Formación del Diamante

Uso de los Recursos Naturales y el Cuidado del Ambiente Historia

 Historia del Uso de los Recursos Naturales y el Cuidado del Ambiente

Las sociedades aprovechan los elementos naturales, como agua, minerales, animales y plantas, para satisfacer sus necesidades, por ejemplo para producir bienes de uso personal como calzados, muebles, automóviles, cerámicos, utensillos, etc. Así, los seres humanos van modificando y transformando la naturaleza para obtener alimentos, vivienda, vestimenta, etc.

En el campo, con la cría de ganado y el cultivo de plantas, y en las ciudades, con la construcción de edificios, caminos, etc. El ambiente es el resultado de la relación entre los elementos de la naturaleza y las transformaciones realizadas por las personas. Por ejemplo, una montaña es un elemento natural, pero si las sociedades construyen allí casas, caminos y puentes, se la considera un ambiente de montaña.

USO Y CONSERVACIÓN DE LOS RECURSOS NATURALES: La especie humana, aparecida hace aproximadamente 40.000 años atrás, ha sobrevivido principalmente como cazadora-recolectora nómada durante la mayor parte de ese tiempo.

Dos cambios culturales de gran importancia, la Revolución Agrícola (10.000 a 12.000 años atrás) y la Revolución Industrial (a fines del siglo XVIII) trajeron beneficios como el aumento de la tecnología, el suministro de alimentos, la obtención de mucha mayor energía, el aumento de la esperanza de vida, etc. Pero también tuvieron consecuencias negativas: se produjo un brusco aumento de la población y un crecimiento exponencial del uso de los recursos, de la contaminación y de la degradación del ambiente.

Nuestros primeros antecesores cazadores-recolectores (sociedades paleolíticas) lograron sobrevivir porque tenían un adecuado conocimiento del ambiente donde vivían, y entendían su íntima dependencia respecto ele la naturaleza.

Ellos aprendieron eficazmente a encontrar agua, a saber cuándo maduran los frutos y a conocer los movimientos de sus presas. Al mismo tiempo descubrieron una gran variedad de animales y plantas que les proveían alimento y a las que usaban como medicamentos. Estos hombres sólo empleaban, por un lado, la energía solar, y por el otro, su propia fuerza muscular.

En consecuencia, era escaso el impacto que causaban en el medio natural. Eran grupos humanos pequeños que poseían un comportamiento nómada y dependían de su propia fuerza física.

La Revolución Agrícola se produjo por un cambio gradual de los pequeños grupos nómadas cuando se establecieron en comunidades agrícolas, donde aprendieron a criar animales salvajes y a cultivar plantas silvestres para sobrevivir. Para preparar esos cultivos desmontaban pequeños sectores de bosque, derribando árboles y malezas, para luego quemar esa vegetación talada y utilizar las cenizas como abono.

Dichos cultivos eran de subsistencia, esto es, producían sólo lo necesario para comer ellos y sus familias. El trabajo era manual y usaban precarias herramientas de labranza, por lo cual hubo escaso impacto sobre el medio natural.

Más adelante, con la aparición del arado de metal tirado por animales domesticados, junto con el aumento de las parcelas cultivadas donde se abrían los suelos fértiles, la degradación se incrementó.

urbanizacion primitiva

La Revolución Urbana introdujo fuertes cambios culturales que aparejaron problemas ambientales, cuyas consecuencias se mantienen vigentes en la actualidad. La urbanización se originó en un grupo de agricultores con capacidad de producir alimento suficiente para mantener a sus familias, más un excedente que podía comercializar con otras personas. Estos grupos crecieron hasta convertirse en pueblos y ciudades, donde se centralizaron el comercio, los gobiernos y la religión, y el agua se transformó en un recurso económicamente valioso.

primeros asentamiento humanos

Empezó en esta etapa una verdadera contienda contra la naturaleza, donde la supervivencia de animales y plantas silvestres dejó de ser importante pues competían con el ganado y los cultivos; fueron eliminados o desalojados, ya no eran considerados recursos vitales para el hombre. Como consecuencia sobrevinieron guerras, sobrepoblación, contaminación y degradación ambiental.

La Revolución Industrial comenzó en Inglaterra a mediados del siglo XVIII y se extendió a los Estados Unidos en el siglo siguiente; la leña fue reemplazada por el carbón como combustible sustituto. El consumo promedio de energía por persona aumentó considerablemente y, por lo tanto, el poder de alterar y utilizar la Tierra para satisfacer las necesidades del crecimiento económico. El uso del carbón llevó a la invención de la máquina de vapor.

carbon y la maquina a vapor

Más adelante, el carbón fue reemplazado por el petróleo y el gas. Con el avance de la Revolución Industrial surgió la sociedad industrial avanzada, que se caracterizó por la intensa producción y el gran consumo de bienes motivados por la publicidad masiva para crear falsas necesidades o necesidades artificiales, alentando de esta manera lo que llamamos la “sociedad de consumo”.

maquina a vapor

Se produjo también un cambio en la utilización de materiales sintéticos en lugar de los naturales, con el correspondiente perjuicio al ambiente ya que los primeros se degradan muy lentamente y muchos son tóxicos para el hombre, los animales y las plantas. Conjuntamente con los beneficios que acompañaron a estas sociedades se intensificaron muchos problemas ambientales y aparecieron otros nuevos.

torre de petroleo

El uso desmesurado de combustibles fósiles fue el que generó un crecimiento económico vertiginoso, con la consecuente aparición de problemas ambientales graves. La industria de exploración y explotación de la “energía fósil” es la responsable de gran parte de la contaminación del aire y el agua del mundo.

Conquistar la naturaleza puede aparecer como una idea asociada al progreso, pero exacerbada por el proceso de industrialización. Es imprescindible revertir el uso irracional y abusivo de los recursos.

SINTESIS: Volviendo al inicio, decíamos que  las sociedades utilizan los recursos naturales para producir alimentos, ropa, calzados muebles, etc. La mayoría de las veces, las industrias no tienen: en cuenta los daños que generan en los ambientes al obtener los recursos naturales para fabricar sus productos.

El desarrollo sustentable consiste en una serie de acciones que tienen como objetivo lograr un equilibrio entre el desarro llo económico y el cuidado del ambiente. La idea principal en satisfacer las necesidades de las sociedades sin afectar los re cursos naturales y preservarlos para las generaciones futuras Para ello, es necesario que la sociedad y las industrias respeten los tiempos de la naturaleza.

Esto significa que al utilizar los recursos naturales se les debe conceder el tiempo necesario que se reproduzcan y se formen nuevamente. Si ese tiempo no se respeta, es posible que se agoten. Por ejemplo, realizar acti vidades de pesca solo en los períodos determinados para que los peces puedan reproducirse y no estén en peligro de extición. Lo mismo sucede con las plantas y otros animales.

Al mismo tiempo, las sociedades deben prac ticar un consumo responsable, que significa elegir productos teniendo en cuenta como has sido elaborados y cómo afectan al ambiente. Consiste en consumir y elegir lo indispensable y no comprar productos innecesarios, que tengan componentes contaminantes.

Realizar un consumo responsable requiere de un cambio en los hábitos, no muy diferente de los que ya se tienen. Por ejemplo, las bolsas de plástico se pueden reemplazar por una úni ca bolsa de tela y siempre llevar la misma para hacer las compras. De esta manera, se disminuye no solo la producción de plásticos, también los residuos de este material.

Ver: Basura Electrónica

Fuente Consultada: Espacio y Sociedades del Mundo Política, Economía, y Ambiente – Daguerre y Sassone – Edit. Kapeluz Biblioteca Polimodal

Desperdicios de Comida en el Mundo y Datos Alarmantes Huella

DESPERDICIOS DE COMIDA EN EL MUNDO
La Huella del Desperdicio

Desperdicios de Comida en el Mundo: Hoy el mundo vive la contraposición de niños muriendo de hambre por millones en el mundo, mientras en Europa se tirá a la basura anualmente el 50% de lo que se compra en alimentos. El autor del libro ‘Despilfarro’, Tristram Stuart, denuncia que 40 millones de toneladas de alimentos despilfarrados en los EEUU cada año, podrían alimentar a los 1.000 millones de personas que se van a la cama con hambre cada día. Si recogiera toda la comida despilfarrada en Gran Bretaña en un solo dia, podría ofrecer una comida a 60 millones de personas.

desperdicio de comida en el mundo

¿El desperdicio de comida aún comestible es algo cultural, típico de los paises ricos o bien es una práctica que se encuentra por todo el mundo?

Las personas tenemos el poder para producir los cambios necesarios si convertimos el desperdicio de comida en algo socialmente inaceptable.

¿Qué recomendarla a un ciudadano para evitar tanto desperdicio de alimentos? ¡Come lo que compras y compra lo que necesitas!

La solución es no producir más de lo necesario y no despilfarrar. Sin embargo, está claro que despilfarrar comida es el equivalente de sacar comida de las bocas de los pobres a escala global. Cuando compramos comida, por ejemplo, pan, estamos interactuando en el mercado global del trigo.

Las recientes subidas de precio de algunas materias primas como el trigo han sido provocadas en gran medida porque la demanda supera la oferta. Estas subidas de precio condenan a millones de personas al hambre.

Si nosotros, en los países ricos, despilfarráramos menos pan y, por lo tanto, compráramos menos trigo en el mercado mundial, quedaría más cantidad disponible para las personas en África y Asia que pasan hambre, y que compran el trigo en el mismo mercado mundial” dijo Stuart.

Si un supermercado u otro comercio de alimentación acaba teniendo excedentes de productos que van a caducar, deberían donarlos para que la gente pueda consumirlos, antes que despilfarrarlos.

Los paises ricos no invierten más en la agricultura de los países pobres.

En India hay montañas de frutas y de verduras que se están pudriendo simplemente porque faltan infraestructuras agrícolas. Hoy las ONG están dándose cuenta de que se puede aumentar la disponibilidad de alimentos en estos países invirtiendo cantidades de dinero relativamente pequeñas para crear infraestructuras, y asi asegurarse de que la comida llegue en condiciones a los consumidores y no se pudra.

Hoy 2 millones de personas que pasan hambre en España hoy como consecuencia de ia crisis económica. En este momento, se despilfarra más comida de la que podría ser consumida por todas ¡as personas hambrienta.

La producción agrícola mundial deberá aumentar en un 60 % de aquí a 2050 para satisfacer la demanda de una población mundial en crecimiento.

En la actualidad una gran parte de los alimentos producidos en el mundo se pierde. La expresión “pérdida de alimentos” se refiere a la disminución de la masa comestible de los alimentos en tres etapas de la cadena alimentaria ―producción, poscosecha y elaboración―, principalmente en los países en desarrollo.

Cada año un tercio de los productos que se producen en el mundo se pierden en los negocios o se desperdician en los hagares y restaurantes, esto no es solo una pérdida economica sino que todos los recursos naturales usados para el cultivo, la elaboración el envasado , el transporte y la comercializacion de los alimentos tambien se pierden.

desperdicios de comida

Si se vendiera al precio al consumidor los alimentos despilfarrado, el valor estimado es aproximadamente dos veces el producto bruto interno (PIB) de Noruega. No olvidemos que por otro lado esos alimentos desperdiciados lanzan a la atmósferá millones de gases de efecto invernadero generando verdaderos problemas ambientales, que mas tarde perjudicarán la producción de nuevos alimentos.

En el 28% de las tierra del mundo se producen cultivos que se desperdician, lo que equivale a toda la superficie de China, Mongolia y Kazajtán juntas y además toda el agua que se desperdicia es de unos 250 km³, volumen de agua que podría satisfacer la necesidad de agua de todo los habitantes del planeta.

Por otro lado conforme se expande la agricultura y la pesca, se sobreexplotan los recursos naturales y se pierden habitat marinos y forestales, junto con su biodiversidad.

Los alimentos desperdiciados despiden 3.300.000.000 (tres mil trescientos millones o 3,3 Gigatoneladas) de gases de efecto invernadero, y si suponemos que esos gases sean de un país, este se convertiría en el 3° país con mayor emisión del mundo.

Es fácil darnos cuenta que esto asi no puede continuar, en un planeta con cada vez mas personas y menos recursos, no podemos permitirnos tirar nuestros recursos naturales a la basura.

No olvidemos que los esfuerzos pequeños , pero en cantidad se suman, por ejemplo:

a) Los productores de alimentos deben invertir en una mejor tecnología de cosecha y almacenamiento para evitar pérdidas de alimentos.

b) Los minoritas de alimentos pueden reducir los precios de esas hortalizas imperfectas y donar los excedentes no vendidos a instituciones que atienden a los mas necesitados.

c) Los alimentos no utilizables como alimento humano deben utilizarse con pienso para los animales.

d) Los consumidores pueden ser compradores ma cuidadosos, cuidando los desperdicios en sus hogares para ser vueltos a consumir y también puede exigir porciones mas pequeñas en los restaurantes.

La pirámide del desperdicio de alimentos se basa en la basura y los encargados de las políticas pueden mejorar la capacidad de los productores, minoristasy consumidores para invertir la pirámide, por ejemplo crear capacidad en  los productores de alimentos para adoptar tecnologia post cosecha , revisar las fechas de caducidad de los alimentos para que no se desechen productos utilizables inútilmente, hacer campañas de concientización para alentar a los consumidores a aplicar medidas que estén a su alcance para frenar el desperdicio. Reducir los vertederos de basuras y convertir esos desechos en abono y biogas.

La solución viene con políticas nacionales, pero en fundamental el apoyo de los productores, industrias, comerciantes, familias y Ud., pues se requerirá la ayuda de todos los sectores para reducir la pérdida y el despilfarro de alimentos, para que todos los recursos naturales utilizados en la producción de alimentos terminen verdaderamente como recursos alimentarios y no como basura en los vertederos.

No olvidemos que para producir todos esos alimentos:

a) Se usó agua, (un bien escaso) para riego y lavado en volúmenes gigantes, aumentando la escasez.

b) Se talaron miles de Km² de bosques y erosionaron tierras.

c) Produjeron pérdidas de polinizadores, peces y otras biodiversidades.

Como se observa es importantísimo reducir el despilfarro de alimentos, porque la misma genera pérdidas económicas, ambientales y sociales. No todas las medidas son iguales y algunas son mejores que otras para la naturaleza y la sociedad.

EL PRINCIPIO DE LAS 3R: Cada persona tiene  la oportunidad y la capacidad de contribuir a mejorar nuestro espacio y nuestro mundo a partir de pequeñas acciones cotidianas. Por ello, es importante que busques, dentro de tu casa y oficina, aquellas oportunidades donde puedas:

Aplicar y transmitir el principio de las 3 erres puedes ser parte de la solución al problema de la basura.

Reducir tu consumo de energía (luz, gas, etcétera); de agua y de todo tipo de productos, especialmente aquellos que son contaminantes. Evitar todo aquello que de una u otra forma genera un desperdicio innecesario.

Reciclar los materiales susceptibles de ello, como plásticos, vidrio y cartón en puntos cercanos a tu casa. Volver a usar un producto o material varias veces sin tratamiento. Darle la máxima utilidad a los objetos sin la necesidad de destruirlos o deshacerse de ellos.

Reutilizar / Reusar: artículos como el papel y otros, antes de comprar dichos productos nuevamente. Utilizar los mismos materiales una y otra vez, reintegrarlos a otro proceso natural o industrial para hacer el mismo o nuevos productos, utilizando menos recursos naturales.

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CURIOSOS DATOS DEL MUNDO: POBLACIÓN, HAMBRE, EDUCACIÓN

UN MENSAJE DEL PAPA:

El Papa Francisco advirtió que en la actualidad puede hablarse de una tercera Guerra Mundial azuzada por intereses espurios como la codicia y permitida por la misma indiferencia que ya consintió atrocidades del pasado.

papa francisco

El pontífice dijo que la guerra es “una locura” alimentada por conceptos como “la avaricia, la intolerancia y la ambición de poder” que encuentran justificación en la ideología y que lo destruye y lo trastorna todo.

Es que en la “sombra” de la sociedad convergen “planificadores del terror”, o lo que es lo mismo, “estrategias de codicia de dinero y de poder” cuyo corazón está “corrompido”.

Aquí entran en juego los siete pecados capitales, que no deben ser entendidos como hechos religiosos sino como la trampa que envenena a la sociedad humana.

Es bueno tener convicciones pero cuando se exceden pasan a ser: La soberbia.

Es grato tener ambiciones, pero cuando es demasiada es: La avaricia.

Es buena la competencia que mide nuestro progreso pero no: La envidia.

Es útil la rebelión contra lo que nos oprime pero no: La ira.

Es placentera y humana la sexualidad pero no: La lujuria.

Es grata y necesaria la alimentación pero no: La gula.

Es una condición humana el placer del descanso pero no: La pereza.

UN VIDEO INTERSANTE DE LA F.A.O.

Historia del Transporte de Cargas Hasta el Ferrocarril

HISTORIA DEL TRANSPORTE DE CARGAS HASTA EL PRMER TREN A VAPOR

Al dominar la energía, al explotar las materias primas, al construir cosas o alimentar gente, el progreso ha estado siempre estrechamente relacionado con los adelantos del transporte. Por ejemplo, ninguna cantidad de energía muscular sería capaz de llevar centenares de toneladas de material de Buenos Aires a Córdoba en diez horas, pero una locomotora moderna lo hace con facilidad.

El hombre puede usar madera como materia prima para construir carros que van a ser arrastrados por caballos, pero debe aprender a usar el hierro antes de construir locomotoras. Al edificar una choza de barro, un hombre puede acarrear los materiales por sí mismo, pero un rascacielos exige enormes vigas que se pueden transportar sólo por medios mecánicos. En el problema de la alimentación, la falta de transporte hacía depender antes a cada localidad de sus propias cosechas, mientras que hoy las facilidades de transporte les dan a los habitantes de cada lugar la posibilidad de comer alimentos producidos en cualquier parte de la tierra.

transporte miscular de cargas

Las ilustracion superior representan algunos de los métodos principales que los hombres han usado en distintas épocas para simplificar el problema de mover cosas. Los de la primera ilustración están valiéndose, como lo harían los de la Edad de Piedra, tan sólo de la fuerza de sus músculos. Pero también denotan cierto ingenio. Uno de ellos, al colocar un bulto sobre su cabeza, no sólo se ha asegurado de que el peso está parejamente distribuido sobre todo su cuerpo, sino que se ha dejado también ambas manos libres para poder abrirse camino a través de la jungla.

Los otros dos han atado cuerdas a sus cargas, de modo que pueden inclinarse hacia atrás y usar su propio peso para transportarlas, en vez de agacharse incómodamente para arrastrarlas.Los tres hombres de la primer ilustración  están transportando unas 50 toneladas; los mismos no llegarían a arrastrar 500 kilos por tierra.

historia del transporte

En las ilustracion siguiente nadie está sosteniendo peso alguno. En ambos casos, el agua soporta el peso del bote y de su carga, y el único problema es que éste siga la dirección requerida. En un caso esto se consigue utilizando remos; en el otro, sogas. No es extraño que a través de la historia los hombres hayan preferido el transporte por agua al transporte por tierra siempre que tuvieron que mover pesos realmente considerables.

historia del transporte de carga por el agua

Cuando el hombre tuvo que mover grandes cargas por tierra, se valió de los animales. Hoy todavía usamos caballos para atravesar caminos difíciles, fuertes perros para arrastrar trineos por el hielo, elefantes para que separen la maleza con sus colmillos y transporten pesados troncos con sus trompas, y hasta no hace mucho se hacía arrastrar trineos cargados a los caballos en zonas sin caminos. En estos casos, también, el hombre ha usado su ingenio.

Siempre que le fue posible ideó arneses para facilitar a los animales su labor, evitándoles fatigas innecesarias, y unció varios animales juntos a fin de hacerles compartir el esfuerzo de tirar de una carga pesada. Puso a los trineos lisos patines capaces de reducir al mínimo la fricción que se debía vencer.

Las ilustracion de abajo muestran medios de transporte que aprovechan las fuerzas naturales en vez de los músculos. La balsa no está solamente sostenida por el agua sino también empujada por la corriente. El barco de vela está sostenido por el agua y movido por el viento que hincha las velas. El trineo alpino, con su pesada carga, es impulsado pendiente abajo enteramente por la fuerza de la gravedad; su conductor sólo debe guiarlo.

Las láminas de abajo representan cuatro etapas en el desarrollo de la rueda, gran invento que hizo el transporte por tierra más fácil al reducir los efectos de la fricción y al permitir mover cargas por toda clase de superficies duras.

tipos de ruedas historia

Debajo de cada rueda se ve la figura de los vehículos que la usaron: un carro alema´n, un carro romano, una diligencia del siglo XVIII y de primeros autos del siglo XX.

Disminuir los efectos de la fricción ha sido siempre uno de los grandes problemas para el transporte por tierra. Las ruedas lo solucionaron, en parte, especialmente cuando los carreteros aprendieron a hacerles llantas con aros de hierro. Pero se necesitaba algo más: una superficie lisa para que las ruedas pudieran deslizarse.

Hasta hace poco más de un siglo, ni los mejores caminos mantenían su superficie dura y lisa durante mucho tiempo. Muy pronto se ponían barrosos, anegados y llenos de surcos. Pero por lo menos en una industria, en la cual grandes pesos debían moverse continuamente, los ingenieros encontraron la manera de resolver el problema. Desde el siglo XV muchas minas de carbón fueron equipadas con largos rieles paralelos, a lo largo de los cuales los hombres o caballos podían arrastrar fácilmente pesados vagones provistos de ruedas con pestaña.

Ciertos motores de vapor se hicieron por vez primera a fines del siglo XVII y comienzos del XVIII, y entre los inventores estaban: Dionisio Papin, francés; Fernando Berbiest, flamenco, y dos ingleses, Savery y Newcomen. Pero casi todos los primitivos motores de vapor estaban destinados a hacer funcionar bombas y eran en cambio inapropiados para las locomotoras. Todos funcionaban por el principio de bombear vapor primero dentro de un cilindro, para expulsar el aire, y luego enfriarlo, de tal modo que se condensara en agua y dejara un vacío.

La presión de la atmósfera exterior luego movía el extremo de una palanca, colocada dentro del cilindro, hacia abajo, y de este modo elevaba el otro extremo que, provisto de un recipiente, levantaba agua de un pozo o una mina anegada.

James Watt mejoró el diseño del motor de vapor de Newcomen, conectándole un condensador. En lugar de tener que enfriar todo el cilindro, era necesario enfriar sólo el pequeño condensador. El motor de Watt no sólo ahorraba combustible, sino que funcionaba más velozmente que el de Newcomen —lo suficiente como para mantener una rueda girando. Pero todavía no era el más apropiado para impulsar una locomotora, porque un condensador requiere una constante provisión de agua fría.

Watt mismo y hombres como Guillermo Murdock, que trabajaba con él en la fábrica Boulton, y Watt, en Birmingham, pronto advirtieron que la manera de mejorar sus motores era abandonar el uso de vapor condensado y utilizar directamente la presión del vapor. Bastante antes de fines del siglo XVIII, pudieron construir motores en los cuales el vapor empujaba un extremo de un pistón y, cuando éste se movía, cerraba una válvula y abría otra, de manera que el vapor presionara contra su otro extremo, impulsándolo de vuelta otra vez.

progreso del ferrocarril

Hacia 1802, Murdock y Ricardo Trevithick, un hombre con amplios conocimientos de los motores de vapor usados para bombear en minas de estaño en Inglaterra, habían hecho locomotoras realmente satisfactorias. (Una locomotora de vapor había sido construida 40 años antes por el francés Cugnot, pero ésta podía funcionar sólo durante un cuarto de hora y viajando a menos de 4,5 kilómetros por hora.) Un poco más tarde del triunfo de Murdock y Trevithick, muchos inventores crearon nuevas locomotoras, pero ninguna logró tanta fama como la “Rocket” de Jorge Stephenson, que en 1829 transportó carga a casi 45 kilómetros por hora.

Veinte años después, una red de ferrocarriles se extendió por toda Inglaterra, y mucho antes de terminar el siglo XIX la mayor parte de los grandes sistemas ferroviarios eran ya realidad.

Con el tiempo nacieron los proyectos de grandes ferrocarriles transcontinentales que unen las costas este y oeste de América del Norte, y que aceleraron la colonización del lejano oeste estadounidense. Famosa obra, hasta nuestros días,  fue la ruta del Transiberiano, que une a Vladivostok con Moscú, recorriendo más de 8.000 kilómetros. Otros ferrocarriles conectan a Moscú con Varsovia, Berlín, París y otras capitales.

Fuente Consultada:
El Triunfo de la Ciencia La Máquina a Vapor Globerama Edit. CODEX

Propiedades de las Piedras Preciosas y sus Minerales

CARACTERÍSTICAS DE LAS GEMAS O PIEDRAS PRECIOSAS

La mayoría de las piedras preciosas o gemas son minerales que se han formado en lugares muy variados en el interior de la Tierra. Estos minerales poseen una composición química definida y una ordenación atómica, que hace que sus propiedades físicas y ópticas permanezcan constantes o varíen solamente dentro de estrechos límites. Algunas propiedades tales como densidad e índice de refracción pueden medirse con precisión y ser utilizadas para identificar un mineral.

Casi todo el relieve de la Tierra se forma con rocas, y éstas con minerales. Algunas, como el mármol, se componen de un solo mineral. Otras, como el granito, comprenden varios, que en el granito pulido se ven a simple vista.

Las rocas más antiguas tienen tres mil millones de años. Otras son más recientes porque han pasado por una serie de vicisitudes: al principio la roca es ígnea, es decir, sale fundida por algún volcán o grieta de la Tierra; luego, el tiempo y el clima la dfishacen en polvo y se va acumulando en forma de sedimentos donde, con los años, forma rocas sedimentarias; por último, las altas presiones y temperaturas transforman rocas sedimentarias (la tiza) en rocas “me-tamórficas” (el mármol).

