El grafeno

El grafeno es una alotropía del carbono; la cual consiste en un teselado hexagonal plano (como un panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes. En realidad, la estructura del grafito puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales π de los átomos de carbono. Los enlaces se dan con una angulación de 120º

Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos incluyendo el grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos.

El grafeno perfecto se constituye exclusivamente de celdas hexagonales; las celdas pentagonales o heptagonales son defectos.

Sus propiedades más importantes son:

-Se cree que posee propiedades de autoenfriamiento.

-Alta conductividad térmica y eléctrica

-Alta elasticidad y dureza.

-Resistencia de hasta 200 veces mayor que la del acero

-El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.

-Soporta la radiación ionizante.

-Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.

-Se calienta menos al conducir los electrones.

-Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de helio, cuyos átomos son los más pequeños que existen,  puede atravesarlo.

El grafeno tiene unas propiedades muy buenas para crear componentes de circuitos electrónicos pero su inconveniente es su difícil obtención que aún no está del todo desarrollada.

Aplicaciones:

-Células solares
-Chalecos antibalas
-Componentes electrónicos




 

http://www.youtube.com/watch?v=yc8qYXG5Snk

http://www.youtube.com/watch?v=DtJlB36SUqE

Reciclaje de materiales

El reciclaje es la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de vida. Se produce ante la perspectiva de tres factores: el agotamiento de recursos naturales, la eliminación eficaz los desechos y la rentabilidad económica de la actividad.

El reciclaje es un proceso fisicoquímico o mecánico que consiste en someter a una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto. También se podría definir como la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de vida y se produce ante la perspectiva del agotamiento de recursos naturales, macro económico y para eliminar de forma eficaz los desechos. Los materiales mas importantes que siguen procesos de reciclado son los siguientes:


-Los plásticos
Los plásticos utilizados habitualmente en la industria e incluso en la vida cotidiana son productos con una muy limitada capacidad de autodestrucción, y en consecuencia quedan durante muchos años como residuos. Ademas, los plásticos son derivados del petroleo, materia cada vez mas escasa y cara lo que requiere que los plásticos sean reciclados para utilizarlos de nuevo. Estos son los procesos más comunes en plásticos:


       -Reutilización: Es aplicable a aquellos productos que tienen un valor en su forma y estado actual, tales como cajas de poliestireno expandido, cajas de transporte de botellas o frutas, bidones...En estos casos, un simple lavado y almacenamiento del producto limpio es suficiente para su recuperación.


       -Reciclado por calidades: Se trata de separar los plásticos en función de su composición (polietilenos, PVC,    PET, ABS...) y efectuar un lavado de los mismos.
Los plásticos limpios pueden ser comprimidos en balas como en el caso del papel para su venta o fundidos y convertidos en granzas para darles un valor añadido.
       -Reciclado conjunto: Consiste en realizar una mezcla de la totalidad de los plásticos recogidos y, previa limpieza y trituración, moldearlos por extrusión obteniendo perfiles para su utilización en construcción, agricultura, urbanismo etc. como sustitutos de la madera o metales. Tambien son incinerados y aprovechados para la producción de electricidad y calor. 




-Los metales:

La mayor parte de los metales que existen se pueden fundir y volver a procesar. Los residuos metálicos se clasifican en dos tipos:

• Metales férricos, originados en el proceso de producción, transformación y uso del acero
• Metales no-férricos, que son el resto de metales, principalmente aluminio y cobre.

   -La cadena de reciclado posee varios eslabones:

1. Origen: que puede ser doméstico o industrial
2.  Recuperación: Consiste únicamente en la recolección y transporte de los residuos hacia el siguiente eslabón de la cadena
3. Plantas de transferencia: Aquí se mezclan los residuos para realizar transportes mayores a menor coste aunque es un eslabon que no siempore aparece
4. Plantas de clasificación: Donde se clasifican los residuos y se separan los valorizables
5.  Reciclado final: Donde finalmente los residuos se reciclan, se almacenan o se usan para producción de energía.

No todos los metales se reciclan de la misma forma:

