energía es neutra en emisiones de CO2 (utiliza fotosíntesis reciente), pero tiene elevados costos ambientales, sanitarios y económicos.

- Con respecto a la biomasa para generar electricidad, este sistema es utilizado en países industrializados con elevados recursos forestales, que utilizan madera para generar electricidad.

- Los biocombustibles líquidos proporcionan actualmente aproximadamente la energía equivalente a 20 millones de toneladas de petróleo (lo que equivale al 1% del combustible utilizado mundialmente para transporte por carretera) [Comité de Seguridad Alimentaria Mundial 2007].

Los biocombustibles que mas se utilizan son el etanol y el biodiesel. El etanol puede ser utilizado en motores que utilizan nafta, mientras que el biodiesel puede ser utilizado en motores que utilizan gasoil.

El etanol es un biocombustible a base de alcohol, el cual se obtiene directamente del azúcar. Ciertos cultivos permiten la extracción directa de azúcar, como la caña azucarera (Brasil), la remolacha (Chile) o el maíz (Estados Unidos). Sin embargo, prácticamente cualquier residuo vegetal puede ser transformado en azúcar, lo que implica que otros cultivos también pueden ser utilizados para obtener alcohol. Aunque con la tecnología disponible actualmente este último proceso es muy costoso, se pronostica que ocurran avances en este sentido (las llamadas tecnologías de segunda generación).

En el caso de los motores diesel, se pueden utilizar biocombustibles obtenidos a partir de aceites o grasas. Ciertas plantas como la soja o el girasol, son las que mas eficientemente producen aceites que pueden ser utilizados como biocombustibles directamente, o pueden ser procesados para obtener un biocombustible mas refinado. La utilización directa de aceites vegetales es posible, pero requiere de modificaciones en el motor. El sistema mas habitual es la transformación de los aceites mediante un proceso químico que permite la utilización del biocombustible en un motor diesel sin modificar.

EOLICA

Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios.^[1] En 2009 la eólica generó alrededor del 2% del consumo de electricidad mundial, cifra equivalente a la demanda total de electricidad en Italia, la séptima economía mayor mundial.^[2] En España la energía eólica produjo un 11% del consumo eléctrico en 2008,^{[3] [4]} y un 13.8% en 2009.^[5]
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.


Hace miles de años que se utiliza la energía del viento (eólica). Los persas fueron los pioneros de los molinos de viento. La energía eólica- o el aerogenerador de hoy- ya no se parece tanto al modelo de estos antepasados que la utilizaban para moler trigo. Esta energía eólica recibe su nombre de Aeolus (griego antiguo Αἴολος / Aiolos), nombre del dios del viento en la antigua Grecia.

SOLAR

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).

GEOTERMIA

La geotermia es una rama de la ciencia geofísica que se dedica al estudio de las condiciones térmicas de la Tierra. Uno de los frutos de la técnica más notables, es la extracción de la energía geotérmica.
GEOTERMIAes una palabra de origen griego, deriva de "geos" que quiere decir tierra, y de "thermos" que significa calor: el calor de la tierra. se emplea indistintamente para designar tanto a la ciencia que estudia los fenómenos térmicos internos del planeta como al conjunto de procesos industriales que intentan explotar ese calor para producir energía eléctrica y/o calor útil para el ser humano.


La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".


En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarias. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes.
En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:

• Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
• Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.

• Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

BIOCOMBUSTIBLES

Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o sus desechos metabólicos (como estiércol).