Los minerales son los componentes de las rocas, es decir, sus unidades básicas. Son sustancias naturales de composición química característica y se conocen muchos centenares. Algunos son elementos puros, como el oro, el cobre, la plata, etc., que se presentan en estado nativo; pero la mayoría de ios minerales son compuestos. No suelen clasificarse entre los minerales ciertas sustancias (eí petróleo) que provienen de restos de plantas y animales.

La identificación de los minerales es de gran importancia para la búsqueda de yacimientos; también es un pasatiempo interesante para el que tiene algunas nociones fundamentales. Cada mineral posee una composición química definida y características físicas propias (dureza, brillo, transparencia, etc.) que permiten identificarlo: son como sus impresiones digitales. Su estructura suele ser cristalina, o sea que sus partículas elementales se disponen, como en un panal, en una “malla cristalina” bien ordenada.

Ciertos minerales no son cristalinos, como el ópalo (una variedad de cuarzo): se los llama amorfos. Hay minerales bastante fáciles de reconocer, pero otros exigen cierto número de pruebas para distinguirlos.

Idealmente las gemas deben ser duras y no verse afectadas por las temperaturas, presiones, polvos abrasivos y agentes químicos que encontramos en nuestra vida diaria. La mayoría son silicatos que incluyen a las esmeraldas aguamarinas, peridotos y amatistas, así como otras muchas de rareza exótica.

El rubí, zafiro, espinela y crisoberilo son óxidos. El diamante es la única gema compuesta por un solo elemento químico —el carbono—. La nefrita, jadeíta y lapislázuli son rocas, es decir, agregados de uno o más minerales.

Las plantas y animales son las fuentes de las gemas «orgánicas» más frágiles que han sido usadas como adorno desde los tiempos más antiguos. El azabache y el ámbar son madera y resina fosilizadas de árboles extinguidos, mientras las perlas, las conchas y los corales son estructuras de carbonato calcico formadas por animales acuáticos. Los marfiles son los colmillos y dientes de los mamíferos terrestres y marinos.

CRISTALOGRAFÍA
Al examinar la mayoría de los minerales, que son cristales, vemos con sorpresa que sólo hay seis grupos básicos o sistemas de cristales. Estas seis familias tienen cada una muchos hijos, aunque todos ellos con un “aire de parentesco”.

Los minerales suelen ser impuros; sus impurezas son, a veces, las responsables del color; el rojo del rubí se debe al cromo; el azul del zafiro al titanio: ambos son sólo corindón, un óxido de aluminio cuya masa de fondo es incolora.

Hay seis grandes sistemas de formas cristalinas, o sea seis grandes grupos de redes cristalinas: regular o cúbico, tetragonal, hexagonal, rómbico, monoclínico y triclínico.

La división se basa en el número de líneas imaginarias, o ejes de simetría, que pasan por el centro del cristal, su longitud relativa y los ángulos que forman. En el sistema cúbico, por ejemplo, los cristales poseen tres ejes de igual longitud y perpendiculares entre sí, característicos del cubo, en geometría. La sal común se compone de pequeños cubos.

El tamaño de los cristales varía enormemente; algunos son invisibles, mientras ciertos cristales de espodumento, silicato con aluminio y litio, pueden alcanzar varios metros. Rara vez se encuentra un espécimen perfecto, y sólo una larga experiencia permite reconstruir el cristal tipo, a partir de un fragmento. El tamaño de un cristal depende de la lentitud con que se ha formado, o sea, de la oportunidad de que gozaron las partículas de ubicarse en la trama inicial ya formada.

La estructura-cristalina determina muchas de las propiedades minerales que son importantes en el tallado y la identificación de las piedras preciosas Por ejemplo, los átomos pueden estar menos fuertemente enlazados en algunos planos del cristal, indicando la dirección en la que se rompe más fácilmente o los planos de exfoliación.

La dureza puede cambiar también con la dirección del cristal. La estructura cristalina afecta a la trayectoria de propagación de la luz a través de esa sustancia.

En todos los minerales, salvo en los del sistema cúbico y los minerales no cristalinos, la luz se refracta formando dos rayos que viajan a distintas velocidades y con diferentes trayectorias a lo largo de la estructura cristalina. En los minerales coloreados los rayos pueden ser absorbidos de forma diferente en el interior de la estructura y emerger en forma de dos o tres colores distintos o sombras del mismo color. Este efecto se denomina pleoavísmo.

Desde tiempos antiguos muchos materiales, naturales y artificiales, han sido utilizados enjoyas y otros objetos preciosos. Sin embargo durante siglos el término piedra preciosa ha significado un mineral natural descable por su belleza, valioso por su rareza y suficientemente resistente para proporcionar un placer duradero.

PESO ESPECÍFICO
Es un buen indicio; el del azufre es 2, el del corindón 4, el de la casiteria 7, etc. Se necesita un aparato especial para determinarlo; es imposible hacerlo en el campo, aunque puede distinguirse manualmente entre minerales livianos y pesados. Un trozo de talco (peso específico 2,8) parece mucho más liviano que uno de apatita (peso específico 3,2).

ESCALA DE DUREZA DE MOHS
Una característica fácil de determinar es la dureza. Se recurre a la prueba del rayado; un material más duro raya a otro más blando, y dos de igual dureza no se rayan entre sí. Hay una escala convencional de dureza, la escala de Mohs. Se divide en diez grados numerados, cada uno más duro que el anterior; los índices son: 1, talco (el más blando); 2, yeso; 3, calcita; 4, feldespato; 5, apatita; 6, ortoclasa; 7, cuarzo; 8, topacio; 9, corindón; 10, diamante.

La dureza de un mineral se determina encontrando el más blando de la serie que lo raye. Por ejemplo, la calcita raya la galena, pero esta última rayará el yeso, de manera que su índice de dureza estará entre 2 y 3. Las piritas de hierro, parecidas al oro, tienen una dureza entre el 6 y el 7, mientras la del oro verdadero se sitúa entre el 2 y el 3.

Las series de Mohs se venden comercialmente. El número 10, diamante, suele faltar, pero no tiene mayor importancia porque difícilmente se hallará un mineral más duro que el corindón (si se lo encuentra es posiblemente diamante). Puede determinarse aproximadamente la dureza de un mineral aun sin esa colección. La uña tiene una dureza Mohs de alrededor de 2,5; un lápiz, 3; el vidrio común alrededor de 5,5; y la hoja de un cortaplumas aproximadamente 6.

tabla dureza de las pidras preciosas

Para ser apreciada, una joya debe ser también resistente. A pesar de que la esmeralda y el zircón son más duras que el cuarzo, son, sin embargo, frágiles, es decir, se separan en láminas fácilmente. El diamante y el topacio están entre las mucha gemas que pueden partirse si caen o son golpeadas contra objetos duros y lo hacen entonces según planos en los que los enlaces atómicos son más débiles. Las gemas más resistentes son la jadeíta, la negrita y el ágata; todas ellas tienen sin embargo una dureza igual o menor que 7. Su resistencia deriva del tipo de su estructura, que consiste en una masa de fibras o granos interconectados entre sí, lo que las permite ser modeladas en formas de exquisitos cuencos e intrincadas esculturas.

LOS MINERALES Y LA LUZ
Algunos minerales son transparentes: permiten ver nítidamente a través de ellos. Otros son opacos: la
luz no los atraviesa. Hay grados intermedios, translúcidos, lechosos. Pero la mayoría de los minerales opacos dejará pasar algo de luz si se los convierte en láminas muy delgadas.

Existen minerales que muestran doble refracción, es decir, que un texto leído a través de. ellos se ve doble; aquí los citamos únicamente por la influencia trascendental que han tenido en el desarrollo de toda la óptica.

El color es una característica importante de los minerales, especialmente para identificar los metálicos, pues sólo presenta ligeras variantes. Pero en minerales como el cuarzo, el corindón y el granate, el color se debe principalmente a las impurezas y puede variar notablemente. Minerales como la turmalina tienen diferentes colores, variables según desde donde se los mire.

Los minerales en polvo pueden tener un color distinto del superficial: el talco es verde, pero una vez molido es blanco. Del mismo modo, la hema-tita es superficialmente gris o negra, pero en polvo es pardo rojiza. La ventaja de moler los minerales es que su color es más uniforme que el superficial variable. Para conocer qué color tiene un mineral en polvo basta frotar un trozo sobre porcelana áspera.

La razón por la cual el color del polvo es diferente al del sólido se debe a la reflexión. La reflexión del vidrio, por ejemplo, es blanca, de manera que si pulverizamos una botella de vidrio verde, el polvo se vuelve cada vez más blancuzco debido a que aumenta el número de superficies que reflejan luz blanca.

El lustre o brillo del mineral depende de la cantidad de luz que refleja o absorbe. Puede ser resinoso (similar al de la resina) como en el azufre, perlado como la mica, sedoso en minerales fibrosos como el crisotilo, vitreo como el cuarzo, adamantino (de diamante) o metálico. Hay minerales que no poseen brillo: son de superficie mate (p. ej. la caolinita). Una interesante característica de los minerales es el grado en que desvían la luz. Los rayos de ésta siempre se desvían cuando pasan de un medio a otro de diferente densidad.

Si colocamos en agua vidrio molido cuyo índice de refracción o capacidad para desviar la luz, sea igual al del agua, se volverá invisible; si el índice de refracción de la luz es algo bajo podemos añadirle sal común: poco a poco llegará el momento en que no se vean más los trozos de vidrio. Para reconocer diamantes y otras sustancias, a fin de distinguirlas de sus falsificaciones, se usan líquidos especiales muy refractivos como el sulfuro de carbono.

Hay sustancias que, al recibir rayos invisibles como los rayos X o los rayos ultravioleta, devuelven rayos visibles: este fenómeno se llama fluorescencia. Bajo la luz ultravioleta ciertos minerales exhiben hermosos colores, como los de uranio. Algunos poseen esa propiedad por sus impurezas u otros factores. Uno de los materiales fluorescentes más hermosos es el rubí, que emite un brillante resplandor rojo al ser sometido a la luz ultravioleta.

Esta propiedad del rubí ha dado origen a la invención del Láser, instrumento que revoluciona la óptica y las telecomunicaciones, y del que nos ocuparemos en una nota especial. La luz es una onda, un serpenteo, que se produce en todos los planos. Pero en ciertos casos se la puede polarizar, es decir, hacerla vibrar en un solo plano. Las características ópticas especiales de un mineral, una vez reducido a una fina lámina y visto a través de un microscopio de luz polarizada, pueden servir de guía para su identificación.

El valor comercial de una gema depende de la calidad del color, de la ausencia de manchas internas y del peso. El peso de una gema se mide en quilates (5 quilates = 1 gramo) y las gemas son normalmente vendidas por peso, a tanto por quilate. La densidad de un mineral gema varía de manera que un zafiro amarillo parecerá más pequeño que una citrina menos densa de peso similar. La densidad de las gemas se mide como peso específico, comparando el peso de la gema con el peso de un volumen igual de agua.

CLIVAJE Y FRACTURA
Las fracturas de un mineral son otro indicio para clasificarlo. Se llama clivaje la tendencia a partirse más fácilmente según ciertos planos, llamados planos de clivaje. El tipo de clivaje se define seeún el número de “planos” y sus ángulos relativos. Tomemos un ejemplo sencillo: la galena tiene clivaje cúbico; se observan tres planos de clivaje que forman ángulos rectos entre sí. Cuando se desmenuza un cristal de galena se obtiene una cantidad de pequeños y brillantes cubos. Uno de los tipos más interesantes es el clivaje basal o laminar, en el cual hay un solo plano, paralelo a la base del cristal, como en la mica, que se divide en finísimas Láminas u hojas.

Cuando un mineral no se rompe según planos determinados, se dice que se fractura. Todos los minerales pueden fracturarse, pero no es probable que lo hagan, si poseen un plano definido de clivaje. Hay ¡diferentes tipos de fractura, por ejemplo: fibrosa, concoidea, irregular, etc. Por ejemplo el crisotilo (mineral de amianto) forma fibras que pueden hilarse y tejerse. La fractura concoidea puede apreciarse en la obsidiana (vidrio volcánico).

ANALISIS A LA LLAMA: Existe un gran número de ensayos químicos para determinar la naturaleza de un mineral. El ensayo a la llama se basa en el color característico que el mineral imparte a ésta. Con los minerales de sodio (sal común, sulfato de sodio, bórax, etc.) la llama adquiere una intensa coloración amarillenta. Los de estroncio producen un hermoso color carmín; por eso se usa en los fuegos artificiales.

analiis de minerales a la llama

Los minerales de cobre la colorean de azul o verde, etc. Si se usa un mechero de Bunsen conviene recordar que, si no recibe suficiente aire, su (lama es amarillo brillante; pero si tiene suficiente oxígeno hay una zona interior oscura tan fría, que una cabeza de cerilla, perforada por un alfiler y suspendida en esta zona, no se enciende. El mineral debe colocarse en la zona azul violeta o cono exterior de la llama del mechero de Bunsen. Ésta llega a una temperatura suficiente para los metales alcalinos (minerales que contienen sodio, potasio, etc.); pero otros precisan Mamas más calientes.

ANÁLISIS ESPECTROQUÍMICO
Ld luz emitida o absorbida por un átomo es como su fotografía individual. Cada átomo tiene su propio espectro de rayos, que son de luz o de sombra, según el átomo las emita o las absorba. Pero de todos modos el espectro de un átomo es un método de análisis: para ello basta obligarlo a que emita luz. Actualmente se prefieren las chispas, más enérgicas.

ANÁLISIS CON MICROSCOPIO
Este es un método moderno. Por ejemplo, el zafiro y el rubí natural tienen líneas de acumulación hexagonales y burbujas angulares, mientras que en los sintéticos las líneas de acumulación son curvas y las burbujitas son esféricas. Los microscopios electrónicos permiten observar partículas ínfimas en las arcillas, definiéndolas claramente. Cada vez la industria se acerca más a los minerales sintéticos, como en el caso de los rubíes para los relojes.

Cuando se sumergen un diamante falso y uno genuino en un líquido que desvíe los rayos luminosos en la misma proporción que el diamante falso, sólo el diamante real quedará visible.

LA BELLEZA: La belleza del color combinada con una perfecta transparencia es el ideal de belleza de muchas gemas. Sin embargo, en ciertas ocasiones, las inclusiones de minerales pueden ser la atracción principal de algunas de ellas, produciendo el colorido similar al de las lentejuelas del cuarzo venturina y la piedra del sol, y reflejando los ojos de gato y estrellas que brillan desde algunos crisoberilos y zafiros.

La atracción de las más sutiles ágatas coloreadas y jaspes está ligada a la enorme variedad de modelos y texturas que se desarrollan cuando ese mineral crece: su crecimiento en bandas y los fragmentos minerales incorporados hacen que se asemejan a menudo a exóticos paisajes y jardines.

La mayoría de las gemas muestran muy poca belleza en estado bruto: su auténtico color y lustre se revelan solamente por la destreza del tallado y del pulido. La mayor belleza del diamante alcanza todo su esplendor con el tallado preciso y apropiado al tamaño de la piedra.

Cuando llevamos joyas nuestros movimientos crean unos continuos cambios, que resultan de la relación mutua entre las piedras preciosas y la luz que las atraviesa, añadiendo destellos y luces a su color. Los focos realzan la «vida» de los diamantes, rubíes y esmeraldas, mientras suaves luces aportan el brillo al ámbar y a las perlas.

Respecto a la rareza, las gemas pueden ser raras en uno o más aspectos. Muchas son variedades de materiales comunes, y su rareza reside en un color o transparencia excepcionales. El cuarzo y el feldespato juntos constituyen cerca de las dos terceras partes de la corteza terrestre, pero la mayoría de sus variedades son grises o cremas.

Muy poco cuarzo posee el bonito color y la intachable transparencia de una fina amatista y raramente el feldespato labradorita muestra la iridiscencia del arco-iris . Los minerales gemas son raros aun en sus yacimientos: los diamantes constituyen una mínima proporción de su roca madre, la kimberlita —alrededor de 5 g. en 100 T.—.

FINALMENTE EL TALLADO: Un diamantista hábil puede convertir un guijarro en bruto en una brillante y valiosa piedra preciosa. El conocimiento necesario para conseguir estas transformaciones se ha ido haciendo a lo largo de muchos siglos, y hoy día es posible seleccionar el tallado que ponga de manifiesto las cualidades de cada gema.

Cuando se elige la mejor talla para una piedra preciosa, el diamantista debe considerar la forma del material en bruto y la magnitud y posición de los posibles defectos, tales como las fracturas o inclusiones. También debe tener en cuenta las propiedades ópticas del mineral y sus características cristalinas: es difícil conseguir un buen pulido paralelo a las direcciones de exfoliación, y las gemas pleocroicas han de estar talladas con una determinada orientación para que puedan mostrar su más bello color.

Sin embargo el tallado es a menudo un compromiso entre alcanzar el máximo lucimiento de la belleza de la gema y obtener la piedra preciosa de mayor tamaño posible.

Partes y Facetas de una Talla Brillante

IMAGENES DE LAS GEMAS MAS UTILIZADAS EN JOYAS

Diamante

Gema: Rubí

Gema: Zafiro

Gema: Esmeralda

Gema: Ópalo

Mineral: Amatista

Gema: Ágata

Gema: Turmalina

Gema: Jade

ALGO MAS…
LAS PIEDRAS PRECIOSAS ARTIFICIALES

La fabricación de las piedras preciosas artificiales ha sido, desde la antigüedad, un constante empeño del hombre. Estos esfuerzos tuvieron en general muy poco éxito hasta que, a principios del siglo XX, se sintetizaron los primeros rubíes. Gracias al considerable avance tecnológico producido por la segunda guerra mundial y a los recientes avances en la física del estado sólido, se han conseguido, en este campo, considerables progresos.

La posibilidad de estudiar determinados procesos físicos en monocristales ha aumentado su importancia, y los cristales producidos artificialmente no sólo son utilizados en investigación sino que también han encontrado aplicaciones en la industria.

La importancia de las piedras preciosas se debe, principalmente, a su dureza y, en segundo lugar, a los cambios que determinan en su color y en sus propiedades físicas, en general, las trazas de impurezas. En uno de los métodos empleados ,el método de presiones ultraelevadas, es necesario utilizar, simultáneamente, grandes presiones y altas temperaturas, problema que fue parcialmente resuelto con el empleo de un material denominado pirofilita, que tiene la ventaja de que su punto dé fusión aumenta considerablemente con la presión.

La síntesis del diamante, efectuada por la General Electric estadounidense en 1955, se consiguió por este método, con el que pueden lograrse, en la zona de trabajo, presiones de unas 150.000 atmósferas a 3.500°C, siendo necesaria por tanto una prensa hidráulica de gran capacidad, que resulta difícil de construir. Este problema fue parcialmente resuelto con la introducción del yunque tetraédrico, el cual emplea cuatro émbolos, que ejercen la presión sobre las cuatro caras del yunque. Con esta disposición, es posible conseguir 80.000 atmósferas a bajo costo y con maquinaria fácil de construir. Además de diamantes, se han sintetizado, con este método, borazón (forma cúbica del nitruro de boro) y una variedad del granate.

Con el método de fusión a la llama, se obtienen rubíes de alta calidad. Su fundamento es muy sencillo: sobre uno de los extremos de una semilla de rubí (pequeño monocristal alargado, obtenido previamente) se va dejando caer alúmina finamente pulverizada, mientras se calienta con un soplete. El polvo de alúmina funde y cae sobre el extremo superior de la semilla, que se va retirando lentamente de la llama a medida que el cristal crece. De este modo, se pueden obtener con facilidad mono-cristales cilindricos de hasta 45 cm. de longitud.

Todos los procesos descritos están, naturalmente, automatizados: el flujo de polvo, la temperatura y posición de la llama, así como el desplazamiento vertical del monocristal. Uno de los inconvenientes principales de este método es que los cristales se encuentran sometidos a elevadas presiones internas, como resultado de la desigual distribución de temperaturas, por lo que es frecuente él agrietamiento espontáneo.

El método hidrotérmico ha demostrado ser extraordinariamente valioso en la producción de monocristales de cuarzo (y otras sustancias silíceas) que se obtienen por cristalización a partir de soluciones acuosas. Para ello se utiliza un autoclave de paredes gruesas, capaces de resistir unos 1.000 atmósferas y 500°C de temperatura.

Dentro del autoclave se encuentra la disolución acuosa de la sustancia de partida (por encima de 100°C la solubilidad en agua aumenta considerablemente), y suspendidas de su parte superior se sitúan las semillas. La solución se calienta por una plancha metálica adosada a la base del autoclave, con lo que se crea en su interior un gradiente de temperatura. La sustancia de partida se disuelve en el fondo y la solución asciende por confección.

En la región superior, más fría, la solución está sobresaturada y la sustancia cristaliza sobre las semillas. Este método presenta varias limitaciones, como pueden ser el elevado costo del instrumental necesario y la imposibilidad de observar el crecimiento, lo que impide que en un momento dado puedan regularse la temperatura y le velocidad de cristalización con el fin de controlar los sucesivos pasos del proceso.

Actualmente se han desarrollado procesos con el misme fundamento, pero que utilizan, en vez de agua, tundentes sólidos ce puntos de fusión relativamente altos, tales como los halogenuros y carbonatos alcalinos, y el óxido v el fluoruro de plomo.

Se han obtenido diamantes de 0,2 g. por el método de las presiones ultraelevadas, con el empleo adicional de catalizadores metálicos que aceleran la conversión directa del carbono en diamante. El color de los cristales obtenidos puede modificarse alterando las condiciones de crecimiento.

Las variedades más conocidas del corindón son el rubí y el zafiro. Como ya hemos indicado pueden obtenerse ambas piedras preciosas por el método de fusión a la llama. El cromo proporciona al corindón una tonalidad roja; el níquel, amarilla; el titanio, azul, y el vanadio, azul verdoso. Aunque los detalles son secretes, el proceso más apropiado para la síntesis de esmeraldas (BeO – Al2O3 – 6 SiO2) parece estar fundado en el método hidrotérmico, aunque no pueda descartarse la utilización de un fundente sólido, si tenemos en cuenta los éxitos obtenidos con este último procedimiento en la obtención de otros monocristales.

Ver: Las Rocas   –   Minerales Para La Industria    –   Minerales de la Tierra

Fuente Consultada
Revista TECNIRAMA N°6 Encilopedia de la Ciencia y la Tecnología – Como se identifican los minerales
Las Piedras Preciosas Geological Musseum Ciencias de la Naturaleza

Proceso de Fabricación de Ladrillos Comunes Propiedades

PROPIEDADES Y PROCESOS PARA LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS

El uso de los ladrillos como un recurso, además de las piedras, para construir casas, data de los tiempos de las antiguas civilizaciones de Babilonia y Egipto. Durante miles de años, los ladrillos se han fabricado a mano, e incluso una pequeña proporción se produce así actualmente.

Podemos decir que el ladrillo es un material de uso universal para construcciones, aun en países donde abunda la piedra, por ser un material económico, resistente, de fácil manejo y transporte y que, por sus dimensiones y fácil corte, permite construir muros de espesores variables.

Los ladrillos se dividen en varias clases: adobes (ladrillo crudo); ladrillo común, ladrillo-prensado (de máquina), ladrillo hueco y ladrillo refractario.

Adobe:  Es un ladrillo crudo, hecho de tierra arcillosa y secado simplemente al aire libre a la sombra. Se emplea en países de clima seco y caluroso, por perjudicarlo la humedad y las heladas. Es el primitivo ladrillo que empleó la humanidad en lugares carentes de piedra blanda, fácil de labrar. Se ha encontrado esta clase de material en los antiquísimos monumentos de Judea (Palestina), Egipto y en las ruinas que se supone pertenecen a la Torre de Babel. También se encontró en varios antiguos monumentos de Grecia y Roma.

En la Europa meridional hasta hoy día. se emplea, a veces, esta clase de material en construcciones campestres. En nuestro país, sobre todo en las provincias del Norte y Oeste, es muy común su empleo con buenos resultados bajo el punto de vista de duración y conservación, teniendo la precaución de levantar los muros, externos de adobe sobre un zócalo de piedra o ladrillo cocido, que sobresalga unos 30 cm. sobre el terreno natural. Son frecuentes.

Los edificios, hasta de dos pisos, que cuentan con más de dos siglos de existencia y se encuentran en buen estado todavía. El tamaño del adobe es grande, generalmente de unos 40 cm. de largo por unos 20 cm. de ancho y hasta 10 cm. de espesor.

Esta clase de manipostería es muy económica por ser material barato y por usar, como mortero, la misma tierra amasada con agua, que ha servido para fabricar el adobe. Levantadas las paredes, se recubren con revoque de tierra con parte de arena fina y luego se blanquean con varias manos de cal, con lo que se obtiene una vista agradable y al mismo tiempo es un protector contra la humedad.

Las casas construidas de adobe son frescas en verano y abrigadas en invierno. El espesor mínimo de las paredes externas debe ser del largo del adobe. El coeficiente de trabajo a la compresión es de 2 Kg/cm2.

Ladrillo común. — Los ladrillos cocidos son una especie de piedras artificiales que se obtienen exponiéndolos a la acción del fuego, una vez hechos y secados a la sombra. Su color rojo es debido al óxido de hierro que generalmente se encuentra en las arcillas o tierras arcillosas, material que se usa. para la fabricación de ellos.

Las tierras arcillosas para la fabricación de los ladrillos suelen dividirse en dos clases: grasas y margas. Las primeras son bien plásticas y se prestan para moldear y las segundas son impuras, hasta llegar a no poder moldearse. Para hacer un buen ladrillo se precisa una tierra arcillosa ni muy grasa ni, muy magra. En general se elige una arcilla grasa, y se agrega una pequeña cantidad de arena silícica, pero no calcárea.