• Metales férricos: Son los que tienen mayor demanda comercial. El uso de chatarra de hierro ahorra el 62 % de energía respecto a la producción con mineral de hierro, además de gran cantidad de agua y evitar mucha contaminación.
  La chatarra recibida en la planta de reciclaje llega generalmente mezclada y sucia. Es necesario, por lo tanto, verificar que no existan elementos contaminantes o peligrosos. Luego, la chatarra es tomada por un gran electroimán y trasladada hasta la cesta, un enorme recipiente de aceromuy resistente.
  La cesta introduce su carga en un horno eléctrico, donde se logra el paso del estado sólido al estado líquido. Mediante la inyección de oxígeno y la introducción de un carburante para generar más energía, se logra fundir todo el metal. La escoria flota sobre el acero líquido del que es separada. Despues el acero líquido se vierte en otro recipiente, denominado cuchara de colada, donde se termina de ajustar la composición química definitiva. Posteriormente, en esta cuchara se transporta hacia unos anillos refrigerados con agua donde entra el acero líquido por la parte superior y sale por la parte inferior continuamente. Este proceso es conocido como colada continua y permite producir las palanquillas, las que posteriormente son laminadas para producir barras de acero.
• Metales no férricos: Suelen ser metales de alto valor como el aluminio, cobre, plomo y el oro o el platino de los equipos electrónicos. Por ello se realiza un gran esfuerzo en su recuperación, ya que ahorra grandes cantidades de materias primas muy caras y difíciles de extraer además de ahorros energéticos que pueden llegar al 96% para el caso del aluminio. Éste, además, es el metal más frecuente en las basuras domésticas, llegando a proporciones del 1%, y el residuo de aluminio es ligero, no arde ni se oxida y también es fácil de transportar.
  La separación de estos metales es más difícil y requiere técnicas más complicadas. Para proceder al reciclaje del aluminio primero hay que realizar una revisión y selección de la chatarra según su análisis y metal recuperable para poder conseguir la aleación deseada. La chatarra preferiblemente se compactará, generalmente en cubos o briquetas o se fragmentará, lo cual facilita su almacenamiento y transporte. Al aluminio reciclado se le conoce como aluminio secundario, pero mantiene las mismas propiedades que el aluminio primario. La preparación de la chatarra descartando los elementos metálicos no deseados o los inertes, llevarán a que se consiga la aleación en el horno de manera más rápida y económica.

-El papel: 

Reciclaje de papel es el proceso de recuperación de papel ya utilizado para transformarlo en nuevos productos de papel. Existen tres categorías de papel que pueden utilizarse como materia prima para papel reciclado: molido, desechos de pre-consumo y desecho de post-consumo.

El papel se recicla reduciéndolo a pasta de papel y combinándolo con nueva pasta procedente de la madera. Dado que el proceso de reciclaje provoca la ruptura de las fibras, cada vez que se recicla papel la calidad del mismo disminuye, lo que quiere decir que se deben añadir un elevado porcentaje de nuevas fibras, o será sinónimo de productos de menor calidad. Cualquier escrito o coloración del papel se debe primero retirar mediante decoloración.Casi cualquier tipo de papel se puede reciclar hoy en día, aunque algunos resultan más difíciles de tratar que otros. Los papeles cubiertos con plástico o aluminio, y los papeles encerados, pegados o engomados normalmente no se reciclan por el elevado coste del proceso. Los papeles de regalo tampoco pueden reciclarse debido a su ya de por sí pobre calidad.En ocasiones, las plantas de reciclaje piden que se retiren los brillos de los periódicos, dado que son de un tipo de papel diferente. Tienen un recubrimiento de arcilla que algunas fábricas no pueden trabajar. La mayoría de la arcilla se retira de la pasta reciclada como lodos.

La industria del papel supone un efecto en el medio ambiente, tanto con las actividades previas, como en las posteriores. El reciclaje del papel reduce este impacto. Actualmente, el 90% de la pasta de papel está fabricada con madera. La producción de papel representa aproximadamente un 35% de árboles talados, suponiendo el 1,2% del volumen de producción mundial total. 

Reciclar una tonelada de papel de periódico ahorra aproximadamente una tonelada de madera, mientras que reciclando una tonelada de papel impreso o de copias se ahorra algo más de dos toneladas de madera.

      

        -Pasos del reciclaje:

1. Pastificación: Se le añaden disolventes químicos específicos a las fibras de papel y se separan.
2. Criba:que retira todo lo que no son fibras de papel.
3. Centrifugación: Los materiales se separan por su densidad, quedando en diferentes estratos el papel y los lodos
4. Flotación: Se añaden burbujas de aire para que la tinta se separe de los lodos.
5. Lavado de las pasta para retirar las pequeñas partículas que pueden quedar.
6. Blanqueamiento, generalmente con peróxido de hidrógeno o hidrosulfito de sodio.
7. Fabricación del papel propiamente dicha, similar al modo en que se fabrica papel virgen.