Los biocombustibles son combustibles de origen biológico obtenido de manera renovable a partir de restos orgánicos. Estos restos orgánicos proceden habitualmente del azucar, trigo, maiz o semillas oleaginosas.
Todos ellos reducen el volumen total de CO2 que se emite en la atmósfera, ya que lo absorben a medida que crecen y emiten prácticamente la misma cantidad que los combustibles convencionales cuando se queman, por lo que se produce un proceso de ciclo cerrado.
Los biocombustibles son a menudo mezclados con otros combustibles en pequeñas proporciones, 5 o 10%, proporcionando una reducción útil pero limitada de gases de efecto invernadero. En Europa y Estados Unidos, se ha implantado una legislación que exige a los proveedores mezclar biocombustibles hasta unos niveles determinados. Esta legislación ha sido copiada luego por muchos otros paises que creen que estos combustibles ayudarán al mejoramiento del planeta a través de la reducción de gases que producen el denominado ‘Efecto Invernadero’.
¿Qué es el Biodiésel?
El biodiésel es un biocombustible que se fabrica a partir de cualquier grasa animal o aceites vegetales, que pueden ser ya usados o sin usar. Se suele utilizar girasol, canola, soja o jatropha, los cuáles, en algunos casos, son cultivados exclusivamente para producirlo. Se puede usar puro o mezclado con gasoil en cualquier proporción en motores diésel. El principal productor de biodiésel en el mundo es Alemania, que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7% y Austria con el 3%.
El sistema más habitual es la transformación de estos aceites a través de un proceso de transesterificación. De este modo, a partir de alcohol metílico, hidróxido sódico (soda cáustica) y aceite vegetal se obtiene un éster que se puede utilizar directamente en un motor diesel sin modificar, obteniéndose glicerina como subproducto. La glicerina puede utilizarse para otras aplicaciones.
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¿Qué es el Bioetanol?
El bioetanol, también llamado etanol de biomasa, es un alcohol que se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar o remolacha. Permite sustituir las gasolinas o naftas en cualquier proporción y que generan contaminación ambiental. Brasil es el principal productor de bioetanol, 45% de la producción mundial, Estados Unidos representa el 44%, China el 6%, la Unión Europea el 3%, India el 1% y otros países el restante 1%.
El bioetanol puede proceder del maíz como en los EEUU o de la caña de azúcar como el que se fabrica en Brasil. En este último país se ha venido utilizando el alcohol como combustible de automoción desde los años 60 aproximadamente.
La caña de azúcar, la remolacha o el maíz no son la única fuente de azúcar. Puede ser utilizada la celulosa para obtener azúcar. La celulosa es una larga cadena formada por “eslabones” de glucosa. De este modo, casi todo residuo vegetal será susceptible de ser transformado en azúcar y luego gracias a la fermentación por levaduras obtener el alcohol destilando el producto obtenido.
¿Qué es el Biogás?
El biogás, resulta de la fermentación de los desechos orgánicos. Este combustible es una alternativa más en la matriz energética del país.
¿Qué es la Biomasa?
Esta fue la primera fuente de energía que conoció la humanidad. La madera o incluso los excrementos secos son biocombustibles. Si se administra bien la madera de los bosques puede ser un recurso renovable y mal administrado puede convertirse en un desastre ecológico. De este modo se propuso la biomasa como fuente de energía. Biomasas pueden ser virutas o aserrín de madera, producto de la limpieza de bosques o incluso de su explotación racional.

Clases de biocombustibles

Las fuentes de bioenergía pueden ser biomasa tradicional quemada directamente, tecnologías a base de biomasa para generar electricidad, y biocombustibles líquidos para el sector de transporte.

- La biomasa tradicional es utilizada en países subdesarrollados, principalmente en zonas rurales. Esta energía es neutra en emisiones de CO2 (utiliza fotosíntesis reciente), pero tiene elevados costos ambientales, sanitarios y económicos.

- Con respecto a la biomasa para generar electricidad, este sistema es utilizado en países industrializados con elevados recursos forestales, que utilizan madera para generar electricidad.

- Los biocombustibles líquidos proporcionan actualmente aproximadamente la energía equivalente a 20 millones de toneladas de petróleo (lo que equivale al 1% del combustible utilizado mundialmente para transporte por carretera) [Comité de Seguridad Alimentaria Mundial 2007].

Los biocombustibles que mas se utilizan son el etanol y el biodiesel. El etanol puede ser utilizado en motores que utilizan nafta, mientras que el biodiesel puede ser utilizado en motores que utilizan gasoil.

El etanol es un biocombustible a base de alcohol, el cual se obtiene directamente del azúcar. Ciertos cultivos permiten la extracción directa de azúcar, como la caña azucarera (Brasil), la remolacha (Chile) o el maíz (Estados Unidos). Sin embargo, prácticamente cualquier residuo vegetal puede ser transformado en azúcar, lo que implica que otros cultivos también pueden ser utilizados para obtener alcohol. Aunque con la tecnología disponible actualmente este último proceso es muy costoso, se pronostica que ocurran avances en este sentido (las llamadas tecnologías de segunda generación).