Un obrero ladrillero práctico por tacto reconoce las cualidades de la tierra para este objeto. Si no se tienen datos sobre la plasticidad de la tierra a emplearse, conviene fabricar algunos ladrillos de ensayo para ver el resultado.

La tierra se amasa con agua en canchas especiales, utilizando caballos para tal objeto o  con ayuda de máquinas. Una vez bien amasada la pasta, se da principio al moldeo con cajoncitos sin fondo de la forma del ladrillo (adoberas), trabajo que se hace a mano o con máquinas apropiadas. Un obrero práctico puede moldear de 4000 a 4500 ladrillos por día.

cancha de ladrillos comunes

El material se contrae mucho (alrededor de 20 %) por la cocción y, por lo tanto, las adoberas deben ser más grandes que el tamaño definitivo del ladrillo. Al sacarlos de los moldes, se disponen en hileras, en la sombra, para secarlos.

La cocción se efectúa en hornos improvisados al aire1 libre, formados por los mismos ladrillos crudos, dispuestos eri forma de pirámides truncadas, en el interior de las cuales se deja lugar para el combustible.

En la parte superior se deja un orificio para la salida del humo y otro abajo para la alimentación; el resto de la pirámide se tapa y se alisa con barro. Los adobes se apilan colocándolos de canto, y entre hilada cada hilada se pone una capa de carbonilla. Terminada la cochura se desarma el horno y, una vez enfriados los ladrillos, quedan listos para el uso.

horno de ladrillos comunes

La operación de la cocción se hace también en hornos circulares de fuego continuo, sistema Hoffman, los que permiten hacer la cocción sin interrupción, y descargar un compartimento, mientras que los demás funcionan. El tamaño de los ladrillos comunes, que se fabrican en el país, es de 26 ,5  a 27 cm. de largo por 13 cm. de ancho 5 a 5,5 cm. de espesor.

Ladrillo comun

Hay que distinguir tres clases de ladrillo común: ladrillo de 1a. (llamados de cal); ladrillo de 2a. (media cal); ladrillos requemados o vitrificados.

Los de 1a. son bien uniformemente cocidos sin vitrificaciones, de estructura compacta, sin núcleos calizos u otros cuerpos extraños; no serán friables (desmenuzables), de tamaño uniforme; darán por golpe un sonido claro; serán duros y de color rojo marrón. Ensayados por compresión, en probetas constituidas por dos medio ladrillos unidos con cemento portland. darán una resistencia de 90 Kg cm². a rotura.

Los de 2a. son de cocción defectuosa o irregular, de color rojo pálido, no son sonoros ai golpe y poco resistentes (40 Kg/cm2 a rotura). Esta clase de ladrillos no son aceptables y sólo podrían emplearse en obras económicas y de poca importancia.

Y finalmente los ladrillos requemados o vitrificados, los que solamente pueden ser empleados en las dos o tres primeras hiladas de las fundaciones. A pesar de ser muy duros, su defecto consiste en que no hacen buena liga ron los morteros.

TABLA N°1: Cantidad de ladrillos comunes y mezcla por cada m3 de albañilería efectiva

Espesor ladrillo Espesor real de la pared sin revoque Peso del millar
1/2 ladrillo 1 ladrillo 1 1/2 ladrillos
5cm. 442 ladrillos
0,28 m3. mezcla
415 ladrillos
0,3 m³. mezcla
408 ladrillos
0,32 m3, mezcla
Secos 2.250 Kg.
Mojados 2.600 Kg.
5,5cm. 410 ladrillos
0,29 m3. mezcla
387 ladrillos
0,32 m³. mezcla
380 ladrillos
0,33 m3. mezcla
Secos 2.500 Kg.
Mojados 2.900 Kg.
6 cm. 383 ladrillos
0,25 m3. mezcla
360 ladrillos
0,3 m³ mezcla
353 ladrillos
0,3 m3. mezcla
Secos 2.750 Kg.
Mojados 3.150 Kg.

TABLA N°2: Cantidad de ladrillos comunes y mezcla por cada m2 de albañilería efectiva

Espesor del ladrillo 1/2 ladrillo 1 ladrillo 1 1/2 ladrillos De canto
5,0 cm 55 ladrillos
0,034 m³. mezcla
110 ladrillos
0,083 m³ mezcla
165 ladrillos
0,13 m3. mezcla
26 ladrillos
0,007 m3. mezcla
5,5 cm. 52 ladrillos
0,032 m³. mezcla
103 ladrillos
0,08 m³ mezcla
155 ladrillos
0,125 m3. mezcla
26 ladrillos
0,007 m³ mezcla
6 cm. 43 ladrillos
0,032 m³ mezcla
96 ladrillos
0,076³ mezcla
144- ladrillos
0,121 m3. mezcla
26 ladrillos
0,007 m³ mezcla
Peso de la pared por m2 240 Kg. 280 Kg. 720 Kg. 125 Kg.

LA AUTOMATIZACIÓN: Sin embargo, como sucede en otros muchos campos, la necesidad de grandes cantidades y el alto coste del trabajo manual, ha obligado a esta industria a buscar procesos nuevos, mecanizados en gran parte. Un ejemplo característico es la fabricación de los ladrillos tipo fletton, que se describe aquí, aunque no todas las empresas utilizan técnicas idénticas.

El proceso de fabricación que a continuación detallamos toma, como elemento tipo, el ladrillo realizado con base arcillosa. Este material acredita la calidad del producto terminado y proviene de minas, casi siempre superficiales, donde la máxima profundidad de perforación no excede de 20 metros. Casi todos los países del mundo poseen arcillas que llenan las condiciones mínimas para la fabricación de ladrillos.

Antes de que se pueda extraer la arcilla es necesario quitar la capa de tierra que la cubre, por medio de una excavadora (dicha capa puede tener una profundidad de 4,5 a 9 metros). La arcilla se saca también con una maquinaria análoga, y con ella se llena una tolva, que, a su vez, sirve para cargar los vagones de ferrocarril. El tren conduce la arcilla desde la mina a la fábrica de ladrillos.

La primera etapa de la fabricación consiste en la molienda, mediante la cual los terrones de arcilla se desmenuzan en partículas menores de 3 mm. A continuación, se tamizan, para eliminar la materia de tamaño excesivo, y seguidamente se pasan a las prensas mediante un trasportador.

La arcilla se deja ligeramente seca (al contrario de como se utiliza, en otras técnicas de fabricación, es decir, con mucha agua). En las prensas, la materia prima se moldea en forma de ladrillos; en cada prensado la máquina produce dos ladrillos, mediante un doble juego de moldes.

En esta operación, es necesario ejercer una gran presión (aproximadamente, 4 toneladas por cm.2), a fin de asegurar que los ladrillos tengan la suficiente consistencia para colocarlos derechos en el interior del horno, sin que sea necesario un secado preliminar.

El trasporte del ladrillo crudo y plástico al horno presenta un problema de manipulación, puesto que es necesario apilar cuidadosamente grandes cantidades de ellos. Para resolverlo, se ha introducido una serie de cintas trasportado-ras, controladas electrónicamente, que apilan los ladrillos de tal forma que pueden trasportarse fácilmente al horno, mediante carretillas elevadoras.

COCIDO DE LA ARCILLA
Los ladrillos crudos se componen, básicamente, del mismo material que se extrajo del suelo. En el horno se someten a elevadas temperaturas para endurecerlos y modificarlos químicamente. Un horno puede tener 36 cámaras (en los de mayores dimensiones), y en cada una de ellas se pueden colocar hasta 40.000 ladrillos; allí permanecen, unos 18 días.

La operación consta de dos fases, la de secado y la de cocido. Durante -la primera fase, se elimina de la arcilla una gran cantidad de humedad y de gas (aproximadamente, 40 toneladas en cada cámara). A continuación, se aumenta la temperatura hasta unos 1.000°C y se mantiene así, 24 horas. Con esta operación, termina el cocido; entonces, se enfría el horno, se sacan los ladrillos y se almacenan hasta que se necesiten.

Las operaciones descritas anteriormente constituyen el proceso plástico duro, pero no es la única técnica que se utiliza para la fabricación de ladrillos. El procedimiento de corte por alambre es otro método que también sa utiliza mucho; con esta técnica se elabora, primero, una masa de arcilla blanda de dimensiones adecuadas (que se extrae de manera análoga a como sale la pasta dentífrica del tubo), y a continuación se va cortando en trozos con forma de ladrillo, mediante un alambre.

De hecho, con cualquier técnica que se utilice, el tamaño de la pieza de barro es algo mayor que el ladrillo que se quiere conseguir, para compensar el fenómeno de contracción que tiene lugar durante su cocido.

Los problemas surgen cuando se trata de establecer normas sobre el tamaño y calidad de los ladrillos. Por ejemplo, la “British Standards“, miembro de la Comisión de Normas Internacionales, que no es más que una organización que se propone coordinar los esfuerzos de productores y consumidores para la mejora, tipificación y simplificación de los materiales industriales, decidió que a partir de 1963, los ladrillos corrientes de arcilla para construcción debían tener en Inglaterra las medidas siguientes: 21,90 cm. por 10,47 cm. por 6,66 cm, ó 21,90 cm. por 10,47 cm. por 7,30 cm.

Sin embargo, a causa de la naturaleza de la materia prima y del proceso de fabricación, no es posible hacer todos los ladrillos exactamente iguales. A este respecto, existen unos límites de tolerancia que especifican que las dimensiones de los ladrillos pueden variar, como máximo, en un 1 % de las establecidas. Se pueden realizar medidas satisfactorias de comprobación, disponiendo una pila de varios ladrillos.

Otras pruebas consisten en medir su resistencia a la compresión (resistencia que ofrecen a la trituración), su capacidad de absorción de humedad, y los cambios de tamaño que experimentan en este fenómeno.

La mayoría de los problemas surgen cuando entran en conflicto las exigencias de tipificación de los consumidores, y las dificultades que encuentran los productores para lograr ladrillos de calidad y tamaño uniforme.

ARCILLA  PARA  LA FABRICACIÓN   DE  LADRILLOS
Los depósitos de arcilla se componen de partículas rocosas muy finas. La arcilla contiene minerales y sustancias pegajosas o coloidales que absorben agua y forman una masa plástica.

La mayoría de los tipos están constituidos de cantidades variables de óxido de aluminio y arena (bióxido de silicio); se formaron a partir de rocas de origen volcánico (ígneas) por acción química, a través del tiempo, sobre los feldespatos (silicatos de aluminio que contienen potasio, sodio y calcio) y los silicatos de hierro  y  magnesio.

Cuando la arcilla se calienta, pierde agua, se seca y se contrae. El grado de contracción depende de la cantidad de agua que contiene; una contracción excesiva puede indicar que la arcilla no es adecuada para la fabricación de ladrillos ni para la manufactura de objetos cerámicos.

Por ello, se realizan, en este sentido, pruebas exhaustivas para determinar la calidad de las arcillas. La contracción se puede reducir, hasta cierto punto, mezclando la arcilla con arena o material cocido.

No teda el agua que existe en un ladrillo crudo se elimina en las primeras etapas del horneado, puesto que parte se combina químicamente con otras sustancias para formar silicatos. El propósito de la cocción es producir la suficiente vitrificación para unir las restantes partículas que no se han fundido.

En muchas arcillas, se presentan también pequeñas cantidades de carbono orgánico y de azufre (este último, frecuentemente, como sulfuro ferroso). El carbón se quema en el horno y el sulfuro de hierro se oxida, con lo que el ladrillo adquiere un color rojizo. El hecho de que exista una cierta proporción de carbono en la arcilla, permite reducir a un mínimo el consumo de carbón y,  por tanto, se ahorra combustible.

Ladrillos prensados (de máquina).—Se distinguen de los ladrillos comunes por el mayor cuidado en la elección y preparación del material, por su esmera, fabricación y por ser sometidos a gna compresión mecánica durante la elaboración,  lo que las hace más resistentes.

Su tamaño es de 23 x 11 x 6.5 cm. El peso del mular es de 2.600 Kg. secos y de 2.800 Kg. mojados. Resistencia a rotura: 120 Kg cm2.Esta clase de ladrillos se emplea, usando morteros cernenticios, para construir pilares bases de columnas, cámaras de cloacas y en general cuando se necesita una pared de mucharesistencia a la compresión.

También se emplean en muros externos sin revoque, sino con loma de juntas (albañilería aparente). Por ej. en fábricas, depósitos, chalets, etc. o como revestimiento de muros de ladrillo común.

El ladrillo prensada debe responder a las siguientes exigencias: tener estructura compacta; estar uniformemente y bien cocido sin vitrificación; carecer de núcleos calizos u otros cualquiera, tener superficies tersas sin alabeos ni hendiduras y aristas vivas; no ser friable y de forma muy regular y sonoro al golpe.

El espesor del mortero en las juntas tro debe ser mayor de 1.cm, El peso de esta clase de albañilería es de 1.800 Kg/m3.


Fuente Consultada
TECNIRAMA N°86 La Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología (CODEX)
EL Calculista de Estructuras Hierro-Madera-Hormigón Tomo II – Simón Goldenhorm

Plata Propiedades, Usos y Yacimientos del Metal

Junto al oro, la plata ha sido apreciada y buscada desde la Antigüedad, ha tenido utilidad continuada como metal monetario, y su utilidad como ornamento, antiguamente muy difundido, se ha visto reducida hoy en día, pero encuentra ahora creciente aplicación en las artes y las industrias. La fotografía (ya no tanto en la actualidad)  y la electricidad consumen la mayor parte de una producción que no puede ser ampliada fácilmente para satisfacer la demanda.

Se llaman también metales nobles o blancos  porque no se oxidan al aire, o en el agua, y sólo los atacan ácidos fuertes. Debido a esto se usaron durante mucho tiempo para hacer monedas. Ambos metales se conocen desde hace miles de años, y en excavaciones hechas en lugares de las primitivas civilizaciones, particularmente Egipto, se han encontrado objetos fabricados con estos metales.

En contraste con muchos metales, que sólo se presentan en la Naturaleza en forma de compuestos químicos, tanto el oro como la plata se presentan como elementos, por lo que estos metales se conocen desde hace mucho tiempo.

Aunque el oro y la plata se pueden encontrar en estado casi puro, lo más frecuente es que formen aleaciones de plata, oro y cobre. La presencia del cobre, plata y oro juntos no es de extrañar, puesto que los tres están íntimamente ligados, y todos pertenecen a la misma familia del sistema periódico.

La producción de plata ha seguido unas fluctuaciones paralelas a las del oro. Fue extraída primitivamente en la Europa mediterránea, pero con el descubrimiento de América irrumpieron en Europa enormes cantidades de plata procedente de Perú, Bolivia y México. Los yacimientos de la cadena montañosa que se extiende desde Alaska hasta la Tierra del Fuego han sido, hasta hoy, las fuentes más Importantes de los abastecimientos mundiales de plata. La mayor parte del resto procede de Australia y de la Unión Soviética.

La plata se encuentra en yacimientos de diversos tipos, pero los más importantes son aquellos constituidos por filones de tipo hidrotermal, formados a mediana o baja temperatura. En ellos han depositado los minerales de plata las aguas calientes que arrastraban las sustancias en disolución, y siempre van aquéllos acompañados por minerales de plomo, cinc y cobre. Son especialmente ricos los situados en las cordilleras sudamericanas, que se encuentran en relación con actividades intrusivas o volcánicas de la era Terciaria.

El yacimiento argentífero más célebre del mundo es, sin lugar a dudas, el cerro Potosí (Bolivia), pico volcánico que eleva su cumbre a 4.890 metros sobre el nivel del mar. Desde su descubrimiento en 1544 hasta la actualidad ha producido más de 2.000 millones de onzas de plata.

Sin embargo, sólo un pequeño porcentaje de yacimientos argentíferos son lo suficientemente ricos como para ser explotados por la plata solamente: la mayor parte de la plata se produce como un subproducto valioso en la minería del cobre, del plomo y del cinc, y su ritmo de producción está regido estrictamente por los ritmos de producción de sus metales asociados, y la producción total no ha podido ser ampliada lo suficiente para cubrir la demanda creciente.

El tenor de los minerales de plata varía con el precio de ésta: los minerales directos de plata necesitan, en general, contener unas 15 onzas por tonelada. Los minerales mexicanos poseen un porcentaje menor. Los minerales de los grandes depósitos de plomo-plata del mundo tienen por término medio una onza de plata por tonelada. El empleo de plata con fines monetarios se ha reducido mucho, pero sigue utilizándose en grandes proporciones en orfebrería.

Mineral Plata

PRODUCCIÓN
La plata se obtiene, principalmente, como subproducto cuando se retinan los minerales de cinc y cobre. Sin embargo, también se obtiene de minerales ricos en plata, siendo el más común la argentita, un sulfuro de plata. Éste y otros minerales de plata se encuentran ampliamente distribuidos en el continente americano, aunque en ninguna parte se halla en grandes cantidades.

El principal productor mundial de plata es México, con un 35 % de la producción mundial (alrededor de 6.000 toneladas al año). De los muchos procesos desarrollados en el tiempo, el normalmente usado hoy en día para beneficio de la plata, a partir de la argentita, es el proceso del cianuro. Después de triturar el mineral, se muele finamente en un molino de bolas que contiene una solución diluida de cianuro sódico.

Al registrar en 2014 su mayor producción de plata en la historia, México sumó su quinto año consecutivo como el mayor productor de este metal precioso en el mundo, apuntó el Instituto Mundial de la Plata. En su informe anual indicó que México produjo en 2014 un total de 192.9 millones de onzas de plata, equivalentes a 6,000 toneladas, lo que representa un alza de 5.8 millones de onzas respecto de la producción nacional de 2013.

El sulfuro de plata, y también la plata libre, reaccionan con la solución de cianuro sódico para dar argento-cianuro sódico, Na [Ag(CN);] que es soluble en agua.

La suspensión se agita durante varios días con aire comprimido. Así se oxida el sulfuro sódico formado por la reacción entre el sulfuro de plata y el cianuro sódico. La solución de argento-cianuro sódicu se filtra, y se separa el aire disuelto haciendo el vacío. Finalmente, la plata se separa de la solución añadiendo una suspensión de cinc finamente pulverizada.

La plata precipitada se filtra y se seca. Este producto contiene, como mínimo, 75 % de plata, pero aún existen impurezas, especialmente, exceso de polvo de cinc. Por tanto, es necesario una purificación ulterior.

Puesto que el 75 % de la producción mundial de plomo se obtiene de minerales que también contienen plata, es evidente que interesa la recuperación de la plata en la etapa del refinado del plomo, par sus beneficiosos resultados. Un sistema para recuperar la plata es el proceso Parkes.

Después de separar otras impurezas dé la aleación plomo-plata, especialmente cobre, antimonio, arsénico y estaño, se añade cinc al baño. La plata es mucho más soluble que el plomo en el cinc, por lo que después de mezclar el contenido del baño la mayor parte de la plata pasa a la capa del cinc fundido, que flota sobre el plomo. Cuando desciende la temperatura del baño se separa la aleación cinc-plata de la superficie, a medida que va solidificando. A continuación se destila el cinc, y queda finalmente la plata, que tiene un punto de fusión más alto.

La plata es un metal blanco que tiene una buena resistencia a la acción de la mayoría de las sustancias. No la atacan el oxígeno ni el aire, pero se ennegrece fácilmente si el aire tiene trazas de ácido sulfhídrico, que forma una capa negra de sulfuro de plata en la superficie.

La capa negra que aparece en los cubiertos de plata se debe a la acción de los compuestos orgánicos de azufre. Los halógenos (cloro, bromo, yodo) atacan a la plata, pero no la afectan los álcalis y sólo reacciona con muy pocos ácidos: ácido sulfúrico concentrado en caliente y ácido nítrico diluido. La plata es el mejor conductor del calor y de la electricidad, aunque corrientemente se usa el cobre, porque es más económico.

Sin embargo, también se usa la plata en plantas químicas, debido a su resistencia a la corrosión y su punto de fusión relativamente alto (960° C), además de su alta conductividad. Así, las vasijas de reacción, hervidores en columnas de destilación, se recubren a veces de plata. Los tubos de los intercambiadores de caler se hacen de plata.

La plata se utiliza en varios tipos de aparatos eléctricos. Es de particular valor en contactos eléctricos, como en las unidades de control de los semáforos. Numerosas aleaciones de plata son de importancia industrial, como las de plata-cobre-cinc y plata-fósforo-cobre, que se usan para soldar el latón. Sin embargo, la mayor cantidad se usa en materiales fotográficos.

Esquema básico del proceso con cianuro

El platino forma parte de un grupo de metales relacionados entre sí, integrado por osmio, iridio, paladio, rodio y rutenio. No sólo están asociados en la naturaleza, sino que en la industria se les alea frecuentemente, por lo que se denominan «metales del platino».

El platino y el paladio son los más abundantes del grupo, pero su abundancia dentro de las rocas máficas no permite considerarlas como recursos potencíales de ellos, a no ser que hayan intervenido procesos de concentración especiales. Son metales muy pesados, insoluoles, maleables y de dureza elevada. El iridio es el más pesado y el osmio el más duro.

El platino se origina en las rocas ígneas ultrabásicas, donde fue concentrado por procesos magmáticos. La intrusión máfica más grande descubierta hasta ahora en el mundo, el complejo Bushveldt, de África del Sur, contiene una zona denominada Merensky Reef, con platino enriquecido, que por sí sola es suficiente para satisfacer las necesidades mundiales durante muchos siglos.

El proceso de erosión y sedimentación, al ser los metales del grupo resistentes a la meteorización y de densidad elevada, originan placeres; son importantes los de los montes Urales, en la Unión Soviética. Las arenas productivas llegan a tener 1,5 metros de espesor, y los centros más importantes están en las vertientes orientales de las cuencas de los ríos Iss y Tura.

Fuente Consultada:
TECNIRAMA Enciclopedia del la Ciencia y la Tecnología (CODEX) Fasc. N°50
NATURA Las Reservas Económicas Ediciones JOVER

Amianto Aplicaciones, Propiedades y Riesgos de Cancer

El amianto o asbesto es conocido por el hombre desde hace por lo menos 2.500 años. A causa de su singular resistencia al fuego, se atribuían a esta sustancia propiedades mágicas. Se dice que el emperador Carlomagno demostró sus poderes sobrenaturales arrojando al fuego un mantel de amianto que recuperó intacto. La resistencia al fuego es la propiedad que más llamaba la atención de los antiguos, pero no es la única cualidad del amianto, que ha probado ser enormemente apto en aplicaciones industriales.

Es un excelente aislante del calor, del sonido y de la electricidad, y su naturaleza fibrosa permite que se pueda trabajar para elaborar telas para trajes, etc. Mezclado con otros materiales como el cemento proporciona un excelente material de construcción. El amianto es flexible, resistente a los ácidos y a los álcalis y no se deteriora  con el  tiempo.

Amianto

Hablar solamente de “amianto” no es precisar mucho, pues el amianto no es una sustancia única. Hay muchas variedades de él, y cada variedad posee en distinto grado las propiedades ya indicadas.

El valor comercial del amianto depende grandemente de dos cualidades: su incombustibilidad y su singular estructura fibrosa. La última permite separarle en fibras o filamentos que, en la variedad usada con más frecuencia, poseen una gran resistencia a la tracción y son muy flexibles.

Podemos decir que las principales propiedades del amianto son:

Incombustibilidad.
Elevado aislamiento térmico.
Elevado aislamiento acústico.
Resistencia a altas temperaturas.
Resistencia al paso de electricidad.
Resistencia a la abración.
Resistencia al ataque de microorganismos.

Debido a estas especiales características, el amianto se ha usado para una gran variedad de productos manufacturados, principalmente en materiales de construcción (tejas para recubrimiento de tejados, baldosas y azulejos, productos de papel y productos de cemento con asbesto), productos de fricción (embrague de automóviles, frenos, componentes de la transmisión), materias textiles termo-resistentes, envases, paquetería y revestimientos, equipos de protección individual, pinturas, productos de vermiculita o de talco. El amianto también está presente en algunos alimentos.

YACIMIENTO Y ORIGEN
El amianto, tal como se encuentra en la naturaleza, es una roca, tan sólida y densa como el granito. Se encuentra subterráneamente en vetas delgadas, incluidas en rocas que tienen una composición química parecida.

Incluso hoy día no hay una idea clara de cómo el amianto se formó en la corteza terrestre. La teoría más generalizada es la de que la roca subterránea se transformó por la acción del agua caliente, que contenía sales disueltas y anhídrido carbónico. Al producirse grietas en la roca, éstas se llenaron de agua, y, durante largos períodos de tiempo, ocurrieron reacciones químicas, que dieron lugar a capas gelatinosas que eventualmente cristalizaron para formar el mineral, fibroso y estrechamente empaquetado, que hoy día conocemos.

VARIEDADES   DE   AMIANTO
El nombre de amianto, en una acepción amplia, puede darse a todo mineral natural capaz de ser manejado o transformado en fibras. Hay, por lo menos, treinta tipos distintos de minerales que forman lo que se llama el grupo asbestiforme, y que tienen grandes semejanzas, pero solamente seis poseen importancia comercial.

En orden de importancia, son:   el crisotilo  o  amianto blanco,  la crocidolita o amianto azul, la amosita, antofilita, tremolita y actinolita. Se dividen en dos grupos principales: los amiantos de crisotilo (o serpentina) y los amiantos anfibólicos.

Las diferencias entre los distintos tipos provienen de la roca o matriz donde el amianto se encuentra. Desde el punto de vista químico, son complicados silicatos de magnesio que, generalmente, contienen uno o varios de los siguientes metales: sodio, aluminio, hierro y calcio.