Edificios contra terremotos

Japón es una zona con un gran número de terremotos al año, se tienen que desarrollar estructuras que resistan a estos terremotos o de lo contrario se sufrirían grandísimas pérdidas económicas. Para evitar lo maximo posible la caida de edificios a causa de los terremotos, se desarrollan diferentes técnicas como por ejemplo reforzar la cimentación con hormigón, reforzar el edificio con estructuras auxiliares, reforzarlo con elementos tensionados, reducir el peso del forjado, incrementar los apoyos verticales, refuerzos de madera contrachapada y susttitución de elementos verticales, travesaños y refuerzos. Los edificios pueden tener incorporado un sistema de amortiguadores en su base para que pueda oscilar al compas del movimiento del suelo al producirse el terremoto sin derrumbarse, estos sistemas constan de resortes de acero que aguanten el peso de la estructura y de amortiguadores rellenos de masa viscosa que amortiguen los temblores. Otra propuesta es aislar el edificio de las ondas producidas por el terremoto con unos aislantes especiales en la base del edificio evitando que se mueva tan bruscamente. Se usan tambien unas especies de amortiguadores en forma de péndulos que se instalan en el interior de los edificios (normalmente rascacielos) para reducir la sacudida en lo alto del edificio y hacerlo así más estable está basado en el principio de vibración armónica de forma que el péndulo unido al edificio absorbe las vibraciones más intensas de la estructura. Este metodo se ha instalado ya en varios edificios para combatir por ejemplo grandes vientos. Se trata de un mecanismo simple , ya que consiste básicamente en un enorme bloque de acero u hormigón colgando como un péndulo o colocado sobre raíles o una plataforma deslizable y su misión es contrarrestar los vaivenes y movimientos laterales habituales en este tipo de edificios, desplazándose en el sentido contrario a estos.

Terremoto en Japón

Este 11 de Marzo de 2011 se dio uno de los peores terremotos sufidos por Japón en toda su historia desde que se tienen registros (casi 9 grados en la escala de Richter). Las consecuencias han sido graves ya que se estima que las muertes pueden sobrepasar las 10.000 a parte de todos los desplazados y los evacuados por el riesgo nuclear de la planta de Fukushima y varias poblaciones que han quedado practicamente derruidas por completo. Y es que a este terremoto se le sumó un tsunami que provocó graves deños en una central nuclear japonesa.
La central nuclear de Fukushima consta de 6 reactores de los cuales 2 no estaban en funcionamiento y de los 4 restantes, 2 han sufrido graves daños. En el reactor 1 aumento demasiado la presión y se tuvo que soltar gas radioactivo al exterior por miedo a que explotase la vasija del reactor, un poco mas tarde, una explosion destrozo el techo del edificio del reactor pero ahora ya no hay indicios de problemas con la vasija del reactor y los operarios intentan enfriar el nucleo con agua del mar en camiones cisterna y helicopteros. En el reactor 2 se dio una explosión el 15 de marzo y salió humo del reactor, el cual no se sabe si era radioactivo o no y los operarios continuan intentando enfriarlo. En el reactor 4, al igual que en el 1, aumento demasiado la presión y tuvieron que dejar escapar vapor, más tarde una explosion daño el edificio y comenzo a emerger humo blaco, el cual preocupaba bastante, ahora se sigue intentando enfriarlo igual que los otros pero no se esta seguro de que todo el material que resulta ser plutonio (más peligroso que el uranio), siga intacto. En el reactor 4 preocupa la situación de la piscina donde se guarda el combustible, donde se han dado varios incendios, ya que se había retirado para operaciones de mantenimiento.
Debido a la alarma nuclear, se han evacuado a 200.000 personas en un radio de 20 km. Se ha encontrado algo de radiación en la zona. Yo creo que esta situación ya esta casi controlada y que en el plazo de 3 o 4 dias como mucho, terminara por mejorarse del todo.
Aqui hay un enlace donde se resume el accidente de Fukushima, el terremoto y el tsunami con todo detalle:
http://www.elmundo.es/especiales/2011/terremoto-japon/terremoto_tsunami.html

Y una imagen en la cual se distinguen los cuatro reactores (cuadrados) y los edificios de turbinas:

La garra de Arquímedes

La garra de Arquímedes, fue un arma de asedio diseñada por Arquímedes para defender la ciudad de Siracusa de los ataques por el mar. Era algo así como un tipo de grúa equipada con gancho de metal que era capaz de elevar a las naves atacantes por encima del agua, para luego dejarlas caer, causando así el hundimiendo del barco.

Estas máquinas se hicieron famosas durante la Segunda Guerra Púnica, cuando la República romana asedió la ciudad de Siracusa entre los años 213 y 211 a. C. Cuando la flota romana se acercaba a la ciudad aprovechando la oscuridad de la noche, las máquinas se desblegaban y provocaban el hundimiento de muchos barcos y la confusión en el ataque Polibio narra que la intervención de Arquímedes en el ataque romano a Siracusa fue decisivo, hasta el punto de que desbarató la esperanza romana de tomar la ciudad por asalto, teniendo que modificar su estrategia y pasar al asedio de larga duración, situación que duró ocho meses, hasta la caída definitiva de la ciudad.

Los romanos acercaban todo lo que podían los barcos al muro para enganchar sus escaleras a las murallas y poder acceder con sus tropas a las almenas. Entonces entraba en acción la garra, que consistía en un brazo parecido al de una grúa del cual pendía un enorme gancho de metal. Cuando se dejaba caer la garra sobre un barco enemigo el brazo se balanceaba en sentido ascendente, levantaba la proa del barco fuera del agua y después mediante un sistema de polea y cadenas se dejaba caer súbitamente el barco que se hundía.


  

Esto es un esquema aproximado de cómo sería la garra de arquímedes.