En el caso de los motores diesel, se pueden utilizar biocombustibles obtenidos a partir de aceites o grasas. Ciertas plantas como la soja o el girasol, son las que mas eficientemente producen aceites que pueden ser utilizados como biocombustibles directamente, o pueden ser procesados para obtener un biocombustible mas refinado. La utilización directa de aceites vegetales es posible, pero requiere de modificaciones en el motor. El sistema mas habitual es la transformación de los aceites mediante un proceso químico que permite la utilización del biocombustible en un motor diesel sin modificar.

HIDROGENO

Primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas, H₂. El átomo de hidrógeno, símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Tiene número atómico 1 y peso atómico de 1.00797. Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos del hidrógeno: el protio, de masa 1, que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural; el deuterio, de masa 2, que se encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, y el tritio, de masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares.

Usos: El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. La utilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno (hydrocracking), y en el tratamiento con higrógeno para eliminar azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicos orgánicos. Grandes cantidades de hidrógeno se emplean como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.
Propiedades: El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594. El gas tiene una densidad de 0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0.0695. El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesos químicos. A temperaturas ordinarias el hidrógeno es una sustancia poco reactiva a menos que haya sido activado de alguna manera; por ejemplo, por un catalizador adecuado. A temperaturas elevadas es muy reactivo.
Aunque por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres. El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso, aun a la temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, entre ellos la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir los metales libres. Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y cianuros de sodio y potasio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales como no metales, para producir hidruros, como el NaH, KH, H₂S y PH₃. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H₂O₂, con oxígeno. Con compuestos orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de productos; con etileno, C₂H₄, por ejemplo, los productos son etano, C₂H₆, y butano, C₄H₁₀. El calor que se libera cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en soldadura de hidrógeno atómico.
El hidrógeno reacciona con oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si la acelera un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, se realiza con violencia explosiva. Con nitrógeno, el hidrógeno experimenta una importante reacción para dar amoniaco. El hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas con cierto número de metales y produce hidruros. Los óxidos de muchos metales son reducidos por el hidrógeno a temperaturas elevadas para obtener el metal libre o un óxido más bajo. El hidrógeno reacciona a temperatura ambiente con las sales de los metales menos electropositivos y los reduce a su estado metálico. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno reacciona con compuestos orgánicos no saturados adicionándose al enlace doble.
Compuestos principales: El hidrógeno es constituyente de un número muy grande de compuestos que contienen uno o más de otros elementos. Esos compuestos incluyen el agua, los ácidos, las bases, la mayor parte de los compuestos orgánicos y muchos minerales. Los compuestos en los cuales el hidrógeno se combina sólo con otro elemento se denominan generalmente hidruros.
Preparación: Se pueden aplicar muy diversos métodos para preparar hidrógeno gaseoso. La elección del método depende de factores como la cantidad de hidrógeno deseada, la pureza requerida y la disponibilidad y costo de la materia prima. Entre los procesos que más se emplean están las reacciones de metales con agua o con ácidos, la electrólisis del agua, la reacción de vapor con hidrocarburos u otros materiales orgánicos, y la descomposición térmica de hidrocarburos. La principal materia prima para la producción de hidrógeno son los hidrocarburos, como el gas natural, gas de aceite refinado, gasolina, aceite combustible y petróleo crudo.

Efectos del Hidrógeno sobre la salud

Efectos de la exposición al hidrógeno: Fuego: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o explosión. Explosión: La mezcla del gas con el aire es explosiva. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación. Inhalación: Altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente deficiente de oxígeno. Los individuos que respiran esta atmósfera pueden experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, pitidos en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los sentidos. La piel de una víctima puede presentar una coloración azul. Bajo algunas circunstancias se puede producir la muerte. No se supone que el hidrógeno cause mutagénesis, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva. Las enfermedades respiratorias pre-existentes pueden ser agravadas por la sobreexposición al hidrógeno. Riesgo de inhalación: Si se producen pérdidas en su contenedor, se alcanza rápidamente una concentración peligrosa.

Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman fácilmente mezclas explosivas. El gas es más ligero que el aire.

Peligros químicos: El calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión. Reacciona violentamente con el aire, oxígeno, halógenos y oxidantes fuertes provocando riesgo de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, tales como platino y níquel, aumentan enormemente estas reacciones.