CRISOTILO
Es la variedad más importante de mineral de amianto, y constituye el 80 ó 90 por ciento de la producción mundial. Se encuentra principalmente en Canadá, en la U.R.S.S. y en Rodesia del Sur. Su color varía desde el blanco puro hasta el verde grisáceo, dependiendo de las impurezas que contenga.

El crisotilo no se altera a temperaturas de hasta 450 ó 500 °C, en que empieza a perder agua estructural. Sus fibras resisten la acción de los álcalis, pero no la de los ácidos, y los ácidos minerales  fuertes  las  disuelven  completamente.

Crisolito o Amianto Blanco

Algunas fibras de crisotilo tienen hasta ocho centímetros de longitud, aunque la mayoría están por debajo de los cuatro centímetros. Son fuertes y flexibles, trabajándose con facilidad, probablemente a causa de las cantidades de talco que se encuentran en ellas.

Estas propiedades, juntamente con su resistencia, longitud, y mala conductividad eléctrica (gran resistencia al paso de la corriente), lo hacen muy adecuado para la manufactura de amianto textil. Cuando se muele la roca, el amianto se descompone en fibras, y la parte de roca adyacente se pulveriza.

De esta forma, ambos se separan fácilmente. Frotando la superficie de la roca, pueden obtenerse fibras extremadamente finas, que, de hecho, son haces de fibras todavía más finas, las cuales pueden separarse a mano. Incluso esas fibras pueden subdividirse a su vez.

Con el microscopio electrónico han podido medirse los diámetros de las fibras más finas, que son del orden de dos millonésimas a veinte millonésimas de centímetro. Las fibras que se usan en la práctica son mucho  más  gruesas.

Los  estudios  modernos  con  el  microscopio electrónico sugieren que. las fibras de crisotilo son huecas, a pesar de que los tubos pueden estar rellenos de material menos cristalino, pero con la misma composición química. Esto serviría de explicación al hecho de que las fibras sean suaves, elásticas y absorbentes. Su resistencia a la tensión es muy grande; por término medio, del orden de la de una cuerda de acero para piano del mismo diámetro, aunque se han obtenido valores de resistencia doble.

AMIANTOS ANFIBÓLICOS
Los amiantos que derivan de este grupo se diferencian de los del crisotilo por su mayor riqueza en sílice, hierro, aluminio, sodio y calcio. Sin embargo, contienen menos magnesio. Cada uno de ellos incluye dos o más de esos metales en diferentes proporciones. La crocidolita, que tiene un color azul peculiar, y la amosita, que varía desde el blanco al pardo amarillento, son las variedades más importantes. Ambos son silicatos de hierro; el primero contiene dos tipos de hierro y sodio, y el segundo, hierro ferroso y magnesio.

La crocidolita posee magníficas propiedades de resistencia al calor, semejantes a las del crisotilo. Los amiantos anfibólicos son más ásperos al tacto y, por’consiguiente, más difíciles de trabajar, y menos aptos para la fabricación de tejidos, a pesar de que sus fibras son más largas y que su resistencia a la tracción es grande (mayor que la de las cuerdas de acero para piano). La propiedad más importante de la crocidolita es su resistencia al ataque por los ácidos.

La crocidolita se encuentra principalmente en Sudáfrica, pero también hay grandes yacimientos en Bolivia y en Australia. La amosita se encuentra solamente en Sudáfrica. La resistencia a la tensión es mediana, pero, para algunas aplicaciones, su resistencia al calor resulta superior a la del crisotilo o la crocidolita. Sus fibras pueden tener hasta 30 centímetros de largo, y se usa principalmente para la fabricación de aislantes térmicos. Dado que la amosita es menos flexible y tiene menor resistencia a la tracción que el crisotilo y la crocidolita, sus aplicaciones son bastante limitadas.

Las fibras de los amiantos anfibólicos no sólo son más largas que las del amianto blanco, sino también más gruesas (de 400 a 100 milésimas de centímetro, en vez de dos millonésimas de centímetro). Son sólidas, y, por lo tanto, duras y elásticas, pero quebradizas.

Riesgos del amianto: Existe el riesgo de contraer determinadas enfermedades específicas provocadas por la inhalación de fibras de amianto: asbestosis, cáncer pulmonar y mesotelioma de pleura y/o peritoneo, además de una irritación crónica de la dermis.

Está compuesto por fibras microscópicas que pueden permanecer en suspensión en el aire el tiempo suficiente para que representen un riesgo respiratorio. Cuando el contacto es prolongado puede provocar son enfermedades del aparato respiratorio. El cáncer de pulmón es la más mortal de las enfermedades que afectan a las personas expuestas al amianto.

Otra enfermedad respiratoria es la asbestosis es una enfermedad asociada directamente a la exposición al amianto. Consiste en el desarrollo de una fibrosis pulmonar tras la inhalación de asbesto que con el tiempo dificultad para respirar.

MINERÍA Y TRATAMIENTOS
La mayoría de las rocas que contienen los minerales del amianto se explotan relativamente cerca de la superficie, por lo que esta minería resulta relativamente económica y sencilla, en comparación -con la minería profunda. Con frecuencia, las explotaciones están al descubierto.

A veces, sin embargo, se practican túneles en el frente de la roca, y el mineral se saca en vagonetas. El mineral bruto, con grandes cantidades de ganga, se pica o se dinamita de la roca, de forma parecida a como se hace con el carbón, y se separa provisionalmente a mano. La roca acompañante se tira y el material se lleva al grupo separador donde se extraer; las fibras largas.

Éstas forman el 3 % del mineral extraído, y son susceptibles de ser tejidas. El resto se tritura y se pasa por tamices. Los residuos se aventan para recuperar las pequeñas cantidades de amianto que puedan quedar. La producción de fibra es pequeña: una tonelada de fibra por cada ocho o hasta treinta toneladas de roca triturada.

La fibra de amianto separada por los tamices se lleva a un molino que funciona como un mortero, y a continuación se pasa a un molino de alta velocidad, donde las fibras se separan aún más.

APLICACIONES DEL AMIANTO
Las fibras largas usadas para tejer reciben un tratamiento más cuidadoso para separar las longitudes desiguales, los fragmentos de roca y las fibras no abiertas. A continuación se cardan, se bobinan y se tejen o trenzan. Generalmente se refuerzan con alguna fibra vegetal o, en algunos casos, con finos hilos de metal.

El tejido de amianto tiene muchas aplicaciones industriales. Se usa en revestimientos aislantes de muchas clases, para juntas y protecciones de calderas. Para estos revestimientos, la cubierta exterior de tejido de amianto se rellena de fibra suelta del mismo material. Los revestimientos están solamente extendidos y tensados, de forma que pueden quitarse fácilmente cuando hay que hacer reparaciones o para su manejo.

Los trenzados de amianto tienen usos muy variados en la industria para empaquetamientos y juntas, especialmente para máquinas de vapor y para bombas. Su resistencia al calor y su larga duración les hace excelentes para tales aplicaciones. Otra aplicación de relieve es en los frenos y embragues, donde las propiedades importantes son las de la resistencia y no alteración por el calor. La lisura del amianto permite que la pieza giratoria encaje sin vibración ni desgaste. La mayoría de las camisas anti-fricción se fabrican con tejido de amianto o se moldean con fibras o resina de este material.

Las fibras cortas de amianto son la mayor parte de las obtenidas en la mina y se usan para hacer tableros y objetos prensados. Hay una demanda creciente de fibrocemento (cemento con fibras de amianto) en la industria, especialmente en la de la construcción. Se usa para cubiertas de tejados y paredes, para edificar depósitos y hangares, así como para compartimientos. Los productos de fibrocemento moldeado se usan en la construcción de canales, desagües, tuberías, depósitos, tubos para cables y acequias.

Los tubos subterráneos de fibrocemento de gran diámetro se fabrican con destino a aprovisionamientos de aguas, cloacas y drenaje. La fibra de amianto puede también esparcirse sobre objetos, especialmente si se desea protección contra el fuego. Cuando la fibra se mezcla con un líquido, cada haz de fibras absorbe cierta cantidad de éste. Esta propiedad hace posible el pegarla sobre estructuras de acero, por ejemplo, o sobre la parte inferior de los pisos, para evitar que las llamas puedan extenderse a otras habitaciones.

El amianto de usa también mucho en el aislamiento del sonido. El amianto esparcido o pegado en las superficies es especialmente útil. Como material absorbente del sonido, se usa en las salas de cine o de conciertos, para eliminar las superficies que reflejan el sonido produciendo eco.

El amianto esparcido se aplica también a superficies frías donde, de otra forma, se acumularía la humedad. El amianto esparcido disminuye el enfriamiento de la capa de aire próxima a la superficie (por ejemplo, en un techo) y, de esta manera, evita la condensación.

El uso de amianto fue absolutamente prohibido en España en diciembre de 2001, si bien algunas de sus variedades se prohibieron antes como el amianto azul en 1984 y el amianto marrón en 1993.

Fuente Consultada:
TECNIRAMA La Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología Fasc. N°56
Sitio web español: http://www.amianto.com.es/

Biografia de Ohm Simón Obra Científica y Experimentos

Una vez Fourier hubo elaborado un sistema matemático que daba cuenta adecuadamente del flujo de calor, parecía que el mismo sistema podía emplearse para describir la corriente eléctrica. Mientras que el flujo de calor de un punto a otro dependía de las temperaturas de ambos puntos y de si el material que los unía era buen conductor del calor, la corriente eléctrica de un punto a otro podía depender del potencial eléctrico de los dos puntos y de la conductividad eléctrica del material intermedio. hm haciendo diversas experiencia de laboratorio, logró al fin determinar la famosa ley que lleva su nombre: “Ley de Ohm”

ley de ohm

Dice así: La magnitud de una corriente I eléctrica que pasa entre dos puntos es igual al cociente entre la tensión (o voltaje V) y la resistencia R del conductor por el que atraviesa dicha corriente. Esta es una ley de fundamental importancia, y una de las primeras que se aprenden al estudiar electricidad.

Hoy es conocida como la ley de Ohm, aunque en 1827, al ser enunciada por Jorge Simón Ohm, pasó inadvertida. De hecho, hubieron de transcurrir 16 años para que dicha ley recibiera 4a consideración que merece. En aquella época se prestaba mayor atención a los científicos jactanciosos y con amigos influyentes que a los de carácter reservado y tranquilo como lo era Ohm. Ohm nació en Erlangen (Alemania), en 1789.

ohm simon

Trabajando con alambres de diversos grosores y longitudes, el físico alemán Georg Simón Ohm (1789-1854) halló que la cantidad de corriente transmitida era inversamente proporcional a la longitud del alambre y directamente proporcional a su sección. De este modo pudo definir la resistencia del alambre y, en 1827, demostró que «la intensidad de la corriente a través de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia». Ésta es la llamada ley de Ohm.

Era hijo de un maestro de taller, el cual decidió dedicarlo al estudio de las matemáticas y de la física. Y. el propio padre se puso entonces a estudiar estas disciplinas, para poder enseñar a su hijo lo aprendido, dándole clases cuando el muchacho salía de la escuela.

A la edad de 16 años, Ohm comenzó sus estudios en la Universidad de Erlangen, pero, desgraciadamente, la situación económica de la familia hizo que, al cabo de dos años, tuviera que dejar la universidad para colocarse como profesor en Suiza. Más adelante, pudo completar sus estudios y licenciarse; pero, por segunda vez, la falta de dinero le obligó a abandonar sus investigaciones en la universidad, volviendo, de nuevo, a su puesto de profesor.

Después de pasar 4 años enseñando física en Bamberg, se trasladó al Gimnasio de Colonia, donde llevó a cabo sus más importantes investigaciones.

Cuando Ohm comenzó sus experiencias, la electricidad se describía en términos muy imprecisos. No existía un modo exacto de expresar el comportamiento de una corriente eléctrica, y Ohm resolvió hacer algo en este sentido. Fourier había trabajado ya en la conducción del calor, llegando a la conclusión de que en un material conductor existía un gradiente de temperatura y que la cantidad de calor que conducía dependía de la caída de temperatura a lo largo del conductor.

Ohm se preguntó si la electricidad se comportaría del mismo modo que el calor, y si la diferencia de potencial jugaría aquí el mismo papel que la diferencia de temperatura jugaba en termología.

En sus últimos experimentos, Ohm utilizó como f. e. m. (fuerza electro-motriz) constante la proporcionada por un termopar (termocupla), constituido por cobre y bismuto soldados, una de cuyas uniones iba sumergida en hielo y la otra en agua caliente. Para medir la magnitud de la corriente, utilizó una aguja imantada, suspendida convenientemente. De este modo, Ohm pudo estudiar la magnitud de variación de la intensidad de corriente cuando se introducían en el circuito distintas resistencias.

Ohm era muy meticuloso en la realización de medidas y, a pesar de los instrumentos primitivos que utilizó sus resultados fueron lo suficientemente exactos como para demostrar, de manera concluyente, que la intensidad de corriente es igual al cociente entre la tensión y la resistencia. Ohm comprendió instantáneamente la importancia de su descubrimiento y supuso que le sería concedido un puesto en la universidad; en esta creencia, renunció a su cátedra de profesor en el Gimnasio de Colonia.

Las cosas no sucedieron exactamente así, y Ohm estuvo sin colocación durante 5 años; recién a los 60 de edad fue nombrado catedrático de la Universidad de Munich, cargo que desempeñó hasta su muerte, acaecida 5 años después, en 1854.-

EJEMPLOS PARA EXPLICAR DE LA LEY DE OHM

Fórmula General de Ohm

Un método sencillo de recordar las ecuaciones de la ley de Ohm: tapar: la cantidad buscada y los
dos símbolos restantes darán la fórmula requerida.

A condición de que las manifestaciones Físicas, tales como la temperatura, no varíen, la intensidad de la corriente (la cantidad de electrones en movimiento) que circula por un hilo es directamente proporcional a la diferencia de potencial (es decir, la diferencia de presión eléctrica que origina el movimiento de los electrones) entre las extremidades del hilo.

Este hecho se conoce con el nombre de Ley de Ohm. Veamos un ejemplo de esta ley: supongamos que tenemos un circuito en donde circula una corriente de 4 amperios. Por ejemplo una estufa eléctrica conectada a una red de 240 voltios. ¿Cuál es la intensidad de la corriente, si el voltaje de la red cae a 120 voltios?

La ley de Ohm nos dice que, ya que la diferencia de potencial (voltaje) se reduce a la mitad, la corriente debe reducirse en la misma proporción: se divide por dos. La nueva intensidad es, por lo tanto, de 2 amperios. En cada caso la relación voltaje/intensidad es la misma: 240/4=60 A ó 120/2=60 A

Por lo tanto, la ley de Ohm puede escribirse en forma de ecuación: V/I=constante

Si el voltaje, o diferencia de potencial, se mide en voltios, y la intensidad en amperios, entonces la constante, en vez
de ser simplemente un número, es por definición una medida de la resistencia del hilo; o sea, una medida de la resistencia que opone el hilo al paso de electrones a través de él. La resistencia se mide en unidades que reciben el nombre de ohmios.

Por tanto, diferencia de potencial / intensidad de corriente = resistencia en ohmios

Las resistencias medidas en ohmios se suelen simbolizar por el signo R; la diferencia de potencial en voltios se simboliza, generalmente, por V y la intensidad en amperios por I. Utilizando estos símbolos, la ley de Ohm puede escribirse en forma de ecuación: R=V/I. Que se desprende que V=I . R

En realidad, la corriente I=4 amperios es menor cuando la estufa está fría, ya que la resistencia de la mayoría de los metales aumenta con la temperatura. Por eso la ley de Ohm sólo es exacta cuando no varían las propiedades físicas.

Una resistencia de 60 ohmios presenta una oposición moderadamente alta al paso de la corriente eléctrica; si la estufa tiene una resistencia pequeña, digamos de 2 ohmios, presenta un camino mucho más cómodo y a su través pasa una intensidad mucho mayor.

¿Qué intensidad tiene la corriente que pasa por una estufa (con una resistencia de 2 ohmios) que se conecta a una red de 240 voltios? Como lo que buscamos es una intensidad, que se simboliza con una I, utilizaremos la ecuación:
I =V/R=240/2=120 amperios.

Ésta es una intensidad enorme (que fundiría los fusibles tan pronto como se encendiera la estufa). La mayor intensidad que puede soportar, normalmente, un fusible doméstico es de 15 amperios.

¿Cuál es la resistencia de una estufa eléctrica, que funciona justo a esta intensidad, con un voltaje de red de 240 voltios? Aquí lo que buscamos es la resistencia, simbolizada por una R, así qué lo mejor será utilizar la ecuación que contenga la R=V/I=240/15=16 ohmios (Ω)

También la ley de Ohm proporciona un método cómodo para medir voltajes. Un voltímetro sencillo es, realmente, un medidor de intensidad, o amperímetro. Nos indica la intensidad (I) amperios que el voltaje (V) que se quiere conocer hace pasar por una resistencia conocida (R) ohmios.

La magnitud del voltaje se deduce de la ecuación V=I . R- (No se necesita hacer el cálculo en la práctica, ya que esto se ha tenido en cuenta al calibrar el voltímetro.) Si un amperímetro, cuya resistencia total es de 200 ohmios, registra una corriente de 1/10 amperio, ¿cuál es el voltaje que impulsa a la corriente a través del amperímetro?.

O dicho en otras palabras, ¿cuál es la diferencia de potencial entre los bornes del amperímetro? De la ecuación:
V = I . R (esta ecuación es la preferible, ya que la V aparece en el lado izquierdo), se deduce el voltaje: 1/10 amp. . 200 ohm.=20 voltios.

ANALOGÍA DE LA CORRIENTE CON EL FLUJO DE AGUA

Lo intensidad de la corriente de un río es la cantidad de agua que pasa por debajo del puente en un segundo. La intensidad de una “corriente eléctrica” es la cantidad de electrones que pasa en un segundo por un conductor.

El movimiento del agua está producido por una diferencia de altura entre los extremos del río.
Un movimiento de electrones está producido por una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor. La diferencia de potencial recibe el nombre de voltaje.

Cuanto mayor es la diferencia de alturas, mayor es la corriente de agua. Del mismo modo, cuanto mayor es la diferencia de potencial (voltaje), mayor es la corriente eléctrica. Al doblar la diferencia de alturas, dobla el flujo de agua; al doblar la diferencia de potencial (voltaje)/ dobla lo intensidad de la corriente. Ésta es la ley de Ohm.

La “estrechez” del río también controla la cantidad de agua que corre por debajo del puente en un segundo. Si el río es muy estrecho, la corriente es pequeña. Del mismo modo, la “resistencia” de un conductor controla el flujo de electrones. Si la resistencia es muy alta, la corriente eléctrica es débil. Si la resistencia es baja (equivalente a un río ancho), la corriente es intensa.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología – TECNIRAMA N°89 La Ley de Ohm

Vida de Bunsen Roberto Inventor del Mechero Científico

En el siglo XIX floreció en Alemania una aristocracia científica. En aquella época, los químicos eran personajes muy importantes y gozaban de gran estima entre el resto de la población. Pero no sólo eran respetados, sino que, con frecuencia, los científicos notables estaban muy bien remunerados, disfrutando de un elevado nivel de vida. La admiración general que la química despertaba, atrajo a los mejores investigadores de otros países, y nadie podía ser considerado un buen químico si no había realizado estudios en Alemania.

Bunsen Robert

Roberto Guillermo Bunsen (1811-1899) fue uno de los personajes más brillantes de la Alemania del siglo xix. Inició sus estudios de zoología,  física y  química  en su ciudad natal, Goettinga (Alemania), ampliando sus conocimientos en París, Berlín y Viena. Fue nombrado profesor de química de la Universidad de Heidelberg, en 1852.

Fue un experimentador audaz. En el curso de uno de sus experimentos perdió la visión de un ojo, lo que no impidió que repitiera el experimento delante de sus alumnos, aterrorizando a los que ocupaban los primeros bancos. En otra ocasión, estuvo a punto de morir envenenado por arsénico y, durante sus experiencias con este elemento, descubrió que el óxido de hierro hidratado era un antídoto eficaz contra dicho tóxico.

Su nombre es recordado, principalmente, por el aparato de laboratorio ideado por él y llamado, en su honor, mechero Bunsen. El gas era, en aquella época, la fuente de calor más usada en los laboratorios; pero si abrimos una llave de gas y prendemos el chorro que brota por el extremo del tubo, la llamita luminosa que se produce es relativamente fría.

Esto se debe a que no existe suficiente cantidad de oxígeno, en el interior de la llama, para que el gas se queme por completo, y el carbono que no ha ardido se deposita en forma de una capa negra, ennegreciendo los objetos calentados. El mechero diseñado por Bunsen aumenta la eficacia calorífica de la llama, ya que su temperatura es más elevada y no deposita hollín. Para conseguirlo, dispuso una entrada de aire regulable en la base del tubo.

La corriente de gas succiona el aire a través del orificio y, si la mezcla resultante contiene 2,5 veces más aire que gas, la llama que produce un zumbido característico será limpia y de gran poder calorífico. Pero si contiene un exceso de aire, la llama se propagará al interior del tubo, ardiendo en la base, en lugar de hacerlo en el extremo superior; es decir, el mechero se cala. Bunsen estudió el tamaño del tubo y del orificio de entrada de aire, hasta conseguir resultados satisfactorios.

Mas, sus esfuerzos científicos no se concentraron en una sola dirección, sino que trabajó en diversos campos, realizando descubrimientos importantes. Inventó una pila de carbono-cinc y un calorímetro de hielo; obtuvo magnesio metálico en grandes cantidades, empleándolo, en parte, como fuente luminosa; contribuyó al análisis de gases y estudió las solubilidades de éstos en los líquidos. Otra de sus invenciones, el jotómetro de mancha, es un dispositivo que se emplea para comparar la intensidad de dos fuentes luminosas, y todavía lleva su nombre.

En colaboración con Kirchhoff, estudió el espectro emitido por los elementos al calentarlos, encontrando dos espectros no identificados, que les condujeron al descubrimiento del cesio y el rubidio. Tras una vida muy activa, falleció en 1899, a la edad de 88 años.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología TECNIRAMA N°88 Roberto Bunsen

Diferencia entre peso y masa Concepto Físico

El peso y la masa son, probablemente, las palabras más intensamente empleadas por el lenguaje científico. Están en tan íntima relación que, en circunstancias normales, el peso y la masa de un objeto tienen exactamente el mismo valor numérico. 10 kilos de papas tendrán un peso de 10 kilos y una masa de 10 kilos.

Como los valores son los mismos, se tiene la falsa impresión de que las palabras son sinónimas. Si hemos pesado una zapallo con un aparato que funciona mediante el alargamiento de un resorte (cuanto más pesado sea el objeto, el resorte se estira más), entonces medimos realmente el peso. El zapallo tiene un peso de 10 kilos.

Cuando se ponen las papas en el platillo del aparato, el resorte tira del platillo y de su contenido hacia arriba, oponiéndose a su alargamiento. Por otra parte, la fuerza de la gravedad actúa sobre el zapallo, empujándolo hacia abajo. El resorte se larga hasta que estas dos fuerzas opuestas se equilibran exactamente, y el peso se lee como una medida de dicho alargamiento.

balanza de resorte pensado

Esta balanza de resorte mide la fuerza (P) con que es atraída la masa del zapallo, que según la Ley de Newton, es igual a la masa (m) por la aceleración de la gravedad (g) , ósea: P=m.g. Esta balanza mide peso o fuerza, y según donde se haga a medición variará, porque depende del valor de “g”, no es lo mismo pesar en la Tierra que en la Luna, o en cualquier orto planeta, es decir, el peso varía según la masa m y la aceleración g. Cuanto mas masa o mas aceleración, mayor será el estiramiento “x” del resorte.

El resorte mide, por tanto, la magnitud de una fuerza que intenta estirarlo, y por ello el peso debe ser una clase de fuerza. El empuje hacia abajo del zapallo  depende de dos factores: la cantidad de sustancia o materia contenida en las papas y la atracción de la gravedad de la Tierra. La masa del zapallo no depende del lugar donde se encuentre éste; a menos que se les quite algún trozo, la cantidad de materia que las compone será siempre la misma.

En cambio, el campo gravitatorio de la Tierra (la atracción que ésta ejerce sobre un cuerpo) varía. Si dejamos caer una piedra en un pozo sufrirá un incremento de velocidad de 9,8 metros por cada segundo que cae.

Si la piedra cayera desde un satélite en órbita, situado a muchos kilómetros de distancia, entonces, en un segundo, el incremento de velocidad sería muchísimo menor. Esto es debido a que la piedra se encuentra más lejos de la Tierra y la influencia de esta última sobre ella es mucho menor.

A medida que cambia la acción del campo gravitatorio de la Tierra, cambia el peso del objeto. Si utilizamos un dinamómetro, el zapallo pesará ligeramente menos en la cima de una montaña que al nivel del mar. En cambio, la masa es algo que no varía nunca. Es la cantidad de materia que contiene una sustancia.

Un bloque de plomo está compuesto de un número determinado de átomos. Cada átomo tiene 82 protones, 126 neutrones y 82 electrones. En otras palabras, cada átomo tiene cierta cantidad de materia en él. No importa que el bloque de plomo está en el fondo de un pozo, en la cima de una montaña o en la superficie de la Luna: si no se le ha quitado ni añadido nada, contiene la misma materia y, por lo tanto, la misma masa.

Por este motivo, para medir la masa hay que utilizar un aparato que dé la misma medida, cualquiera que sea el lugar donde sea utilizado. A este fin se usa una balanza. El objeto cuya masa se desconoce, se coloca en el platillo izquierdo de la balanza.

balanza de masa

El platillo desciende, y el brazo de ésta se inclina al no haber nada en el otro platillo para equilibrarlo. Unas pesas metálicas (denominación impropia, pues deberían llamarse masas) se colocan en el otro platillo hasta alcanzar el equilibrio: una masa se equilibra con otra masa.