Elevadas concentraciones en el aire provocan una deficiencia de oxígeno con el riesgo de inconsciencia o muerte. Comprobar el contenido de oxígeno antes de entrar en la habitación. No hay advertencia de olor si hay concentraciones tóxicas presentes. Medir concentraciones de hidrógeno con un detector de gas adecuado (un detector normal de gas inflamable no es adecuado para este propósito).

Efectos ambientales del Hidrógeno

Estabilidad ambiental: El hidrógeno existe naturalmente en la atmósfera. El gas se disipará rápidamente en áreas bien ventiladas.

Efecto sobre plantas o animales: Cualquier efecto en animales será debido a los ambientes deficientes de oxígeno. No se anticipa que tenga efectos adversos sobre las plantas, aparte de la helada producida en presencia de los gases de expansión rápida.

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MATERIALES PARA CONSTRUCCION

LOS MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN. EL CONCRETO. El concreto es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua. La propiedad mas importante del concreto es su resistencia a la compresión. Su resistencia a la tracción es escasa y no se considera Útil. Su resistencia a esfuerzos cortantes es importante cuando se combina con acero de refuerzo. La capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo, aplastándolo, es lo que se conoce como resistencia a la compresión. La capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo, doblándolo, es lo que se conoce como resistencia a la flexión. Cuando el acero que es resistente a los esfuerzos de tracción es combinado con el concreto se obtiene un material capaz de resistir esfuerzos en todos los sentidos. Esto hace posible construir a prueba de temblores de tierra. Para obtener concreto de calidad es necesario conocer bien los materiales que lo componen:

EL CEMENTO. Debe usarse cemento Portland tipo 1, o tipo 1(MC). El cemento se debe proteger de la humedad en la obra, porque ésta lo perjudica considerablemente. Al almacenarlo, las pilas deben ser de 12 sacos de altura como máximo, para evitar que el cemento se compacte en los sacos de abajo. Se debe emplear lo antes posible, porque se estropea cuando esta almacenado mucho tiempo.

LA ARENA. La arena debe ser limpia porque cualquier material extraño afecta la resistencia del concreto. La arena sucia se conoce al frotarla entre las manos, ya que deja residuos de barro o tierra. En estos casos se debe lavar hasta que el agua salga clara. COMISIÓN NACIONAL DE EMERGENCIA: No deben usarse arenas de un solo grano, sino de granos gruesos, medianos y finos. No deben emplearse arenas muy finas, Preferiblemente se debe emplear la arena de río para hacer el concreto.

LA PIEDRA. Generalmente en el concreto se utiliza piedra quebrada. No debe usarse piedra quebrada de un solo tamaño y el diámetro nunca debe ser mayor que la distancia libre entre el acero de refuerzo y la pared de la formaleta o del bloque. En el concreto corriente se emplea la mezcla de piedras tercera y cuarta. En las vigas corona y de fundación de la casa de un piso debe considerarse especialmente el grueso de la piedra porque se trabaja con paredes delgadas que hacen difícil el paso de la piedra grande entre la armadura. Tamaños de piedra quebrada:

• Piedra quinta: 1 cm (3/8")
• Piedra cuartilla: 1.9 cm (3/4")
• Piedra cuarta: 2.5 cm (1")
• Piedra tercera: 3.7 cm (1 1/27

Para la mezcla de concreto de vigas y columnas (concreto estructural), se recomienda utilizar piedra cuartilla o un agregado con tamaño máximo de 3/4". La piedra tercera puede emplearse en el concreto ciclópeo mezclándola con piedra cuarta. El concreto usado para rellenar los huecos de los bloques necesita piedra quinta como máximo.

FRAGUADO DEL CONCRETO. El proceso de endurecimiento (fraguado) del concreto se debe a la combinación del agua con las partículas de cemento (hidratación). El control de estas condiciones es vital en el primer proceso de endurecimiento. Por esta razón un concreto bien proporcionado, si no tiene la humedad necesaria, será de baja calidad, porque secará rápidamente. Para que el endurecimiento o fraguado se complete adecuadamente es indispensable durante los primeros 7 días mantenerlo húmedo. Este proceso dura por lo menos 28 días, tiempo necesario para obtener un endurecimiento natural y lograr la calidad requerida. Cabe mencionar que un buen fraguado no corregirá los problemas que resultarían de usar elementos (arena, piedra, cemento) inadecuados o mal proporcionados.

CONCRETO ARMADO. El concreto armado es la combinación del concreto y el acero como material compuesto. En estos casos, el acero se coloca en la parte inferior porque es la zona de tracción (donde se rompería). En un voladizo (un solo apoyo) la viga se flexiona (se baja) por su propio peso, por lo que la zona de tracción es arriba; entonces se debe colocar el acero arriba. En el cimiento tipo losa corrida, los aceros longitudinal y transversal se ponen en la parte de abajo para resistir los esfuerzos de tracción y cortante. En la batidora, el concreto debe mezclarse durante 3 minutos como mínimo. Es importante no echarle mucha agua porque resulta un concreto poroso y esto disminuye la resistencia. Por cada saco de cemento se usan 18 litros (cinco galones) de agua. Esto depende de la humedad de la arena especialmente. Para el concreto ciclópeo se usan 223 litros (seis galones) de agua por cada saco de cemento. No se debe utilizar el concreto que ha comenzado a endurecerse. Es importante tener limpio el equipo de mezclo y de transporte,

Preparación del concreto. Es importante tener: la caja de medidas para medir el cemento, la arena y la piedra, La mezcla del concreto puede hacerse a mano, pero es preferible usar una batidora. Cuando la mezcla se hace a mano no se debe hacer sobre la tierra. ES conveniente usar una superficie limpia, como una plataforma de concreto, de lata o de madera para que el concreto salga limpio de materias extrañas. La arena y el cemento se revuelven hasta obtener un material de color uniforme. Se le agrega mas agua hasta formar un material de consistencia media, o sea ni muy seco ni muy aguado. Cuando se usa batidora, el concreto preparado se vacía sobre una superficie limpia o sobre el carretillo. La caja de medidas. Para preparar el concreto es muy importante usar la caja de medidas. Es necesario hacerla de 30.5 x 30.5 x 30-5 cm con fondo, para transportar los materiales. Con la caja de medidas y la tabla de proporciones de materiales se obtiene la calidad de concreto que se necesita.

MATERIALES INTELIGENTES

Los materiales inteligentes son materiales nuevos clasificados por su capacidad de responder ante estímulos externos. Son materiales que pueden ser diseñados para actuar con cierto efecto conocido pero de forma controlada. Algunos de los aspectos que hacen a un material inteligente son:

• Compatibilidad con el medio ambiente
• Generan bajo consumo de energía
• Mejoran la calidad
• Prolongan la vida útil del producto

Ejemplos:

• Metales piezoeléctricos: Cambian su forma o se deforman ante un impulso eléctrico, ante la presión de deformación, producen un impulso eléctrico.
• [[Polímeros] piezoeléctricos: Cambian su forma o se deforman ante un impulso eléctrico, ante la presión de deformación, producen un impulso eléctrico.
• Metales con efecto de memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.
• Polímeros con efecto memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.

·         Los materiales inteligentes son materiales que poseen la capacidad de responder de forma controlada y reversible a estímulos externos (físicos o químicos). Dicha capacidad se manifiesta modificando alguna de sus propiedades. Se pueden denominar también materiales activos o materiales multifuncionales.

·         Los materiales inteligentes poseen innumerables aplicaciones en el sector aeroespacial y militar. Por ellos mismos, o en combinación con otros, pueden tener aplicaciones como sensores o actuadores  de uso en ingeniería, arquitectura, doméstico, señalización, prevención y servicios.

·         Atendiendo al comportamiento que poseen ante un estímulo externo (físico o químico), podríamos clasificar los materiales inteligentes en:

·         a) Materiales electroactivos y magnetoactivos.

·         b) Materiales fotoactivos o fotolumiscentes.

·         c) Materiales cromoactivos

·         d) Materiales con memoria de forma. 

A continuación describimos brevemente cada uno de ellos.

a) Materiales Electro y Magnetoactivos

·         Son aquellos que actúan, responden o reaccionan ante cambios eléctricos o magnéticos. Normalmente se utilizan en sensores.  

b) Materiales Fotoluminiscentes o fotoactivos

·         Los materiales fotoactivos o fotoluminiscentes son aquellos capaces de responder de una manera diferenciada a ser expuestos a la luz (solar o artificial).

·         Los materiales fotoluminiscentes, los podemos desglosar en: Fluorescentes, fosforescentes y electroluminiscentes.