Si se lleva la balanza a un lugar donde la atracción de la gravedad sea mucho menor, el objeto sufre un menor empuje, pero también le ocurre lo mismo a las “pesas” del otro platillo, y se obtiene el mismo resultado. La balanza de precisión se utiliza para medir masas con una exactitud de cuatro diez-milésimas.

Las pesas, por lo tanto, deben tratarse con mucho cuidado. Si se desgastan pierden cierta masa, y en contacto con los dedos se ensucian con la grasitud de las manos y sufren un aumento de masa. Por ello se deben tomar siempre con pinzas. Éste es uno de los motivos por los que las balanzas de mayor precisión se manejan por control  remoto.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y Tecnología TECNIRAMA N°86

Anticongelantes: Uso de Etilenglicol Baja Punto de Congelamiento

ETILENGLICOL: PARA BAJAR EL PUNTO DE CONGELAMIENTO DEL AGUA

En los climas intensamente fríos, los automóviles pueden sufrir averías si no se toman medidas para protegerlos. El radiador y el bloque de los cilindros (bloque del motor) son las partes afectadas en primer lugar. Si el agua que contiene el bloque de los cilindros llega a congelarse, éste se parte, del mismo modo que los conductores de agua cuando el líquido que contiene se hiela. El hielo es menos denso que el agua y, por tanto, cuando éste se congela, convirtiéndose en hielo, ocupa un volumen mayor.

En el radiador de un automóvil, el agua está encerrada en un espacio limitado. El metal no puede dilatarse; de hecho, se contrae cuando disminuye la temperatura. Así, cuando el agua se congela, el sistema refrigerante está sometido a una presión interior, puesto que aquélla se expande, haciendo lugar para el hielo; el bloque de los cilindros o el radiador no pueden soportar esta tensión y se rompen.

Estas roturas son costosas, pues la dificultad de la reparación obliga a sustituir las piezas. Una vez que se ha roto el bloque, el sistema de refrigeración del motor deja de funcionar y, si se usa el coche en estas condiciones, el motor se sobrecalienta, expulsando chorros de vapor de agua.

Por esto, resulta muy importante que el agua del sistema de refrigeración no se congele, aunque la temperatura externa descienda por debajo de O° C. Hay que añadir alguna sustancia que rebaje el punto de congelación. En otras palabras, al agua de refrigeración debe añadírsele un anticongelante.

Cuando se añade al agua un poco de sal, el punto crioscópico (punto de congelación) baja ligeramente. Si añadimos más sal, dicho punto sigue descendiendo.

La adición de una impureza tiene, pues, el efecto de hacer descender el punto de congelación. Aunque con sal se puede conseguir este efecto perfectamente, no se usa nunca como anticongelante por su fuerte poder corrosivo, que atacaría rápidamente el metal del radiador. Normalmente, se usa el compuesto orgánico etilénglicol.

Éste es muy eficaz para disminuir el punto de congelación del agua de refrigeración. Al contrario que la sal, no es nada corrosivo y, por tanto, puede usarse sin peligro de dañar el radiador. Los anticongelantes que compran los automovilistas contienen, fundamentalmente, etilénglicol, junto con un pequeño porcentaje de otros compuestos químicos, que actúan como inhibidores (antioxidantes), protegiendo de la corrosión el interior del radiador.

Los antioxidantes son muy necesarios, porque la misma agua es un agente corrosivo que puede atacar la superficie metálica, si no lo evitamos. Aunque se podría usar el mismo glicol indefinidamente, los antioxidantes tienden a perder su eficacia.

Por tanto, es aconsejable usar anticongelante nuevo cada invierno, para impedir la corrosión del radiador.El anticongelante se mezcla con agua y, una vez diluido, se vierte en el radiador. Una solución con un 25 % de glicol en volumen tiene un punto crioscópico de — 12,8° C, y es la adecuada porque no resulta fácil que la temperatura descienda por debajo de este punto. Este tipo de mezcla, naturalmente, no se puede usar dentro del Círculo Polar Ártico, donde la temperatura desciende, con frecuencia, por debajo de —12,8° C.

Se necesita, por tanto, un líquido cuyo punto de congelación sea mucho más bajo. A medida que se va aumentando la proporción de glicol, el punto crioscópico desciende hasta un cierto límite, desde el que empieza a subir nuevamente. El punto de congelación más bajo que puede obtenerse con una mezcla de etilénglicol y agua es — 44° C. Se trata del punto crioscópico de una mezcla al 50 % de glicol y agua.

Para las condiciones extremas del Ártico se añade una pequeña cantidad de éter de glicol. Así se consigue que el punto descienda hasta — 68° C. Casi todos los sistemas de refrigeración de los automóviles que -circulan actualmente pueden ser vaciados o llenados por sus dueños, pero la tendencia moderna es que estén precintados y que su contenido sea renovado solamente cada dos años.

El radiador se llenará y precintará en la fábrica, usando una mezcla más concentrada que las habituales. Se utiliza una mezcla al 50 % de glicol y agua, que hace descender el punto crioscópico hasta — 44° C. De este modo, los autos pueden funcionar en cualquier país. Los antioxidantes plantean problemas, pero se están llevando a cabo investigaciones para prolongar su período de actividad. Con mejores antioxidantes, no sería necesario cambiar el anticongelante tan frecuentemente.

En el gráfico se observa: A medida que se va añadiendo más etilénglieol al agua, el punto crióscopico desciende gradualmente. El refrigerante del radiador puede elaborarse de tal forma que siga estando liquido por debajo de O°C. Esto no se puede conseguir indefinidamente. Cuando se añade mucho glicol, el punto crioscópico se eleva de  nuevo, como se vé en la línea roja de la derecha.
grafico etilenglicol

Fuente Consultada
Revista TECNIRAMA N°113 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología

Subproductos Derivados del Petroleo Etileno Destilación y Refinación

Aunque el petróleo es importante como fuente de lubricantes y carburantes para los motores de combustión interna, los subproductos de las refinerías se utilizan como el punto de partida para la obtención de nuevas sustancias. Rápidamente, estos subproductos se han convertido en las principales materias primas para la obtención de una amplia gama de compuestos orgánicos complejos y, en particular, de los polímeros.

Hasta hace quince años, las principales fuentes de compuestos orgánicos eran el alquitrán de hulla y el alcohol etílico, obtenido por la fermentación de melazas. Cuando las compañías de petróleo más importantes comenzaron a trasportarlo crudo para su refinación posterior cerca de los centros, consumidores, en vez de refinarlo en los campos petrolíferos, se pudo disponer de los subproductos del petróleo en gran cantidad.

Desde un punto de vista económico, esta fue una situación ideal. Por un lado, las refinerías producían hidrocarburos gaseosos (con moléculas que contienen uno, dos, tres o cuatro átomos de carbono), de los cuales había una demanda limitada en aquella época.

Por otra parte, varios productos nuevos estaban en etapa de desarrollo y necesitaban materias primas económicas. Así, pues, los subproductos del petróleo se convirtieron en materiales de partida para muchos otros procesos.

Debido a la interdependencia entre las refinerías y las plantas químicas que utilizan sus productos, gran parte de los procesos iniciales se realiza en fábricas que dependen de las compañías de petróleos y de las empresas de productos químicos.

MATERIAS PRIMAS
Los elementos básicos con los que se obtiene gran número de compuestos son los hidrocarburos gaseosos, que son separados de los componentes sólidos y líquidos del petróleo crudo cuando éste se destila.

También se producen en gran cantidad durante la operación del craqueo catalítico. En este proceso, el gasóleo (fracción de petróleo con un punto de ebullición más alto que la gasolina) se vaporiza, se mezcla con vapor de agua y se hace circular por un catalizador caliente.

Las moléculas más grandes del gasóleo se rompen, para formar moléculas más pequeñas. Entre los compuestos más importantes que se obtienen por este procedimiento figuran el etileno, el propileno, el butileno y el butadieno. Sus moléculas no están saturadas (es decir, tienen dobles enlaces débiles), y algunos se utilizan para obtener hidrocarburos de cadena ramificada de peso molecular mayor, que se añaden a la gasolina para mejorarla (le dan un mayor índice de octano). Como hay una superproducción de gasóleo, no es difícil producir cantidades suficientes de estos compuestos no saturados para atender cualquier demanda.

Antes de que los gases se puedan utilizar en las plantas químicas, deben separarse. Esto se hace por destilación fraccionada, que se efectúa a presiones altas y baja temperatura, con lo cual los hidrocarburos se licúan.

Casi todos los gases que provienen de la planta de destilación son hidrocarburos saturados (es decir, los átomos de la molécula están unidos por enlaces sencillos fuertes). El propano y el butano se utilizan, principalmente, como gases trasportables. Éstos se licúan fácilmente a presiones moderadas y se envasan. Las garrafas o bidones de propano y butano se utilizan mucho, sobre todo en los lugares donde no hay gas de alumbrado.

Sin embargo, el metano (gas natural) es importante como materia prima. Este hidrocarburo (CH4), en sí, es poco reactivo, pero se puede convertir en alcohol metílico (CH3-OH), que tiene muchas aplicaciones. Esta conversión tiene lugar en dos etapas. Primero, el metano, mezclado con vapor de agua y anhídrido carbónico, se pasa sobre un catalizador caliente de níquel. Se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno en las proporciones adecuadas. Cuando se comprime la mezcla, se obtiene alcohol metílico.

El alcohol metílico es un disolvente importante como tal, pero grandes cantidades de él se convierten en formaldehído (CHaO) por una reacción de oxidación. El formaldehído se usa en la preparación de varios fármacos, pero la mayor parte del producto se utiliza en la fabricación de plásticos de fenol-formaldehído (por ejemplo, la bakelita),

REFINACIÓN  DEL PETRÓLEO: En la refinería, la primera operación a la que se somete el petróleo crudo es la “destilación”. Ésta separa el petróleo en seis “fracciones”, la mayoría de las cuales sufre un tratamiento posterior. La gasolina destilada contiene gran proporción de parafinas de cadena lineal, que producen el picado o detonación cuando se quema aquélla en el motor del coche.

Este efecto se puede disminuir añadiendo a la gasolina parafinas de cadena ramificada e hidrocarburos cíclicos. Para producir estos compuestos cíclicos y ramificados se realizan tres procesos, que son: el craqueo, la polimerización y el “reforming”. Calentando a temperaturas elevadas los compuestos orgánicos, cuyas moléculas constan de muchos átomos, éstos se descomponen, dando compuestos de moléculas más pequeñas.

torre de destilación de petroleo

En el proceso de destilación primario se suministra petróleo crudo y se separan las distintas fracciones.

Este proceso, llamado “craqueo”, tiene lugar en las refinerías de petróleo, donde se rompen los aceites de alto punto de ebullición y se obtienen compuestos más volátiles, que se pueden añadir a la gasolina. Para facilitar estos cambios químicos se utilizan catalizadores, por lo cual el proceso se llama “craqueo catalítico”.

Además de dar compuestos adecuados para la destilación de gasolina, también se producen hidrocarburos gaseosos. Estos últimos (que contienen uno, dos, tres o cuatro átomos de carbono por molécula) se obtienen tanto en la etapa de destilación como en las del craqueo Catalítico.

Algunos de estos compuestos, especialmente los hidrocarburos no saturados propileno y butileno, se utilizan en reacciones de “polimerización”, para obtener hidrocarburos ramificados mayores, que, cuando se añaden a la gasolina, le confieren propiedades antidetonantes y elevan su índole de octano. Estos gases son también la materia prima para la industria petroquímica.

ETILENO
El etileno y los hidrocarburos superiores no saturados (propileno, butileno y butadieno) son mucho más reactivos que los hidrocarburos saturados, y por eso tienen muchas más aplicaciones como materias primas. Se obtienen, principalmente, en la planta de craqueo catalítico, donde, controlando con cuidado las condiciones de reacción (temperatura y presión) y la proporción de vapor añadido, se puede obtener un gran rendimiento en compuestos no saturados.

Como el etileno es un compuesto no saturado, resulta bastante reactivo. Toma parte en reacciones de adición (es decir, se le pueden añadir otras moléculas), y con facilidad forma polímeros, como el polietileno.

La mayor parte del etileno se usa en la fabricación de plásticos: polietileno, poliestireno, policloruro de vinilo (P.V.C.) y acrilonitrilo. El etileno también puede convertirse en alcohol etílico, que se emplea como disolvente.

El alcohol se oxida para dar acetaldehído y ácido acético, que, a su vez, se usan como materiales de partida para la fabricación de otros productos

También se utiliza el etileno en la fabricación de óxido de etileno, del cual se puede obtener etilénglicol, que se emplea como anticongelante en los sistemas de refrigeración de los automóviles. El etilénglicol es una materia prima utilizada en la fabricación de la fibra artificial llamada terilene.

La obtención de alcohol etílico a partir de etileno y agua es también un proceso catalítico en el que se usa ácido fosfórico como catalizador. En este proceso se obtiene, al mismo tiempo, éter dietílico en pequeña cantidad. Sólo un 5% del etileno que’entra en el reactor se convierte en alcohol etílico; por eso, el etileno se separa para reciclarlo, y el alcohol y el éter se separan por destilación fraccionada. El éter que se produce se utiliza como disolvente y anestésico.

La producción de plásticos y fibras artificiales que se derivan del etileno constituyen un tema demasiado extenso para describirlo aquí.

En casi todos los casos, la polimerización se realiza abriendo los dobles enlaces y utilizando las valencias libres para unir muchas moléculas entre sí. El polietileno se obtiene directamente del etileno, mientras que el cloruro de vinilo se produce a partir de etileno y cloro, antes de polimerizarlo.

El estireno, del cual se obtiene el poliestireno, también se consigue del etileno. Cada uno de esos plásticos tiene gran variedad de aplicaciones; algunos son buenos aislantes eléctricos, otros resisten el ataque químico. Unos son trasparentes, mientras que otros resultan traslúcidos u opacos.

En la actualidad, el propileno se utiliza principalmente para la obtención de otros compuestos orgánicos intermedios, como alcohol isopropílico, acetona y fenol, entre los más importantes; pero parece probable que en el futuro se utilicen cantidades mayores en la producción de un nuevo plástico: el polipropileno. Actualmente, la acetona se fabrica del propileno por medio de dos procedimientos diferentes. El primero consiste en obtener alcohol isopropílicoy luego oxidarlo a acetona.

En el proceso más reciente, el propileno reacciona con benceno para dar eumeno, que se oxida después y se descompone en fenol y acetona. La acetona es un disolvente muy importante y se utiliza en la producción de explosivos y adhesivos. El fenol es uno de los principales materiales de partida para la fabricación de gran número de plásticos y resinas; por ejemplo, el plástico fenol-formaldehído (bakelita)  y las epoxiresinas.

Cuando se unen cuatro moléculas de propileno, se obtiene una sustancia llamada isododeceno (CH2HE,), que se utiliza en la fabricación de varios detergentes de uso doméstico e industrial. Grandes cantidades de butadieno (CH2=CH—CH=CH2) y butileno (C4H8) se utilizan actualmente en la producción de varios tipos de caucho sintético y de plásticos.

Estos cauchos sintéticos se emplean en la fabricación de suelas de calzado y de neumáticos de automóvil. Durante el proceso de refinación del petróleo, también se obtiene gran número de compuestos inorgánicos. En el petróleo hay varios compuestos de azufre que deben eliminarse y que pueden ser una fuente de azufre para la producción de ácido sulfúrico.

El exceso de gas hidrógeno procedente de las refinerías se puede utilizar en la elaboración de amoníaco, que es un material esencial en la fabricación de varios fertilizantes.

tabla uso del petroleo

ALGO MAS SOBRE LOS USOS DEL PETROLEO:

El petróleo es una sustancia que las personas conocen y usan desde hace miles de años. Con el nombre de aceite de roca se empleaba, por ejemplo, para impermeabilizar todo tipo de embarcaciones, y en el antiguo Imperio babilónico (el actual Irak) ya se asfaltaban con él las calles principales. Sin embargo, sus utilidades eran escasas.

El primer pozo petrolero se perforó a mediados del siglo XIX, obteniendo como primer subproducto el queroseno, que sustituyó al aceite de ballena como combustible. A finales de ese mismo siglo aparecieron los primeros automóviles impulsados por gasolina, y la creciente demanda de coches con motor de combustión convirtió al petróleo en la principal fuente de energía en unas pocas décadas.

La industria petroquímica comprende la elaboración de todos aquellos productos que se derivan de los hidrocarburos, tanto del petróleo como del gas natural. Produce cientos de productos diferentes, con aplicaciones en casi todos los ámbitos de nuestra actividad:

•  Las fibras textiles artificiales, como el nailon. Presentan, sobre las fibras naturales, grandes ventajas, como resistencia ante el ataque de bacterias, hongos e insectos, se arrugan menos, se secan más rápidamente, etc.
•   Fertilizantes, herbicidas e insecticidas de todo tipo para la agricultura.
•   Colorantes, conservantes, antioxidantes y otros productos aditivos para la industria alimentaria.
•   Detergentes.
•   Envases y embalajes variados.

Todos los tipos de plástico son polímeros, es decir, materiales derivados del petróleo. Sus utilidades son incontables: carcasas para aparatos electrónicos (teléfonos, computadoras, televisores, etc.); film transparente para envolver alimentos; fibra óptica para comunicaciones; encapsulados y coberturas para material eléctrico; neumáticos, etc. Las aplicaciones del petróleo y sus derivados en nuestra vida diaria son muy numerosas.

CUADRO SOBRE EL USO DEL DERIVADO ETILENO:

cuadro uso del etileno

Fuente Consultadas:
Revista TECNIRAMA N°124 El Petróleo Como Materia Prima
La Enciclopedia del Estudiante Tomo 04 Tecnología e Informática Santillana

Cuadro sinoptico clasificacion de las rocas

Estudiar las rocas: Para  clasificarlas, se suelen utilizar criterios relacionados con la formación de las rocas. Así, distinguimos tres grandes grupos de rocas: ígneas, sedimentarias y metamórficas.
El primer y tercer grupo, a su vez, se engloban dentro ce las llamadas rocas endógenas, que son aquellas cuyo proceso de formación tiene lugar en el interior de la Tierra. Se forman por solidificación de una masa fundida, en el caso de las rocas ígneas, o por la transformación de las rocas existentes, en el caso de las rocas metamórficas.

En cuanto a las rocas sedimentarias, se consideran exógenas porque se han originado como producto de la transformac¡ón de materiales geológicos ya existentes de la corteza terrestre sobre los que actúan los procesos externos desencadenados por la meteorización, erosión, vansporte y sedimentación.

cuadro clasificacion de las rocas

Energía Geotermica Concepto y Técnicas de Producción

Hasta las mayores centrales de producción de energía creadas por el hombre quedan empequeñecidas por la principal fuente de energía de la Tierra, el Sol. Directa o indirectamente, el Sol proporciona casi toda la energía que necesitamos, porque él es quien calienta el planeta, y en último extremo, quien impulsa el viento y las olas. Incluso la energía química de las reservas mundiales de carbón, petróleo y gas, procede originariamente de plantas y algas, que obtuvieron a su vez su energía del Sol.

Cada  vez   se   necesita   más   energía   para mover toda la maquinaria del mundo, y el hombre busca continuamente nuevas fuentes de ella. Además de quemar carbón y petróleo, rompe los átomos de los elementos radiactivos (energía atómica), construye presas en los ríos (energía hidráulica) y convierte directamente el calor del sol (energía solar).

Incluso, las fuerzas de los vientos y los grandes movimientos de las mareas han sido aprovechados. Una nueva fuente de energía, llamada a tener gran importancia en el futuro, es el calor producido por la misma Tierra: la energía geotérmica. No se conocen con absoluta certeza las causas de este calor terrestre; pero no puede dudarse de su existencia.

En muchas partes del mundo hay volcanes que expulsan grandes cantidades de lava fundida; el vapor se escapa a través de grietas; hay conos volcánicos donde hierve la lava, y agua hirviente que sale a la superficie en forma de manantiales calientes o geiseres. Se calcula que la energía que disipa la Tierra excede la contenida en los combustibles convencionales. Lo único que hace falta es descubrir el procedimiento para utilizar la potencia geotérmica.

No es una novedad la utilización del calor terrestre. Los islandeses tienen una larga conducción de agua, procedente de manantiales termales, que terminan en sus casas y huertos. Las casas de 46.000 personas (la cuarta parte de la población de Islandia) están calentadas geotérmicamente. En Larderello, cerca de Pisa, en el norte de Italia, los gases calientes que  salen del suelo se han utilizado, desde comienzos de siglo, para producir electricidad.

Pero, hasta muy recientemente, la potencia geotérmica no se consideraba como una fuente de energía importante, sino, simplemente, como un suplemento de las otras grandes fuentes naturales.

Los “geiseres” son manantiales calientes, que expulsan agua y vapor sólo a intervalos. Junto a la superficie, hay un sistema de cámaras intercomunicadas, que están llenas de agua caliente. En la base, el agua llega a sobrecalentarse y su temperatura sube a más dé 100°C; pero, debido al peso de las capas superiores del líquido, no puede hervir. Lentamente, se eleva la temperatura del agua próxima a la superficie. Por fin, parte de ella hierve, convirtiéndose en vapor. Con ello, la presión desciende y el agua sobrecalentada hierve también; como consecuencia, se produce un violento surtidor de vapor, que puede alcanzar alturas considerables.

La Tierra intercepta cientos de miles de millones de megavatios de energía del Sol. Aunque la mayor parte de ellos es devuelta por irradiación al espacio y no resulta utilizable, la cantidad de energía solar absorbida por la Tierra en un solo año es todavía mucho mayor que la energía que se podría obtener de toda la reserva aprovechable de combustibles fósiles del mundo.

Bastaría con utilizar al máximo una fracción minúscula de esta energía solar para satisfacer nuestras necesidades actuales. El Sol seguirá brillando durante miles de millones de años; por ello, las formas de energía obtenidas diariamente de él reciben el nombre de energías renovables.

Tarde o temprano se agotarán las reservas mundiales de carbón y petróleo, pero abajo de nosotros hay otra fuente de energía virtualmente ilimitada. Se trata de la energía geotérmica, el calor del núcleo de la Tierra. La parte externa del núcleo, justo debajo de la corteza terrestre, se compone de magma, esa roca al rojo vivo que expelen los volcanes en erupción.

En muchas zonas volcánicas, la energía geotérmica brota a la superficie en forma de agua caliente o vapor, que puede usarse para accionar generadores de electricidad. En 1904 se inauguró en Larderello, Italia, una planta activada por energía geotérmica, pero la electricidad que produce satisface apenas las necesidades locales. Hoy, en Cornwall, Inglaterra, y en Los Alamos, Nuevo México, se investiga la forma de extraer la energía que se halla escondida en el centro del planeta.

tecnica para geotermia

Gambusinos del calor Cerca de Los Alamos (desierto de Nuevo México) se han hecho perforaciones por pares. La más profunda de ellas llega a 4.400 m, donde la temperatura de la roca es de 327°C. Se inyecta agua, bombeándola a alta presión, para romper la roca y formar fracturas que unan los pozos. Así, el agua impelida por uno de los barrenos se vuelve vapor, que se fuga por las fracturas hacia el otro barreno, de donde se devuelve a la superficie por bombeo. Si se perfecciona esta tecnología de “ardientes rocas secas”, el agua calentada servirá para generar electricidad a gran escala, sin dañar el ambiente.

Energía geotérmica: A unos 30 km por debajo de nuestros pies, la roca alcanza una temperatura de aproximadamente 900°C. Este calor proviene principalmente de la descomposición radiactiva gradual de los elementos en el interior de la Tierra. En sentido estricto esta fuente de energía no es renovable, pero es inmensa. En los 10 km superiores de la corteza terrestre, a profundidades accesibles con las técnicas actuales de perforación, hay energía suficiente para cubrir todas nuestras necesidades energéticas durante cientos de años.

En algunas partes del mundo, como Islandia, por ejemplo, la cantidad de calor geotérmico que llega a la superficie es notablemente superior a la de otros lugares y puede utilizarse directamente como método de calefacción doméstica. En otros países, se calientan bloques de pisos con agua caliente procedente de pozos de unos 2 o 3 km de profundidad.

Sin embargo, las mayores reservas de calor geotérmico se encuentran a una profundidad muy superior, a unos 6 km. Como a esa profundidad las rocas están secas, resulta más difícil y costoso extraer su calor, porque es necesario bombear agua hacia abajo para transportar posteriormente el calor hacia arriba.

En un proyecto experimental llevado a cabo en Cornualles, Inglaterra, tres perforaciones de 2 km de profundidad han sido interconectadas mediante un sistema de grietas, que permite bombear el agua desde una perforación a otra.

Existen proyectos para taladrar agujeros de hasta tres veces esa profundidad, pero incluso a las profundidades actuales el agua vuelve a la superficie lo suficientemente caliente como para producir el vapor que hace funcionar las turbinas. Algunas estimaciones sugieren que en Cornualles y otros lugares donde las rocas están más calientes a menores profundidades, proyectos de este tipo podrían llegar a generar una energía equivalente a diez mil millones de toneladas de carbón.

Soltando vapor:En Islandia,Italia y Japón, la energía geotérmica es liberada, por medios naturales, de
su asiento bajo la corteza. Desde la superficie se filtra el agua de lluvia  y se acumula en capas de roca porosa, donde el magma subyacente la calienta. El agua caliente  sube de nuevo a la superficie por entre las fisuras de la roca y brota en forma de fuentes termales, charcos de lodo, chorros de vapor o geiseres. La humanidad puede abastecerse de energía natural con ayuda de una tecnología sencilla. Más del 80% de las casas islandesas cuentan con sistemas de calefacción alimentados con agua caliente geotérmica entubada.