·         Fluorescentes: son aquellos materiales que poseen la propiedad de emitir luz cuando son expuestos a radiaciones del tipo ultravioleta, rayos catódicos o rayos X. Las radiaciones absorbidas (invisibles al ojo humano), son transformadas en luz visible, o sea, de una longitud de onda mayor a la incidente. Su efecto cesa tan pronto como desaparece la fuente de excitación.

·         Fosforescentes: son aquellos materiales capaces de emitir luz después de haber sido excitados mediante luz (natural o artificial). Su emisión de luz continúa después de que la fuentes de excitación ha sido cesada. Esto último es lo que los diferencia de los fluorescentes.

·         Electroluminiscentes: son los materiales que al ser estimulados mediante electricidad responden produciendo luces de diferentes colores. Su emisión de luz no conlleva producción de calor.

c) Materiales cromo activos

·         Los materiales capaces de responder con un cambio de color ante un estímulo externo (presión, radiación UV, rayos X, temperatura,..etc) se denominan Cromoactivos.

·          Se pueden clasificar en: fotocrómicos, termocrómicos y electrocrómicos

·         Fotocrómicos:  son aquellos materiales que cuando incide sobre ellos la luz solar, o luz con elevado componente UV, cambian de forma reversible su color. El color desaparece cuando cesa la excitación. Estos materiales no se ven en la oscuridad. Sus aplicaciones fundamentales es en temas de seguridad (tinta invisible, detección de documentos), en temas publicitarios (carteles, camisetas, zapatos, cordones, bolsos, folletos...etc) y en óptica (lentes).

·         Termocrómicos: son materiales que cambian reversiblemente de color con la temperatura. Permiten seleccionar el color y el rango de temperaturas, con lo que permiten un rango muy amplio de aplicaciones. Normalmente son de naturaleza semiconductora. Su aplicaciones fundamentales es señalización (etiquetado/control temperatura-cadena frío-), seguridad (tuberías y conducciones, elementos peligrosos, etc...), artículos del hogar (envases microondas, sartenes, placas calefactoras, vasos-jarras, ..etc) y juguetería.

·         Electrocrómicos: son los materiales que al aplicarles una diferencia de potencial, cambia su espectro de absorción y, generalmente, su color.

d)  Materiales con Memoria de Forma

·         Son materiales que una vez han sido deformados son capaces de volver a sus forma primaria.

·         Se pueden clasificar según el tipo de fuerza aplicada al material: campos térmicos o magnéticos

·         Las aleaciones de NITINOL (níquel-titanio), son las más conocidas, y responden ante campos térmicos. Se utilizan en ortodoncia (alambres dentales), medicina, robótica, válvulas, ...etc.

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MATERIALES DE EMBALAJE

Existen varios tipos de materiales de embalaje utilizados en la actualidad para cubrir las demandas de un mercado dedicado a la rigurosa exportación y demanda del consumidor. Se han creado los diferentes materiales de embalaje. Dependiendo del producto a embalar, unos requieren un tipo de material u otro que se adapte mejor a su conservación, transporte o presentación. 
Entre los materiales para embalaje se tienen los siguientes:
- Materiales naturales: Son aquellos recipientes o envases que han venido utilizándose tradicionalmente como son cestos de grandes dimensiones fabricados con materia natural de hojas de bambú, de palma, de mimbre o de fibra de coco (var. Sartiko) . No son convenientes, presentando varias ventajas sobre su uso como por ejemplo el no ser un material rígido y poder deformarse con facilidad, por presentar bordes afilados que llegan a rasgar el producto perdiendo su valor comercial, o bien por tratarse de contenedores con poca higiene y de difícil lavado.

- Cartón: El cartón suele ser macizo y liso o bien con estrías o canales en su superficie. Se realizan cajas de cartón con más o menos profundidad y con gran diversidad de diseños, tamaños y resistencia. Siempre abiertas por la parte de arriba y en cuyos bordes pueden imprimirse el etiquetado con la información de peso etc. También pueden llevar impresa la publicidad referente a la empresa de origen. Las cajas de cartón son limpias y manejables pero con el inconveniente que se estropean fácilmente por la humedad, apilamiento y manipulación.

- Madera: Con este tipo de material se fabrican cajas y cajones con láminas de madera de diferente grosor. Este tipo de cajas son de un sólo uso y rígidas, por lo que responden bien al apilamiento de las mismas y al transporte. El coste de estos envases son plenamente competitivos con las exigencias del mercado, siendo en muchos casos similares a los envases de cartón ondulado.