Fuente Consultada:
Guinnes Publishing Limited Fasciculo N°20
Actualizador Básico de Conocimientos Universales Océano Tomo I

El Aluminio Propiedades, Produccion y Características Mineral

PRODUCCIÓN Y APLICACIONES DEL ALUMINIO

El aluminio es aún más abundante, dentro de la corteza terrestre, que el hierro, y es el metal más moderno que ha encontrado un empleo general en gran escala en la industria. En efecto, este elemento fue extraído por vez primera en forma pura en 1827, aunque hasta 1886 no descubrieron Hall y Herolt un proceso barato de extracción, mediante la electrólisis en criolita fundida. Sólo a comienzos de este siglo se obtuvo aluminio metálico de gran pureza. Desde entonces la producción y la cantidad de usos del aluminio han ido aumentando ininterrumpidamente.

Elemento químico perteneciente al tercer grupo del sistema periódico de los elementos, de número atómico 13, peso atómico 26,97, punto de fusión 659,7° C y punto de ebullición 2.300° C. Su símbolo químico es Al.

Es el metal más extendido en la naturaleza:. no se encuentra nunca en estado puro, pero abunda como constituyente de numerosos minerales y rocas, entre ellas la bauxita, la criolita, la arcilla, los feldespatos, etc. El a.luminio fue preparado por primera vez en el laboratorio por Humphrey Davy, en 1807, y en la exposición de París de 1855 aparecieron las primeras barras.

La primera fábrica se había instalado precisamente en aquellos años en La Glaciére, iniciando la producción de este nuevo metal, precioso y muy económico, que en poco más de un siglo había de asumir en la industria una importancia casi parecida a la del hierro.

mineral de aluminio

A pesar de ser el aluminio el metal más abundante de la corteza terrestre, se obtiene en su totalidad casi de un solo mineral: la bauxita. Los mayores depósitos del mundo se hallan en Europa, junto al Mediterráneo; alcanzan su máximo desarrollo en Francia y se extienden a Italia, Yugoslavia, Hungría, Grecia y Rumania.

El aluminio posee interesantes propiedades de resistencia y peso, que han hecho que desplazara en algunos usos tecnológicos a metales como el hierro, en la confección de estructuras, y al cobre para algunos de sus usos eléctricos, hasta el punto de que más del 90 por 100 de las líneas eléctricas de transmisión en Estados Unidos tienen conductores de aluminio. Se emplea también en la obtención de aleaciones ligeras, de uso especialmente en la fabricación de aeroplanos, automóviles y ferrocarriles. Se le da en la actualidad más de 4.000 aplicaciones diversas.

Propiedades físicas y qupímicas del aluminio.

En la ordenación decreciente, según su peso, de los elementos que componen la capa externa de la corteza terrestre, el aluminio ocupa el tercer lugar y representa aproximadamente un 8% en el peso total de dichos elementos. Forma parte de la composición de gran número de rocas y piedras preciosas; entre las primeras cabe mencionar, por su interés mineralógico o metalúrgico, los feldespatos, las micas, la turmalina, la bauxita y la criolita. Las principales gemas que contienen un elevado porcentaje de aluminio son el corindón, los zafiros y los rubíes.

Es un metal blando y poco resistente a las acciones mecánicas; en cambio, resiste bien la corrosión atmosférica porque se recubre rápidamente de una película de óxido que protege su superficie de ulteriores ataques. La reacción de formación del óxido, conocido con el nombre de alúmina, desprende una gran cantidad de calor, con temperaturas del orden de los 3.000°. En ello se funda su utilización para preparar mezclas incendiarias y para las soldaduras aluminotérmicas.

Con este último fin se recubren los trozos a soldar con una mezcla de óxido de hierro y polvo de alumnio, encendiéndose después la mezcla con un fulminante de ferróxido de bario, con lo que se provoca la oxidación del alumini y la incandescencia de los trozos a soldar. Esta reacción se aprovecha también en el proceso metalúrgico llamado aluminotermia. Si se quiere extraer un metal puro de un óxido que lo contenga, se prepara una mezcla de dicho óxido con polvo de aluminio ; esta mezcla se calienta y el aluminio se combina con el oxígeno, separándose el metal que se buscaba.

 Posee elevados índices de conductividad térmica y eléctrica; el valor de su densidad es de 2,7 y las temperaturas de fusión y ebullición son 660 °C y 2.467 °C, respectivamente. No se altera en contacto con el aire ni se descompone en presencia de agua, debido a que su superficie queda recubierta por una fina capa de óxido que lo protege del medio. Sin embargo, su reactividad con otros elementos es elevada: al entrar en contacto con oxígeno produce una reacción de combustión que origina una gran cantidad de calor, y al combinarse con halógenos y azufre da lugar a la formación de haluros y sulfuros.

Extracción del aluminio de los minerales. La industria metalúrgica extrae el alumnio. a partir de la bauxita. Esta se encuentra en la naturaleza mezclada con pequeñas cantidades de hierra, silicio y otras impurezas, que en principio se   eliminan,   y   se   la  somete   a   especiales   tratamientos para obtener la alúmina pura. La alúmina se funde y mezcla con abundantes cantidades de criolita (mineral que contiene aluminio.), flúor y sodio, también mantenido en estado de fusión.

La mezcla se introduce en un recipiente de notable capacidad, recubierto internamente de ladrillos de carbón, y en el que se sumergen barras asimismo de carbón. Sobre la mezcla se lleva  cabo un proceso de electrólisis: el polo negativo del generador de tensión se conecta con los ladrillos, y el positivo con las barras. La corriente eléctrica mantiene fundida la criolita, y en el fondo del recipiente, o sea, en correspondencia con el polo negativo, se recoge el aluminio puro en estado líquido.

La criolita sólo interviene en una etapa intermedia de la reacción y no se consume durante el proceso. Sobre las barras, el oxígeno liberado por la alúmina reacciona con el carbono formando óxido de carbono y anhídrido carbónico. El aluminio metálico sale fuera por una abertura que se halla en el fondo del recipiente y el proceso continúa al añadir más alúmina.

LOS MINERALES: Con excepción del mineral raro nefelina (NaAlSiO4), que se extrae en el norte de Rusia, los únicos minerales explotados en gran escala hasta la fecha son los hidróxidos. Sin embargo, las menas ricas en hidróxidos son limitadas, y su distribución es muy irregular.

Los minerales formados en el interior de la corteza terrestre son a menudo anhidros o contienen muy poca agua. Cuando son llevados a la superficie pierden su estabilidad y se transforman gradualmente en minerales nuevos, la mayoría de los cuales son hidratados.

Esta transformación es la denominada meteorización química, durante la cual ciertos elementos solubles son retirados en poco tiempo. El residuo que queda como cubierta se llama laterita. La mayoría de las lateritas son ricas en hierro, pero algunas lo son en aluminio y se denominan bauxitas, por el pequeño pueblo de Les Baux, en el sur de Francia, donde fueron reconocidas por vez primera en 1821.

Las bauxitas sólo se forman en depósitos residuales debidos a la meteorización en condiciones tropicales. En superficies relativamente llanas, la única manera de extraer ciertos productos solubles es en disolución. En zonas de lluvias abundantes el volumen de agua disponible es grande y pueden ser retiradas enormes cantidades de materiales, quedando un residuo rico en sílice y en hidróxido de aluminio. Las rocas sobre las que se encuentran las bauxitas tienen una amplia gama de composiciones. La mitad de las bauxitas del mundo se han formado sobre calizas que contienen pequeñas cantidades de arcillas e hidróxidos de hierro. El carbonato es disuelto y el residuo, rico en hidróxidos de aluminio, forma una bauxita.

Las bauxitas están difundidas por todo el mundo, pero se concentran en los trópicos. Por ser yacimientos superficiales constituyen afloramientos y son vulnerables a los procesos de meteorización mecánica, si existe un cambio en las condiciones climáticas. Por ello son extremadamente raras en las regiones glaciales, porque los glaciares que las cubren arrastran todo el material blando de la superficie. Debido a esta vulnerabilidad los yacimientos de bauxita que se conocen son geológicamente jóvenes, no anteriores al cretácico.

Los depósitos de bauxita de la zona de Arkansas son el resultado de la meteorización de una slenita nefelínica y descansan sobre una superficie ondulada de la erosión preterciaria. Una lixiviación intensa en un clima tropical durante el eoceno produjo las bauxitas que se extraen actualmente.

La mayoría de los yacimientos europeos que rodean el Mediterráneo están formados sobre calizas jurásicas y cretácicas y rellenan chimeneas y depresiones cársticas, formando bolsadas y lentejones. Recientemente se han descubierto vastas reservas de minerales ricos en bauxita en las regiones tropicales, a menudo de difícil acceso, pero que constituyen una fuente de abastecimiento suficiente para un futuro inmediato, en el que es de prever una demanda cada vez mayor de aluminio.

Usos más importantes. El aluminio es un óptimo conductor del calor y de la electricidad; por ello y por su menor peso tiende a sustituir el cobre en la industria eléctrica. No siendo tóxico, se utiliza también en los utensilios domésticos. El metal, pulverizado, se usa en la industria de los barnices: un solo gramo puede formar una capa de 0,6 ,u de espesor, con una superficie de 14.300 cm2.

La alúmina es una sustancia importante por su resistencia a las altas temperaturas ; se usa en la construcción de hornos y crisoles y forma parte de los materiales con los que se construyen los conos de los proyectiles cohetes; fundida con llama oxhídrica, en presencia de pequeñas cantidades  de óxido de cromo,  constituye  el  rubí  artificial, que, por su dureza, se usa en la fabricación de relojes y en la mecánica de precisión.

Son importantísimas para la industria aeronáutica y automovilística las aleaciones de a. como la anticorodal, la avional, el duraluminio, el mag-nalio y otras. Las sales orgánicas del a. sirven para impermeabilizar telas.

Fuente Consultada:
Enciclopedia MONITOR Fascículo N°11 SALVAT
Las Reservas Económicas  Ediciones JOVER

Software para calcular esfuerzos en armaduras aporticadas

USO DEL SOFTWARE GALILEO
(solo para versiones de windows de 32 bits)

  1. Ingresa las cantidad de barras teniendo en cuenta las 3 barras que reemplazan a los vínculos externos (dos del apoyo fijo + una del móvil) – Ver Ejemplo Mas Abajo
  2. SIEMPRE las tres barras de los apoyos debes ingresarse ultima con numero de  nudo cero
  3. Ingresas los datos de cada barra indicando las coordenadas del nudo  inicial y final (la armadura se irà dibujando en la pizarra)
  4. Ingresas las cargas verticales y horizontales
  5. Calculas los esfuerzos en cada barra con solo picar en un botón
  6. Puede luego determinar corrimiento en cada nudo
  7. Puedes agregar las barras hiperestaticas en el caso que las hubiera
  8. Puede visualizar e imprimir los datos obtenidos

El programa tiene un mini manual de uso para consulta Para empezar haz el pórtico del ejemplo de abajo

tipos de armaduras

 esfuerzos de porticos alma calada

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Ver También: Resolver Un Pórtico Online

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Calculo de la Dosificacion de Materiales Para Hormigones y Morteros

Calculo de la Dosificación de Materiales Para Hormigones y Morteros

compuesto de una mezcla de construcción

INTRODUCCIÓN: QUE SE MEZCLA?
Áridos:
La Arena:
Sirve para reducir las fisuras que aparecen en la mezcla, al endurecerse y dar volumen.

La Piedra: Se utiliza en la preparación de hormigones resistentes como para bases, columnas, losas, puede usarse canto rodado, que es la piedra de río o piedra partida (de cantera) o arcilla expandida.

El Cascote: Puede ser de ladrillo o de demolición de obras viejas. Se utiliza en hormigones pobres o de bajas resitencias para contrapisos y cimientos.

Aglomerantes:

La Cal y El Cemento: Los dos reaccionan en contacto con el agua, sufriendo un proceso que empieza por el fragüe. Hay mezclas que como aglomerantes llevan solamente cemento (se las llama concreto) y otras donde el aglutinante principal es la cal, a la que se le puede agregar un poco de cemento para reforzarla (cal reforzada). Las cales se venden en bolsas de 25 o 30 Kg. según la marca y el cemento en bolsas de 50 Kg.

Cemento de Albañilería: Es un producto que se puede usar en reemplazo de la cal reforzada.Se vende en bolsas de 30 o 40 Kg. según la marca, como Plasticor, Hidralit,Calcemit,etc.

Líquidos:
El Agua:
Dá plasticidad a la mezcla para que sea trabajable y provoca la reacción química que produce el fragüe.

El Hidrófugo: Es un producto químico que se agrega al agua para aumentar la impermeabilidad.
Existen varios productos de este tipo como cerecita, sika, etc. que se usan según indicaciones de cada fabricante.

Los Aditivos: Se agregan al agua estos aditivos, que son de todo tipo como aceleradores de fragüe, mejoradores plásticos, retardadores de fragüe, etc.

—- TABLA DE  MEZCLAS MAS HABITUALES —-

Hormigón
De Cascotes
Hormigón
De Piedra
Concreto Cal Reforzada
(1)
Cal Reforzada
(2)
Cal Reforzada
(3)
Cal Reforzada
(4)
Para Cimientos
y Contrapisos
Para Columnas,
Vigas,Losas…
Carpetas,Dinteles
Tomar Juntas…
 Paredes de
Ladrillo Común
Paredes de
Bloques Hormig.
Revoque Grueso Revoque Fino
1 CAL 1 CEMENTO 1 CEMENTO 1 CAL 1 CAL 1 CAL 1 CAL AEREA
1/8 CEMENTO 3 ARENA 3 ARENA 1/2 CEMENTO 1 CEMENTO 1/4 CEMENTO 1/8 CEMENTO
4 ARENA 3 PIEDRA   3 ARENA 6 ARENA 3 ARENA  2 ARENA
8 CASCOTES            
OTRA OPCIÓN
1 CEM. ALBAÑIL. 1 CEMENTO   1 CEM. ALBAÑIL. 1 CEM. ALBAÑIL.    
4 ARENA 3 ARENA   5 ARENA 5 ARENA
8 CASCOTES 3 CANTO ROD.          

Por ejemplo una mezcla 1:2:4 significa que cuando se van a mezclar los materiales, se debe colocar 1 balde cemento,2 de arena y 4 de piedra, es decir, se dosifica por volumen. Como luego de apisonar las mezclas sufren una merma se recurre al uso de unos coeficientes de aporte, que es un valor propio de cada material, y se usa para establecer con cierta exactitud la cantidad de materiales necesarios para a comprar para un determinado volumen de mezcla a fabricar.

VALORES DE LOS COEFICIENTES DE APORTE PARA CADA MATERIAL

Arena gruesa (naturalmente humeda) 0.63
Arena Mediana (naturalmente humeda) 0.60
Arena gruesa seca 0.67
Arena fina seca 0.54
Cal en pasta 1.00
Cal en polvo 0.45
Canto rodado o grava 0.66
Cascote de ladrillo 0.60
Cemento Portland 0.47
Cemento Blancos 0.37
Mármol granulado 0.52
Piedra partida (pedregullo) 0.51
Polvo de ladrillo puro 0.56
Polvo de ladrillo de demolición 0.53
Yeso París 1.40

(*):El cemento de albañilería no está en la tabla pero para mis calculo uso: 0.47 como el cemento
(*) Estos valores y método se han basado en el libro El Calculista de Simón Goldehorn

 EJEMPLOS DE COMO SE CALCULAN LOS MATERIALES POR M3

Ejemplo Uno:

Calcular un hormigón estructural: 1:3:3, que significa que se deben colocar 1 balde de cemento, mas 3 de arena, más 3 de piedra partida.

El volumen aparente de esta mezcla será 1+3+3=7 y siempre se estima un 9% de agua, es decir, para este caso el 9% de 7 es 0.63, por lo que el volumen aparente de esta mezcla será: 7+0.63=7.63 unidades (baldes, canastos, m3, etc)

Ahora para obtener el volumen real de la mezcla hay que recurrir a los coeficiente de aportes antes indicado y afectarlo a cada material interviniente, en este caso es:

Cemento 1 x 0.47=0.47

Arena     3 x 0.63=1.89

Piedra    3 x 0.51=1.53

El total es ahora: 0.47+1.89+1.53=3.89 y se le suma el agua (0.63), lo que dá: 4.52 unidades.

Entonces, ahora para calcular los materiales por m3 de mezcla es:

1m3 de cemento pesa 1400 Kg. que dividido este volumen real (4.52) dá: 310 Kg. es decir unas 6 bolsas por m3.

3m3 de arena dividido este volumen real es:0.67 m3 de arena

Y para los 3m3 de piedra partida es también 3/4.42= 0.67 m3.

Por lo tanto para hacer 1 m3 de hormigón 1:3:3 se deben mezclar:
309 Kg. de cemento (6 bolsas)
0.67m3 de arena
0.67m3 de piedra partida.

Ejemplo Dos:

Calcular una mezcla para mortero 1/4:1:3:1 significa: 0.25 de cemento,1 de cal en pasta hidratada,3 de arena y 1 de polvo de ladrillos.

Volumen aparente:0.25+1+3+1=5.25 + 9% de agua=5.72 unidades

Volumen real: 0.25 x 0.47 + 1 x 1 + 3 x 0.63 + 1 x 0.53 = 3.54 + 0.47 del agua= 4.012 unidades

Entonces es:

Cemento (0.25 x 1400)/4.012= 87 Kg.

Cal Hidraulica (1 x 600)/4.012=150 Kg.   (Para 1m3 de cal en pasta se usa unos 600Kg.)

Arena (3/4.012)= .75 (no hace falta el peso especifico porque la arena se vende por m3)}

Polvo ladrillo (1/4.012)=0.25 (idem. a la arena)

Entonces para esta mezclas es:
87 kg. de cemento,
150 Kg. de cal,
0.75m3 de arena y
0.25 m3 de polvo de ladrillos.

PESOS ESPECÍFICOS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (Kg./m3)

Arena seca 1450
Arena naturalmente humeda 1650
Arena muy mojada 2000
Cal viva en terrones 900-1100
Cal hidráulica viva, en polvo 850-1150
Cal en pasta 1300
Cemento Portland 1200-1400
Cemento Blanco 1100
Cemento fraguado 2700-3000
Escorias de Coque 600
Canto Rodado (Grava) 1750
Hormigón armado 2400
Hormigón de Cascotes 1800
Ladrillos Comunes 1350-1600
Ladrillos de Maquina 1580
Mampostería de Piedra 2250
Mármol 2700-2800
Mortero de Cal y Arena fraguado 1650
Mortero de Cemento, Cal y Arena fraguado 1700-1900
Nieve suelta 150
Nieve congelada 500
Papel en libros 1000
Polvo de ladrillos de demolición 1000
Porcelana 2400
Tierra arcillosa seca 1600
Tierra Humeda 1850
Tiza 1000
Yeso en polvo 1200

 

Proceso de Elaboración del Cemento Portland

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ALGO MAS SOBRE EL HORMIGÓN….

HORMIGÓN: Mezcla de cemento, arena, grava o piedra triturada y agua. El cemento portland, que es el más importante componente del hormigón, puede adquirirse con facilidad, ya que existen numerosas fábricas que lo producen y lo distribuyen ampliamente. Por lo general, los otros componentes se hallan cerca del lugar de construcción.

El hormigón se prepara casi siempre en el mismo lugar de la obra. Después de mezclado, con una sustancia plástica a la que es posible darle con facilidad la forma que se desea. Sin embargo, después de fraguado adquiere una consistencia dura y resistente, por lo que soporta la acción del fuego y del agua, así como las inclemencias del tiempo y las presiones inertes y continuas.

Es por esto que se emplea mucho en la construcción de edificios, carreteras, pistas de aeropuertos, puentes, redes de alcantarillado y otras obras en las que los factores duración y resistencia son primordiales. Se usa también en la fabricación de partes prevaciadas, tales como bloques de construcción, y conductos para agua y desagüe. Se puede decir que el empleo del hormigón no tiene límites. Como quiera que se endurece al contacto con el agua, se utiliza en la construcción de muelles y espigones. Aun se emplea para hacer barcos durante contiendas bélicas prolongadas, cuando por lo general existe gran escasez de acero y mano de obra especializada. Los componentes del hormigón (cemento, arena, cascajo y agua) deben mezclarse en determinadas proporciones.

Durante la operación de mezcla, se produce una reacción química entre el cemento y el agua formando una pasta que al recubrir las partículas de arena y de cascajo hace que éstas se liguen entre sí y constituyan una masa sólida.

Para obtener una buena mezcla se deben seguir ciertas reglas. La más importante es no emplear mucha agua, puesto que la consistencia del hormigón se debe en gran parte a la fuerza adhesiva de la pasta formada por el cemento y el agua. Si se emplea esta última con exceso, la pasta de cemento resulta acuosa y débil. En cambio, si se ponen las cantidades adecuadas, la pasta liga bien el cascajo y la arena, resultando una masa fuerte y compacta.

El hormigón es muy resistente a la compresión, pero carece de elasticidad. En vista de que ciertas construcciones de hormigón (puentes, edificios, etc.) están sometidas tanto a esfuerzos de compresión como de tracción, se refuerza la masa de hormigón con barras o mallas de acero, para obtener un material de alta resistencia a la compresión y a la tracción. Este recibe el nombre de hormigón armado, y se emplea tanto en la construcción de partes simples como en obras de la magnitud de un rascacielos.

UNA CURIOSIDAD DEL TEMA…

“Hace unos dos mil años, los albañiles emplearon materiales, avanzadísimos entonces, en la enorme cúpula de hormigón que coronaba un nuevo templo de la capital del Lacio. Hoy, el techo del Panteón sigue entero. Se está endureciendo, ya que los compuestos de calcio de la estructura reaccionan gradualmente con el dióxido de carbono para formar caliza y otros minerales cuya resistencia supera la del hormigón.”

Basado en estas apreciaciones, el ingeniero estadounidense Roger H. Jones patentó en 1996 un método que permite acortar, desde miles de años hasta minutos, el proceso de endurecimiento, que podría afectar delgadas paredes o gruesas estructuras empleadas para depositar residuos radiactivos. La lentitud de la fragua del hormigón se debe a que el agua tapa los poros del material por donde entraría el dióxido de carbono.

Jones sometió una mezcla de hormigón y cemento Portland a la acción del dióxido de carbono a alta presión y registró lo que ocurría: el gas expulsaba el agua del material y modificaba su composición química. La resistencia del cemento Portland aumentaba en un 84%.

Otras investigaciones permitieron aplicar este método a otros materiales. Las experiencias demuestran que cuando la presión se eleva a 75 atmósferas y la temperatura a 31 °C, el dióxido de carbono tiene la densidad de un líquido, pero mantiene la compresibilidad de un gas. En este estado llamado supercrítico, el dióxido carece de tensión superficial y puede penetrar los poros y grietas de una sustancia sin encontrar resistencia.

Una aplicación posible sería tratar con dióxido de carbono a presión las cenizas producidas en las centrales de carbón, previa mezcla con silicato de sodio, óxido de calcio y agua. En un principio, la pasta obtenida es un material débil y soluble en agua, pero al hacerla reaccionar con el dióxido de carbono supercrítico se hace resistente, estable e insoluble en agua. Su resistencia es comparable al cemento mezclado con fibra de vidrio: se construyó un pequeño muro con una abertura cuadrada de 30 cm de lado que resistió un peso de 240 kilogramos.

Lo ideal sería instalar una planta de procesamiento de las cenizas cerca de una central térmica: de este modo se evitarían los vertederos de cenizas, se dispondría de electricidad barata para alimentar la planta y se podría aprovechar el calor desperdiciado en la chimenea.

El proceso elimina de la atmósfera un gas, que en exceso se considera contaminante ambiental y que además recicla las cenizas. También se ha demostrado que en el momento de tratar el cemento con el dióxido supercrítico pueden agregarse metales o plásticos y, de esta manera, mejorar la flexibilidad, la durabilidad o capacidad de conducción eléctrica.  Fuente: Investigación y Ciencia, N.° 245

Fuente Consultada:
Lo Se Todo Tomo I
Enciclopedia BARSA Tomo 8
QUÍMICA I Polimodal Alegría-Bosack-Dal Fávero-Franco-Jaul-Ross

Historia del Transistor Primeras Aplicaciones Inventores

Los extraordinarios progresos experimentados en el campo científico repercutieron en el terreno de la tecnología con inventos que, en algunos aspectos, han ido transformando la vida del ser humano. Una diminuta lámina de cristal de germanio, con dos electrodos puntiformes, que integran un transistor, se constituyó en un verdadero corazón de múltiples aparatos, desde pequeñísimas prótesis para sordos, hasta los que rigen la vida de los satélites. Tres eminentes investigadores: John Bordeen -premio Nobel-, Walter Brattain y William Shackley, dieron nacimiento al transistor, que por su reducido tamaño, su bajo precio y su economía, ha resultado insustituible en los sistemas de telecomunicaciones, tele-mediciones, etc.

Durante los años de la posguerra, la tecnología cambió progresivamente los diferentes aspectos de la vida cotidiana pero, sin duda alguna, hubo un tema que trascendió a todos los demás: la encarnizada y costosa rivalidad militar entre Estados Unidos y la URSS, en la que acabaron inevitablemente envueltos los países del este europeo y las democracias de Europa Occidental. Fue una rivalidad cuyas batallas se libraron sobre todo en el terreno tecnológico.

Por un lado, se produjo una proliferación de armas nucleares de creciente potencia y, por otro, fueron apareciendo los medios para transportarlas hasta puntos cada vez más remotos. Excepto en los aspectos no cuantificables de seguridad nacional e impulso de la actividad industrial, el enorme gasto resultó improductivo y, a través de sus repercusiones económicas, llegó a afectar las condiciones sociales.

Inevitablemente, los primeros años de la posguerra se dedicaron más a la reconstrucción que a la innovación. Muchas de las actividades anteriores a la guerra prácticamente se habían detenido y sus responsables se limitaron a retomarlas en el punto en que las habían dejado. En Estados Unidos, por ejemplo, la fabricación de transmisores y receptores de televisión había estado prohibida durante la guerra y la medida no fue revocada hasta 1946.

Entre todos los avances e inventos de la postguerra podría mencionarse en el campo de la electrónica,  uno de los descubrimientos que revolucionó al mundo, constituido, en un principio, por una diminuta lámina de cristal de germanio, con dos electrodos metálicos puntiformes, uno de ellos polarizado en sentido directo, emisor, y otro en sentido inverso, colector. Este diminuto artefacto, si así se lo puede llamar, no es nada menos que un transistor primitivo, que ha sido reemplazado por otro perfeccionado llamado transistor, adoptado universalmente.

Hace algo más que un cuarto de siglo, el 23 de diciembre de 1947, tres eminentes investigadores crearon el transistor. John Bardeen, dos veces premio Nobel por sus contribuciones sobre física teórica; Walter Brattain, especialista en superficies sólidas, y William Shockley, que ya se había destacado por sus trabajos en electrónica, dieron nacimiento al transistor.

Bardeen, Shockley y Brattain, inventores del transistor

Y uno de los primeros empleos, que asombró a todos sin excepción, fue el de las radios, que desde ese momento pudieron funcionar en diminutos aparatos sin necesidad de la corriente eléctrica. Como amplificador de señales de amplitud variable, el transistor sustituyó bien pronto, con extraordinarias ventajas, a la válvulas electrónicas.

En muy poco tiempo, el transistor fue invadiendo todas las actividades en que, por su uso, podía sustituir a los tubos electrónicos, por su tamaño reducido, su bajo costo, su fácil manejo. Además, su fabricación en serie ha puesto a disposición del mercado mundial transistores en una’ abundancia asombrosa. Basta decir que, en un solo año; Estados Unidos logró vender a Europa y al Japón más de nueve mil millones de transistores. Desde la guitarra eléctrica hasta las pequeñísimas prótesis que los sordos introducen en sus oídos para escuchar los sonidos, hasta los marcapasos y las extraordinarias telecámaras de las cápsulas espaciales, computadores y satélites funcionan ya a transistores. Representa el verdadero corazón de todos estos artefactos, desde el más pequeño hasta el más grande.

Para poder dimensionar el valor en toda su magnitud de este descubrimiento, es necesario aclarar que es fundamental la diferencia entre la electricidad y la electrónica; Mientras la primera se vale de electrones —esas partículas infinitesimales que gravitan alrededor del núcleo del átomo de una manera masiva— la electrónica entra en el detalle. Es decir, de electrones por grupos pequeños, a veces de a uno. Antes de la guerra, para gobernar estos flujos electrónicos tan ínfimos existía un solo dispositivo, la lámpara de radio inventada por Lee De Forest, en 1906.

Los cristales de silicio y germanio, cuyas estructuras son similares a la del diamante, permitieron la creación del transistor. En estos materiales, cada electrón está como prisionero en una determinada posición, y no puede moverse. Sin embargo, una vez liberado, se halla en condiciones de atravesar el sólido y convertirse en transportador. Además, los cristales de silicio y germanio ofrecen la posibilidad de que el electrón liberado deja un “agujero” en la posición que antes ocupaba. Este vacío se comporta exactamente igual que una carga positiva, y está en condiciones de trasladarse de un átomo al otro. De esta manera, los electrones funcionan como cargas negativas y los “agujeros” como positivas.

El secreto del transistor consiste en que, una vez obtenido el materia] muy puro, se lo convierte en conductor, introduciendo la necesaria cantidad de impurezas en los lugares precisos.

Los transistores fueron reemplazando progresivamente a las válvulas, y en todos aquellos aparatos, dispositivos e instrumentos en que se empleaban éstas, se sustituyen por aquéllos. Así, con las notables ventajas que reportaron se introdujeron en todos los sistemas de telecomunicaciones, telemediciones, telecomandos y teleseñalizacíones. Las radios, la televisión, las calculadoras electrónicas, los oscilógrafos, los voltímetros, los distintos instrumentos que se utilizan en el amplio campo de medicina para controlar las intervenciones quirúrgicas, etc. No se considera que un aparato es moderno, si no ha sido transistorizado, porque representa extraordinarias ventajas en su uso, sus resultados, su manipuleo y en su economía.

El ingenio humano, que no se detiene ni siquiera ante obstáculos que a veces parecen insalvables, ha tratado siempre de ahorrar tiempo, lo que representa dinero, y simplificar las tareas, hacerlas más rápidas y accesibles Eso y mucho más representan las computadoras, una de las maravillas más detonantes del siglo XX.

Estas máquinas que realizan las operaciones matemáticas que la mente humana tardaría horas en concretar, y no siempre con exactitud, están prestando un imponderable beneficio a la humanidad, porque han permitido resolver no sólo operaciones de este tipo, lo que ya es mucho, sino también encontraron solución a numerosos problemas de trabajo; se han introducido en el campo de la medicina, en la vida diaria del hogar, y el hombre no habría podido enviar satélites, y menos haber descendido en la Luna, si no hubiera contado con esta prodigiosa conquista.

Los primeros recuerdos sobre la evolución de las máquinas computadoras indican cómo la lógica fue introducida en el cálculo. Las primigenias máquinas, como la de Pascal, no efectuaban nada más que operaciones aritméticas aisladas; el encadenamiento de las distintas operaciones que daban como resultado el cálculo completo, quedaban enteramente en manos del usuario de la máquina. El proceso se efectuaba tal como se hace en la actualidad con las máquinas de teclado.

Durante la Segunda Guerra Mundial aparecieron las calculadoras electromecánicas y, posteriormente, las electrónicas, capaces de encadenar las operaciones. De esta manera, se logró que la máquina ejecutara una serie de operaciones cuya secuencia es conocida de antemano y, además, cierta selección de operaciones, en función de los resultados parciales obtenidos en el curso

Los transistores son pequeños aparatos de material semiconductor que amplifican o controlan la corriente eléctrica. Son simples de fabricar, aunque requieren un cuidadoso trabajo manual durante el montaje; suplantaron a los tubos de vacío casi por completo en la década de los años setenta. La necesidad de colocarlos en su sitio por medio de alambres se superó gracias al desarrollo del circuito integrado.

LOS ENLACES QUÍMICOS EN LA ELECTRÓNICA: Gracias a las propiedades que les confieren, entre otros, los enlaces que son capaces de establecer, algunos elementos químicos tienen múltiples usos en la vida cotidiana. El silicio, por ejemplo, es un metaloide brillante, gris azulado. Forma el 26% de la corteza terrestre como sílice (SiO2 ) y silicatos. No existe en estado libre en la naturaleza y se prepara por reducción del sílice de la arena a elevadas temperaturas. El silicio forma parte de las arcillas, vidrios, cementos, siliconas.

En los últimos años, la demanda de este metaloide, así como de germanio y de selenio, se incrementó debido a que se utilizan para fabricar transistores y circuitos integrados. En el caso de los transistores se aprovecha la capacidad de semiconductor del silicio.

El cristal de silicio prácticamente no conduce la corriente eléctrica, porque muy pocos electrones tienen la energía suficiente como para escapar de sus átomos. Sin embargo, el agregado cuidadoso de impurezas lo convierte en conductor. Para comprenderlo, es preciso analizar la teoría de las bandas.

Según esta teoría, en una cristal, tal como ocurre en los átomos aislados, los electrones se ubican en niveles o “bandas” respecto de los átomos, pero, a diferencia de los átomos en los cuales estos niveles están bien diferenciados unos de otros, en los sólidos las bandas son continuas unas de otras.

Cuando los electrones se encuentran en la banda más cercana al átomo, llamada banda de valencia, el cristal no conduce la electricidad; en cambio, si se encuentran alejados del á-tomo, en la banda de conducción, el cristal conduce la eletricidad. En los metales, ambas bandas están pegadas una con otra, y el pasaje de electrones es sencillo. En los no metales y en los semiconductores existe una gran diferencia de energía entre ambas.

Cuando el silicio se contamina con un elemento que tiene un electrón más en su nivel más externo, el electrón sobrante no se une a los electrones del silicio y queda libre para moverse dentro del cristal, alcanzando la banda de conducción. Se forma así un material llamado semiconductor tipo n. Por el contrario, si el contaminante que se agrega es boro (que tiene un electrón menos), la banda de conducción baja su nivel energético y “se acerca” a la banda de valencia, permitiendo la conducción a través de los “huecos” vacantes. El material formado es un semiconductor tipo p.

Con los materiales semiconductores se fabrican transistores, que son componentes electrónicos que permiten o no el paso de la corriente eléctrica. En 1960 se creó un sistema capaz de tallar, mediante técnicas fotográficas, cientos de transistores en un pequeño bloquecito plano de silicio: se inventó así el primer circuito integrado o chip. En la actualidad, se construyen chips mucho más complejos llamados microprocesadores, capaces de leer y actuar de distinto modo según las necesidades del usuario. Estos componentes electrónicos pueden manejar la información de dos maneras diferentes:

Los componentes analógicos traducen magnitudes que varían constantemente en señales amplificadas que se modifican de la misma manera. Se usan, por ejemplo, en amplificadores de audio y sintetizadores.

Los componentes digitales reciben, comparan y procesan información en forma de pulsos eléctricos. Las señales de entrada y de salida sólo pueden tomar determinados valores, que se combinan para formar códigos. Estos componentes forman el sistema binario y se emplean en todos los sistemas computerizados. (Fuente: Química I Alegría-Bosack-Dal Fávero-Franco-Jaul-Ross)

Historia de la Siderurgia Minerales de Hierro Obtención del acero

El hierro es el metal dominante en la civilización industrial actual, y su consumo en el mundo crece de un modo exponencial con el transcurso de los años. En efecto: el hierro constituye el 95 por 100 de los minerales que se extraen en la Tierra, y gran parte de otros minerales se extraen para ser aleados con el hierro, como en el caso del cromo y el níquel. El desarrollo y perfeccionamiento de las técnicas siderúrgicas hizo posible la revolución industrial del siglo pasado. El perfeccionamiento en la obtención de aleaciones ha permitido el avance en la técnica espacial.

Si importante es el hierro desde el punto de vista geológico, ya que por su abundancia es el segundo de los metales de la Tierra, todavía lo es más si se atiende al aspecto económico, puesto que constituye, sin lugar a dudas, la base sobre la que se apoya nuestra civilización. El hierro ha ido desplazando a otros materiales, la madera, por ejemplo en ramos tan importantes como el de la edificación.

La cantidad de hierro contenido en la corteza terrestre es verdaderamente extraordinaria: alcanza, en promedio, un valor del 5,05%. A pesar del extraordinario tonelaje que esto representa, no es posible la explotación masiva con los medios técnicos disponibles en la actualidad. Ahora bien, si alguna causa geológica produce una concentración local, aparece un criadero metálico económicamente explotable. Como es natural, la rentabilidad varía a tenor de los progresos técnicos.

El descubrimiento de los metales y la primitiva metalurgia
Es difícil decir cómo, cuándo y dónde fueron descubiertos y utilizados por primera vez los metales. Seguramente su descubrimiento fue casual y, con toda probabilidad, simultáneo en muchos lugares.
Puede asegurarse que el hombre primitivo conocía el hierro meteórico, procedente de los espacios celestes, y el oro nativo, inoxidable por la acción del aire; pero los utilizaba sólo para hacer ornamentos, sin emplearlos en gran escala.

El primer descubrimiento de importancia práctica fue el del cobre, cuyos minerales se distinguían con facilidad por sus coloraciones verdes, azules y rojas, y que debían encontrarse en el suelo en bastante abundancia; hoy en día estos afloramientos han desaparecido debido al lento paso de los siglos.

Trozos de estos minerales, carbonates o sulfuros, puestos en el fuego se “reducían”, es decir, el azufre y el carbono se quemaban, y el metal, que quedaba puro, se fundía recogiéndose en pequeños bloques. Golpeados con piedras, se les podía dar con facilidad las formas apropiadas para los instrumentos necesarios, que resultaban de gran resistencia. Entonces se inició la búsqueda sistemática de estos minerales y la construcción de pequeños hornos, con lo que nació la primera metalurgia, que se convirtió desde su origen en un arte para especialistas.

Sin embargo, el uso del cobre puro se extendió poco debido a que en seguida sobrevino el descubrimiento del bronce, aleación formada aproximadamente por cuatro partes de cobre y una de estaño. Cómo se descubrió el mineral de estaño y su aleación con el cobre es imposible establecerlo. Probablemente fue una unión casual entre ambos metales en el lugar donde debían hallarse afloramientos vecinos. Pero la importancia reside en que, obtenido el primer bronce, el hombre se da cuenta que es mucho más resistente y fácilmente fusible que el cobre puro.

El descubrimiento y uso del hierro llegó mucho más tarde; el mineral del hierro —constituido sólo por óxidos— resiste temperaturas más altas que la necesaria para fundir el cobre. Durante muchos siglos no se obtuvo hierro fundido; aunque la iniciación de la edad del hierro se remonta a unos 1.000 años a. de C., hasta la época moderna no se pudo obtener fundido en forma de fundición, esto es, en unión de cierta cantidad de carbono; solamente a alta temperatura tiene lugar esta “carburación” del hierro, y la fundición se recoge líquida.

El mineral de hierro calentado, se reducía parcialmente y se ablandaba; entonces, forjándolo repetidamente se expulsaba la escoria, se completaba la reducción y quedaba en el hierro una pequeña cantidad de carbono; se obtenía, finalmente, lo que hoy llamamos acero, muchas veces en estado de gran pureza.

Con el proceso de la técnica se introdujeron en la primitiva metalurgia notables perfeccionamientos: del simple horno de pila protegido por piedras se pasó a los hornos verticales, llamados de cuba, en los que el mineral y el carbón de leña, en sustitución de la leña verde, se introducen alternativamente por la parte superior; se utilizó, después, la ventilación forzada mediante fuelles de piel accionados a mano; del bajo horno empleado hasta 1800, llamado “horno a la catalana”, se pasó gradualmente a los tipos que fueron los precursores de los actuales altos hornos.

La carburación del hierro, que se transforma en fundición, se verifica a temperaturas de 1600-1700° C; para que el horno pudiera alcanzarlas fue necesario aumentar sus dimensiones e introducir la “ventilación por agua”, en la que el paso de agua a gran velocidad dentro de un tubo vertical produce una fuerte corriente de aire. Carburado ya, se obtiene el hierro colado. Al principio se consideró la fundición como un producto de desecho, utilizable sólo para recipientes y tubos, pues es frágil y tiene menos resistencia que el acero; sin embargo, posteriormente se aprendió a eliminarle el exceso de carbono, convirtiéndola en acero.

Con todo, estamos solamente en el siglo XIX, en vísperas de la gran transformación industrial. También las técnicas de la fundición del bronce se remontan a la antigüedad y fueron rápidamente perfeccionadas, como lo demuestran los objetos prehistóricos y las admirables obras de arte de la edad clásica.

En la antigüedad clásica se conocía el plomo, fácil de fundir, con el cual se construían planchas para revestimientos y tubos; el cinc, sin embargo, no se conoció hasta el Renacimiento, ya que si no se toman precauciones especiales pasa directamente al estado de vapor; si después se enfría, se deposita en forma de diminutos cristales.

Este fenómeno recibe el nombre de “sublimación”, totalmente incomprensible para la mentalidad del hombre antiguo. El mercurio fue descubierto en estado nativo en pequeñas cantidades sin que fuera empleado; se conocía, sin embargo, su sulfuro, llamado cinabrio, usado como colorante y cosmético. En la Edad Media fue estudiado por los alquimistas, quienes descubrieron la amalgama que forma con los otros metales y sugirieron su empleo para la fabricación de espejos y productos farmacéuticos.

La metalurgia moderna
La época moderna, y en especial el siglo XIX, trajo el descubrimiento de numerosos metales que enriquecieron el escaso patrimonio de los antiguos y pasaron con rapidez, del estudio en el laboratorio químico, a las aplicaciones técnicas en las fábricas.

Bastará señalar el manganeso, níquel, cobalto y wolframio (conocido también con el nombre de tungsteno) que, unidos en porcentajes relativamente pequeños al acero, le confieren gran resistencia; se obtienen así los aceros especiales, entre los que se pueden destacar el acero al manganeso, al níquel, al cromo-níquel, el acero de corte rápido que contiene wolframio, así llamado porque con él se construyen herramientas para la elaboración en frío de los aceros corrientes, debido a que no pierde su dureza aunque se caliente al rojo; por este motivo puede girar rápidamente sobre otro acero sin que, al calentarse, se alteren sus propiedades.

Vemos, pues, que gracias al profundo estudio científico de la metalurgia, se está en condiciones de producir una vastísima gama de aceros con propiedades especiales y aptos para las más diversas aplicaciones.

Se suele decir que la edad del hierro prosigue aún hoy en día, pero ¡qué perfección en los materiales presenta respecto a las simples industrias de hace 200 e incluso 100 años!

El hierro —se le da este nombre, pero en realidad debiera decirse la fundición y el acero— domina todavía la técnica moderna en las construcción Bessemer-Thomas o, simplemente, Thomas. El horno Martín-Siemens es de reverbero, constituido por una cámara rectangular cerrada, de piso horizontal y cubierta por una bóveda baja.

La cámara está dividida en dos compartimentos por un tabique bajo, llamado altar; en un lado arde el combustible, y en el otro el material a tratar, que es hierro muy dulce (en general, trozos) y mineral en proporciones adecuadas.

Este se calienta tanto por los humos del combustible como por el calor que refleja la bóveda. A este tipo de horno, ideado por el francés Martín, el alemán Siemens le añadió un dispositivo para recuperar parte del calor que se escapa con los productos de la combustión. De aquí su nombre.

El acero puede obtenerse también mediante el horno eléctrico de arco o de inducción. Los aceros especiales se obtienen al crisol, es decir, en vasos cerrados de material refractario, a fin de preservar a los componentes de las impurezas que contienen los humos del horno.

La producción siderúrgica en el mundo
Desde la fundición, en todas sus variedades, hasta los aceros especiales ya mencionados (al cromo, al níquel, al manganeso, al cromo-níquel, al cromo-vanadio, al wolframio, etc.), la gama de los productos de la industria del hierro, llamada siderurgia, es extensísima y representa la base del sistema productivo de todos los países, constituyendo la denominada industria pesada.

Sin ésta no serían posibles las construcciones de maquinaria en general, ni las ferroviarias, automovilísticas, navales, aéreas y agrícolas. La siderurgia puede tomarse, por consiguiente, como un índice del potencial industrial de una nación. La cantidad de fundición y acero producidos anualmente alcanza cifras del orden de millones de toneladas. La mayor potencia siderúrgica son los EE.UU., seguidos por la Unión Soviética y, con menor producción, por Japón, República Federal de Alemania, Inglaterra y Francia.

La edad del hierro, iniciada hace cerca de 3.000 años, continúa, pues, en nuestros días. A pesar del descubrimiento de otros muchos metales, esté sigue siendo fundamental, pues ningún otro ha podido mejorar su resistencia y demás propiedades mecánicas; y algunos, que quizá las igualarían, son raros, y su producción industrial difícil y antieconómica.

El único que ha mantenido su importancia junto al hierro, en el transcurso del último siglo, es el aluminio. Este es el metal más abundante en la corteza terrestre (casi el doble que el hierro) y conduce el calor y la electricidad mejor que aquél. Su escasa densidad y la facilidad para producir aleaciones ligeras le hacen insustituible en la fabricación de las estructuras y revestimientos de los modernos aparatos de aviación así como en muchas otras industrias de todo tipo.

Sin embargo, los campos de aplicación del hierro y del aluminio están perfectamente delimitados, aunque ambos metales se emplean provechosamente unidos en producciones de todo género que abarcan una extensa gama, que comprende desde la industria pesada antes mencionada a los pequeños objetos de uso cotidiano.

alto horno

Imagen Alto Horno

Un alto horno, un horno de fundición, trabaja constantemente. El trabajo puede disminuir y aun cesar en otros departamentos de una fábrica de acero, pero el horno de fundición funciona sin interrupción alguna día y noche para producir los lingotes de hierro.

LOS MINERALES DE HIERRO…

Los minerales de hierro importantes son: magnetita, oligisto, limonita y siderita, los cuales pueden hallarse en muy diversos tipos de yacimientos. Cuando una masa de materiales fundidos —un magma— cristaliza, no todos sus componentes lo hacen simultáneamente, y se produce la concentración de determinados compuestos. Así, se han originado los yacimientos magmáticos.

La diferenciación puede haber ocurrido en el sitio donde se encuentra el mineral, o haber sobrevenido una inyección de él, como ocurre en el depósito de magnetita de Kiruna (Suecia), que es el mayor del mundo. En él, la gran masa de magnetita aflora a lo largo de 2.800 m con una anchura de 145 m. Se halla dentro del círculo polar ártico, en la Laponia sueca, y se le atribuye una longitud real de 160 kilómetros.

En otros casos, si bien el agente causante de la mineralización continúa siendo una masa de materiales fundidos, no es ella la única que colabora en la formación del yacimiento. En efecto, durante el proceso de consolidación se desprenden emanaciones gaseosas a elevada temperatura, las cuales, al actuar sobre las rocas próximas, producen reacciones que engendran la mineralización. De esta forma se originaron los yacimientos metasomáticos, como los de Cornwall e Iron Springs (Estados Unidos). En Cornwall (Pengilvania) la magnetita se halla en contacto con una diabasa que, durante el triásicó, cortó rocas sedimentarias del cámbrico.

También se encuentran yacimientos de mineral de hierro formados por transformación de otros minerales existentes (yacimientos por reemplazamiento). Los más característicos son los de Lyon Mountain (Nueva York), donde masas muy ricas en magnetita forman reemplazamientos en un gneiss granítico. La masa mayor tiene de longitud más de 1.500 metros y 6 de anchura. Dentro del mineral existen cavidades miarolíticas lo suficientemente grandes para que quepa en ellas un hombre. En Iron Mountain (Montana) se explota, a su vez, una masa de reemplazamiento de considerable tamaño, formada por hematites y magnetita.

Los yacimientos de hierro sedimentario representan la mayor parte de la producción y de los recursos identificables del mundo. Casi todas las menas proceden de sedimentación química, y el período de la historia de la Tierra durante el cual se depositaron los mayores sedimentos ricos en hierro datan de entre los 3,2 y los 1,7 mil millones de años de antigüedad. Estos sedimentos forman en el Lago Superior (Estados Unidos) bandeados muy finos, que consisten en una alternancia de mineral de hierro y sílice.

Los yacimientos residuales se forman donde hay meteorización y el hierro ferroso presente en una roca es oxidado hasta la forma férrica relativamente insoluble. Muchos constituyentes inútiles son arrastrados y permanece insoluble el hierro, que, poco a poco, es concentrado. El conocido yacimiento de Vizcaya aparece instalado en una capa de calizas cretácicas, en parte de las cuales el carbonato cálcico fue reemplazado por siderita; además, en la parte superior, la meteorización originó una concentración residual de oligisto y limonita.

magnetita Oligisto
Magnetita Oligisto
Limonita sidorita
Limonita Sidorita

AMPLIACIÓN: DEL HIERRO AL ACERO
El hierro obtenido en los altos hornos es una materia prima, no un producto acabado. Para ser útil tiene que ser convertido en hierro colado o en acero. El hierro colado se produce mediante la refundición de lingotes de hierro (hierro fundido en moldes y enfriado), ajustando cuidadosamente las proporciones de carbono, silicio y demás elementos que entran en la aleación.

Fuerte y resistente al desgaste, el hierro colado puede ser trabajado y es fácilmente moldeable en formas bastante complejas. Los moldes en los que se funde el hierro son cajas llenas de arena. La forma se graba en la arena y se vierte sobre ella la colada. Cuando la pieza de hierro ha solidificado, se saca y la arena se reutiliza para un nuevo molde.

La mayor parte del hierro tratado en los altos hornos se convierte en acero, reduciendo considerablemente su contenido de carbono. En 1857 el ingeniero inglés Henry Bessemer (1813-1898) descubrió una forma muy económica de eliminar el carbono del hierro fundido.

En el procedimiento Bessemer, se inyecta aire combinado con algo de carbono a través del hierro fundido, eliminando el monóxido de carbono y el dióxido de carbono. También se oxida parte del hierro, que entonces se combina con el silicio y el manganeso para formar la escoria. En tan sólo 15 minutos se convierten en acero varios centenares de toneladas de hierro. El convertidor entero gira sobre un eje, como una hormigonera, para verter el acero fundido.

En la década de 1860, un grupo de ingenieros inventó un proceso mucho más lento y más controlable: el procedimiento de horno de solera. En este procedimiento se utiliza gas de carbón de baja concentración para calentar hierro fundido en un horno poco profundo. Los cambios químicos son los mismos que en el convertidor Bessemer, pero el procedimiento tiene la ventaja de que se puede añadir chatarra de hierro a la mezcla. Con este método se tarda unas doce horas en producir acero, lo que permite un control muy exacto de la composición final.
Actualmente, tanto el procedimiento Bessemer como el procedimiento de solera han sido sustituidos en la mayor parte de los países por un proceso que combina las ventajas de los dos.

En el procedimiento LD (abreviatura de Linz-Donawitz), se insufla un chorro de oxígeno casi puro a través de una lanza sobre la superficie del hierro fundido. El proceso es rápido y puede absorber hasta un 20% de chatarra, a la vez que produce un acero de muy alta calidad. La adición de cal al oxígeno permite convertir en acero hierro con un mayor contenido en fósforo; este último procedimiento se denomina horno básico de oxígeno.

Para los aceros más caros, incluidas las aleaciones y los aceros inoxidables, se utilizan hornos de arco eléctrico (ver fotografía). El calor lo proporcionan tres electrodos de carbono introducidos en una mezcla de chatarra con los elementos» de adición propios de cada aleación. El silicio si manganeso y el fósforo se eliminan e! carbono se elimina al añadir de hierro, que reacciona exactamente igual que en un alto horno. El hecho de que los hornos de arco eléctrico puedan fundir cargas constituidas en su totalidad por chatarra es una gran ventaja en los países desarrollados, donde el acero reciclado representa una gran proporción de la producción total.

Tipos de acero
El acero se vende en forma de planchas fundidas, enrollado en láminas, en tiras, en barras (para clavos, tornillos y alambre) o en vigas (para edificios, puentes y otras utilizaciones propias de la construcción). Las características del acero se pueden modificar con ciertos procedimientos, como el tratamiento por calor y las aleaciones, a fin de que resulte adecuado para usos específicos. El factor más importante en cualquier acero es el contenido de carbono.

Los aceros con alto contenido de carbono son más duros y fuertes, pero también más quebradizos y no se pueden soldar. Para que la soldabilidad sea adecuada, el contenido de carbono debe ser inferior al 0,2%. Las características precisas de cualquier tipo de acero dependen también del tratamiento por calor, que determina su micro-estructura.

El acero puede endurecerse calentándolo al rojo vivo —en torno a los 850°C— y apagándolo entonces con agua, pero también en ese caso resulta quebradizo. Es posible conservar la dureza en gran parte y reducir la fragilidad mediante una segunda cocción a temperatura más baja —unos 250°C—, seguida del enfriamiento del acero a temperatura ambiente. Este acero recibe el nombre de acero templado.

La aleación del acero con otros elementos, además del carbono, también es importante. El acero que contiene un 3% de níquel, por ejemplo, es extraordinariamente duro y se utiliza para ruedas dentadas y ejes que deben soportar grandes esfuerzos. Los aceros que contienen hasta un 13% de manganeso tienen bordes muy duros, y se emplean para hacer determinadas maquinarias como las excavadoras y taladradoras.

El molibdeno se alea con algunos aceros para reducir su fragilidad. Los aceros inoxidables, que contienen en torno a un 14% de cromo y a veces también níquel, no se oxidan debido a la formación en su superficie de una capa impermeable de óxido. En la actualidad, estos aceros son muy empleados para la realización de cuberterías y fregaderos de cocina, así como para el revestimiento de edificios.

hierro moldeado

El acero fundido (izquierda) es moldeado en formas básicas y estandarizadas, como barras y planchas, antes de ser laminado o convertido en productos para la venta. En el pasado, todo metal fundido pasaba siempre por una etapa intermedia de lingotes antes de ser recalentado y laminado. Sin embargo, el desarrollo del sistema de fundición continuo ha permitido verter directamente el metal fundido en una máquina especial para producir barras o planchas.

chatarra autos

La disponibilidad de chatarra reciclable es un factor importante a la hora de determinar el proceso más adecuado para la fabricación de acero, in una economía desarrollada típica, la chatarra disponible es tanta que cualquier objeto nuevo fabricado con acero puede estar constituido por chatarra reciclada hasta en un 50%: los automóviles nuevos llevan otros viejos en su interior. En las economías en desarrollo, donde hay menos acero viejo, se usa una proporción mucho menor de chatarra. No toda la chatarra procede de productos que han llegado al final de su existencia. En las propias fábricas de acero se el material que no alcanza el nivel requerido. Por otra parte, los recortes de la industria vuelven a las acerías para su reprocesamiento.

Petróleo               Carbón              Gas natural

Fuente Consultada:
Natura Las Reservas Económicas Naturales
Biblioteca Temática UTEHA – El Mundo Que Nos Rodea

Las reservas de energia en paises de America Petroleo, Gas Natural y Carbon

En 2005 los países del hemisferio occidental produjeron 25% del petróleo mundial y consumieron 36%. Los tres países de América del Norte (Estados Unidos, Canadá y México) produjeron aproximadamente el doble de petróleo que los demás países americanos y consumieron alrededor de cinco veces más del mismo que el resto del hemisferio combinado.

En gas natural, la producción y el consumo en el hemisferio occidental en 2005 fueron más o menos iguales: 32% en el primer caso y 33% en el segundo. En este renglón la producción y el consumo en el resto del hemisferio fueron de entre 16 y 17% de los de América del Norte. La mayor parte del gas natural del hemisferio se mueve por gasoducto, y por consiguiente poco se puede importar de países de otros ámbitos. Si, como se espera, aumenta el comercio de gas natural licuado (GNL), este se volverá una mercancía global que podría importarse de fuera del hemisferio.

reservas de petroleo en el mundo

La cooperación energética es extensiva entre los tres países norteamericanos. Expertos de cada país se reúnen con periodicidad bajo la égida del North Americai Energy Working Group (Grupo de Trabajo de Energía de América del Norte) para evaluar sus perspectivas y necesidades individuales y colectivas. Canadá es el mayor ex portador de petróleo, gas natural y electricidad a Estados Unidos.

En años recientes México ha llegado al segundo lugar en la exportación de petróleo a su vecino del norte sin embargo, es importador de gas natural su red eléctrica está mucho menos integra da a la estadounidense que la de Canadá. La mayoría de las exportaciones canadienses de petróleo provienen hoy día de las arenas bituminosas del país, y existe confianza en que los suministros futuros provengan de ese vasto recurso.

Por el contrario, las reservas probadas de petróleo de México, dados los niveles actuales de producción, durarán sólo unos 10 años, y la exploración y nueva producción están limitadas por la falta de fondos en Pemex y el veto constitucional a la participación privada en proyectos de petróleo y en la mayoría de los de gas.

En contraste con América del Norte, la cooperación energética es limitada entre países del resto del hemisferio, sobre todo por animosidades políticas; el caso más notable es entre Bolivia y Chile, que data de la época en que Bolivia perdió acceso al mar tras ser derrotada en la Guerra del Pacífico, hace unos 125 años. La incapacidad de generar cooperación sostenida en temas energéticos en América latina refleja añejos fracasos en generar acuerdos duraderos en materia de comercio e integración económica.

Otra diferencia entre América del Norte y el resto del hemisferio es que ni Estados Unidos ni Canadá tienen una compañía petrolera nacional, en tanto que estas son ubicuas en otras partes. Estas empresas de ningún modo son iguales: Pemex y Petrobras (la firma brasileña) tienen estructuras diferentes y Petrobras tiene muchos proyectos conjuntos con compañías independientes y con otras paraestatales; Pemex no. La firma estatal venezolana, Petróleos de Venezuela SA. (PDVSA), opera hoy en forma muy diferente de como lo hacía antes de que Hugo Chávez llegara a la presidencia del país.

La situación energética en cada nación del hemisferio es única. Algunas recurren mucho a la energía hidroeléctrica para generar electricidad, otras al carbón, y otras al petróleo y el gas natural. La energía nuclear no se ha desarrollado mucho en el hemisferio. El etanol desempeña un papel más importante como combustible para el transporte en Brasil que en cualquier otro país de la zona.

ESTADOS UNIDOS. La producción petrolera fue de 6,8 millones de barriles diarios en 2005, más que en cualquier otro país del hemisferio, pero el consumo fue de 20,6 millones; la diferencia se cubrió con importaciones de 13,5 millones de barriles diarios (incluyendo derivados) El consumo representó 25% del total mundial. Alrededor de la mitad de las importaciones de petróleo y derivados procede ahora de países del hemisferio occidental.

La producción de gas natural en 2005 fue de 525.700 millones de metros cúbicos y el consumo fue de 633.500 millones, más que cualquier otro país. El consumo estadounidense de gas natural en 2005 representó 23% del total mundial. Cerca de 85% de las importaciones de gas de ese año provino de Canadá. Las importaciones de GNL fueron de casi 15% de todo lo que se entrega por oleoducto, y 75% procede de Trinidad y Tobago. El Grupo de Trabajo de Energía de América del Norte ha concluido que Estados Unidos, y América del Norte en su conjunto, tendrán que depender en el futuro más que hoy día de las importaciones de GNL.

La posición dominante de Estados Unidos en petróleo y gas lo convierte en el foco del análisis energético hemisférico, al tiempo que su creciente dependencia de las importaciones de petróleo y derivados se ha vuelto fuente de cada vez mayor preocupación interna. Esta inquietud se traduce en el discurso político nacional como la necesidad de lograr “independencia” energética, lo cual no es factible en el futuro previsible y tal vez no lo sea nunca, a menos que se produzcan importantes innovaciones tecnológicas. Esta independencia tampoco es factible en el hemisferio en las circunstancias actuales. Estados Unidos genera alrededor del 50% de su electricidad a partir del carbón, lo cual crea considerables gases de invernadero, en particular dióxido de carbono. Otro 20% de la electricidad del país es generado por energía nuclear.

La mayoría de las importaciones petroleras se utiliza en el transporte, y ello explica el actual énfasis en la producción de biocombustibles, en especial etanol, para suplir la gasolina.

 CANADÁ. Las reservas probadas de petróleo de Canadá ascienden a 179.000 millones de barriles, las segundas en volumen detrás de las de Arabia Saudita, pero con una salvedad: el grueso de sus reservas es de petróleo no convencional, que puede extraerse de las arenas bituminosas de la Cuenca Sedimentaria del Oeste de Canadá (CSOC). Esta producción es de aproximadamente un millón de barriles diarios y se proyecta que se elevará a 3,5 millones hacia 2025. Este recurso hace de Canadá el proveedor más importante para Estados Unidos y también el más seguro en el hemisferio, y tal vez en el mundo a causa de la amistad y cooperación sustanciales entre ambos países. Más de 99% de las exportaciones de petróleo crudo de Canadá se envía a su vecino del sur.

La producción de las arenas bituminosas se logra con un alto costo ambiental, pues se contaminan enormes volúmenes de agua en los que se realiza la extracción de bitumen, además de que se liberan grandes cantidades de gases de invernadero. El país tiene 1,59 billones de metros cúbicos de reservas probadas de gas (56 billones de pies cúbicos), concentrados en la cuenca.

MÉXICO. Las reservas probadas de petróleo de México son de unos 14.000 millones de barriles, la mayoría crudos pesados ubicados frente a la costa del Golfo de Campeche, en el sudeste. Cantarell, el yacimiento que ocupa el segundo lugar del mundo en términos de producción, aportó 63% de la producción mexicana en 2004, pero ha ido declinando en más de 20% entre enero de 2006 y principios de 2007; a principios de 2007 produjo 1,6 millones de barriles diarios en comparación con 2 millones en 2005. Se hace un gran esfuerzo por moderar el descenso mediante la inyección de grandes cantidades de nitrógeno en el campo y perforando horizontalmente para extraer petróleo de una superficie mayor.

México produjo un promedio de 3,8 millones de barriles diarios de petróleo en 2005, pero a esta tasa de producción, combinada con el descenso en Cantarell, las reservas probadas durarán quizá 12 años —a menos que se den nuevos hallazgos—, de las cuales se han encontrado algunas de poca importancia en años recientes. El gobierno impone un fuerte gravamen a los ingresos brutos de Pemex para financiar alrededor de 35% del presupuesto federal. Esto ha sido necesario porque otras recaudaciones fiscales ascienden a sólo 11% del PIB, en un presupuesto equivalente a un 18% de este. A causa de esta alta carga fiscal, Pemex ha operado con pérdida neta en años recientes; tuvo una modesta ganancia en 2006 a causa de los altos precios del petróleo. Es incapaz de financiar exploraciones en aguas profundas del Golfo de México, donde hay elevadas perspectivas de nuevos descubrimientos; debido a esta escasez de fondos, carece de experiencia en perforación en aguas profundas, en contraste con Petrobras, que tiene gran experiencia en esa actividad.

La Constitución mexicana confiere a Pemex un monopolio sobre la exploración y la producción de petróleo y no permite el financiamiento accionario privado en estas actividades.

Las reservas probadas de gas natural del país son de 0,41 billones de metros cúbicos y si bien la producción de 2005 fue significativa, de 39.500 millones de metros cúbicos, México debe importar gas natural para hacer frente al creciente consumo. Pemex es el mayor consumidor de gas natural del país.

VENEZUELA. Las reservas probadas de petróleo de Venezuela a finales de 2005 eran de 79.700 millones de barriles, las mayores del hemisferio. Serían más altas (hasta 270.000 millones más) si el país lograra contar con el bitumen recuperable de la faja petrolera del Orinoco en la misma forma en que Canadá incluye su petróleo no convencional de sus arenas bituminosas. Sin embargo, Venezuela no ha llegado tan lejos como Canadá en la explotación de este recurso, aunque sin duda esos vastos depósitos serán importantes en el futuro. La producción petrolera es de 3,1 millones de barriles diarios (cifra de PDVSA) en 2005. Ese año Venezuela suministró 1,3 millones de barriles diarios a Estados Unidos, con lo cual ocupó el cuarto lugar en importancia entre los proveedores de ese país (detrás de Canadá, México y Arabia Saudita). Pese a la fricción política entre ambas naciones, cerca de 70% de las exportaciones petroleras venezolanas se destina a Estados Unidos. Hay dos razones para ello: la capacidad de las refinerías estadounidenses de manejar el petróleo crudo pesado venezolano, y el costo relativamente bajo de envío, lo cual es evidente en comparación con lo que se remite a China.

Los altos precios mundiales del petróleo ofrecen ingresos sustanciales a Hugo Chávez, el presidente de Venezuela, para ocupar un papel preponderante en América latina y en la escena mundial. Venezuela ofrece precios reducidos a países del Caribe, entre ellos Cuba, y ha adquirido bonos para ayudar a Ecuador y Argentina.

Ha propuesto la construcción de un megaducto para enviar gas natural a Argentina, vía Brasil, a un costo que probablemente rebasaría los 25.000 millones de dólares; el futuro de esta propuesta es incierto, por razones económicas, y también porque Venezuela no produce gas suficiente para enviarlo por tal conducto. Sus reservas probadas de gas son altas, de 4,32 billones de metros cúbicos, pero la producción en 2005 fue relativamente modesta, de 28.900 millones. En 2006 tomó medidas para obtener la propiedad mayoritaria de seis proyectos en la cuenca del Orinoco que antes pertenecían en su mayor parte a seis firmas privadas.

BRASIL. A finales de 2005, Brasil contaba con 11.800 millones de reservas probadas de petróleo. La producción y el consumo en ese año fueron más o menos iguales: la producción fue de 1,7 millones de barriles diarios, y el consumo, 1,8 millones. Sólo en años recientes dejó de ser importador de petróleo, en parte por el aumento de producción y en parte por el uso extendido del etanol como combustible para motores de automóviles.

Hoy día el etanol puede suministrar 40% del combustible para autos en el país. La mayoría de los vehículos son de consumo flexible, capaces de funcionar con cualquier mezcla de gasolina y etanol; la mezcla actual contiene 23% de etanol, el cual en el país sudamericano se elabora a partir de la caña de azúcar. El gobierno estadounidense subsidia directamente la producción de etanol, lo cual ocurrió también en Brasil durante muchos años, pero ya no. Estados Unidos cobra un derecho de 54% por galón <3.785 litros) más 2,5% de impuesto de importación ad valorem al etanol brasileño, pese a que Brasil es su proveedor más importante de este combustible. Brasil también realiza investigación en biodiésel fabricado a partir de semillas oleaginosas que se pueden encontrar en la parte nordeste del país, rezagada económicamente. A finales de 2005 Brasil tenía 0,31 billones de metros cúbicos de reservas probadas de gas. Su producción para ese año fue de 11.400 millones de metros cúbicos, y su consumo, de 20.200 millones.

La diferencia fue cubierta en gran parte con importaciones de Bolivia, la cual nacionalizó en 2006 las productoras extranjeras de gas, incluidas las instalaciones propiedad de Petrobras, y también elevó los precios del gas natural. Ha habido hallazgos recientes de depósitos aparentemente grandes de gas en las sondas de Campos, Santos y Espíritu Santo. La perforación en la sonda de Santos fue profunda, hasta de 3.500 metros. La capacidad de Petrobras de emprender perforaciones en aguas profundas merece subrayarse porque es precisamente una habilidad que Pemex no ha desarrollado. Brasil prevé contar con la infraestructura completa para llevar el gas de la sonda de Santos al estado de San Pablo en unos cinco años, y reducir la necesidad de importaciones de Bolivia. Además construye dos plantas para la regasificación de GNL Petrobras es una paraestatal emisora de acciones que se venden en las bolsas de valores, pero el gobierno posee la mayoría de acciones ordinarias. A diferencia de Pemex, Petrobras debe satisfacer tanto a accionistas privados como al gobierno de Brasil.

Aproximadamente 80% de la electricidad del país se produce con energía hidroeléctrica, lo cual necesita el respaldo de plantas generadoras termoeléctricas que requieren importaciones de gas natural y diésel durante los períodos de secas.

 ARGENTINA. Las reservas probadas de petróleo de Argentina ascienden a 2.300 millones de barriles (finales de 2005). La producción fue modesta en 2005, 725.000 barriles diarios, y el consumo fue de 421.000 barriles diarios. Las reservas de gas natural a finales de 2005 fueron de 0,50 billones de metros cúbicos. La producción de ese año fue de 45.600 millones de metros cúbicos, y el consumo, de 40.600 millones, más o menos suficiente para el uso interno pero poco para exportar. De hecho, en 2004 Argentina canceló un contrato para enviar gas natural a Chile, aunque siguió remitiendo un poco durante más o menos un año. El gas natural dio energía a cerca del 55% de la producción eléctrica del país y petróleo para 30% en 2005. En 1997 Argentina ocupó el tercer lugar entre los mayores usuarios de gas natural en el mundo, detrás de Estados Unidos y Rusia. Ha cerrado un contrato para importar grandes cantidades de gas de Bolivia una vez que la infraestructura de esta se haya instalado.

La estatal argentina, Yacimientos Petrolíferos Fiscales (YPF), fue privatizada en 1993, durante la presidencia de Carlos Menem; la nueva empresa se llama hoy Repsol-YPF. En 2004 se fundó una nueva paraestatal, Energía Argentina S.A. (Enarsa), sin capital pero con la autoridad para vender nuevos contratos de concesión costera a empresas privadas de petróleo y gas y colaborar en proyectos conjuntos.

BOLIVIA. La importancia de Bolivia en el campo energético se deriva de sus hallazgos relativamente recientes de gas natural. Las reservas probadas de gas a finales de 2005 ascendían a 0,74 billones de metros cúbicos, segundas en volumen en América del Sur, después de las de Venezuela. La producción en ese año fue de 10.400 millones y casi toda se destinó a la exportación. La mayor parte de los descubrimientos ocurrió en la década de 1990, durante el gobierno del presidente Gonzalo Sánchez de Lozada, y fueron seguidos por contratos extranjeros con la paraestatal boliviana, Yacimientos Pe trolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB), y la instalación de gasoductos para exportación, en especial Gasbol, que va de Río Grande, al sur de Santa Cruz, en Bolivia, a San Pablo y Porto Alegre, en Brasil, país que ha desempeñado un papel importante para Bolivia al generar 18% de su PIB en 2005.

A partir de 2000, el nacionalismo político creció y se enfocó abiertamente en el papel del gas natural, pero sobre todo en la división de la energía nacional. Hubo manifestaciones callejeras bajo el lema “No al gas”, y dos presidentes, Sánchez de Lozada y luego su vicepresidente y sucesor, Carlos Mesa, fueron obligados a renunciar. Evo Morales fue elegido presidente en diciembre de 2005 y en mayo del año siguiente se nacionalizaron las compañías energéticas extranjeras. En 2007 Brasil accedió a pagar precios más altos por el gas boliviano, y también decidió acelerar la construcción de infraestructura para transportar gas natural de la son-da de Santos a San Pablo y dos instalaciones para regasificar GNL.

Aquí es apropiada una mención a Chile porque demuestra los problemas de la cooperación en asuntos energéticos en América del Sur. Antes de la elección de Morales, una evaluación realizada por empresas extranjeras del ramo proponía llevar gas boliviano a un puerto chileno en el que se transformaría en GNL para envío a las costas occidentales de México y Estados Unidos. La propuesta se rechazó porque el puerto estaba en Chile. Bolivia no vende gas natural a Chile y advierte a otras naciones de no reenviar gas boliviano a ese país. Argentina, como se dijo antes, rescindió un contrato para enviar gas natural a Chile. Perú, como se indicará más adelante, tiene la mayor parte de su gas comprometido para uso interno y para embarques de GNL a México y Estados Unidos. Chile está rodeado de países con gas natural, pero ahora construye una instalación de regasificación para comprar GNL de Asia.

PERÚ. El énfasis actual en Perú está puesto en el gas natural más que en el petróleo. A finales de 2005, el país contaba con 1.100 millones de barriles de reservas probadas de petróleo. La producción en 2005 fue de 111.000 barriles diarios, y el consumo, de 139.000. Las reservas probadas de gas natural a finales de ese año eran de 0,55 billones de metros cúbicos, pero la producción en Camisea, el mayor hallazgo gasífero del país, está apenas en preparación. La expectativa es que Perú será exportador de hidrocarburos en 2007. Su tasa de éxito es de 75% en recientes exploraciones de gas, así que las perspectivas futuras son prometedoras.

Camisea se ubica en la delicada zona selvática del país y ha habido considerable presión, tanto de organismos internos como foráneos, para imponer estrictos controles ambientales. El Banco Interamericano de Desarrollo también insistió en previsiones sociales que beneficien a la población local y condicionó su apoyo financiero a que se tomen medidas sociales y ambientales, postura que fue reforzada por otras entidades financieras que prestan apoyo, como el Banco Mundial, la Corporación Andina de Fomento y el Banco Nacional de Desarrollo de Brasil. Dichas previsiones consisten en destinar aproximadamente 40% de las regalías e impuestos pagados por los operadores de Camisea directamente a los municipios de la zona del proyecto, lo cual abre nuevos terrenos en los contratos sobre gas natural. El gobierno peruano no tuvo que endeudarse para invertir en Camísea.

La primera prioridad para el uso del gas extraído de Camisea será satisfacer las necesidades internas peruanas. También existe un contrato gubernamental con un consorcio de compañías energéticas extranjeras para producir GNL, que se enviará a las costas occidentales de México y Estados Unidos. El desempeño en dos variables clave 1 —por encima y más allá de la extracción exitosa de gas— será crucial para la percepción futura de Camisea: serán eficaces las salvaguardas ambientales a la luz de algunos fracasos iniciales, y será cierto que los fondos designados se distribuirán directamente entre los municipios cercanos?

ECUADOR. Las reservas probadas de petróleo a finales de 2005 eran de 5.100 millones de barriles, terceras en volumen en América del Sur (detrás de Venezuela y Brasil). La producción en ese año fue de 541.000 barriles diarios, y el consumo, de 148.000. Como puede observarse en estas cifras, el país exporta una gran proporción de su producción. Sus reservas de gas natural son bajas y no es un productor significativo.

Ecuador es un país turbulento en términos políticos. Ha tenido por lo menos siete presidentes en los 10 años pasados (sin contar un triunvirato que duró unas horas y un presidente que fue depuesto después de un día). Un contrato con Occidental Petroleum se anuló en 2006 y todavía no hay un veredicto sobre la compensación que se pagará. ExxonMobil abandonó Ecuador y en 2005 EnCana, gran compañía energética canadiense, vendió sus activos a una empresa china.

COLOMBIA. Las reservas probadas de petróleo del país a finales de 2005 eran de 1.500 millones de barriles. Su producción de ese año fue de 549.000 barriles diarios, y el consumo, de 230.000. Las reservas de gas natural a finales de 2005 eran de 0,11 billones de metros cúbicos; la producción, de 6.800 millones de metros cúbicos, y el consumo, también de 6.800 millones. A finales de 2005 tenía reservas probadas de carbón de 6.600 millones de toneladas cortas.

En la década de 1920 Colombia era exportadora de petróleo; en la de 1970 se volvió importadora, pero ahora puede satisfacer su demanda interna con producción propia y deja un modesto residuo para la exportación. Se encuentra ubicada en una región prometedora en hallazgos petroleros, al lado de Venezuela y Ecuador, pero ha tenido menos éxito que sus vecinos. Existe preocupación de que pueda volver a ser importadora y, en consecuencia, sE otorgan términos favorables a los inversionistas. Alrededor de 80% de sus sondas se dimentarias permanece sin explorar. La paraestatal Empresa Colombiana de Petróleos (Ecopetrol) se fundó en 1951 y tiene buena fama de eficiencia. En 2006 se privatizó 20% de la firma.

Durante mucho tiempo, Colombia ha tenido un problema grave en la explotación de petróleo y gas a causa de la destrucción de ductos por la guerrilla y de la violencia y secuestros dirigidos a menudo contra extranjeros que trabajan en el sector energético.

TRINIDAD Y TOBAGO. Las reservas probadas de petróleo a finales de 2005 eran de 800 millones de barriles. Ese año la producción fue de 171.000 barriles diarios. La mayor sombra que proyecta este país en el hemisferio es por su producción de gas natural y sus exportaciones de GNL A finales de 2005 contaba con reservas probadas de gas de 0,55 billones de metros cúbicos y la producción de ese año ascendió a 29.000 millones. Sus reservas de gas representan menos de 1% de las del planeta, pese a lo cual se ha vuelto un importante proveedor de GNL a Estados Unidos; como se indicó antes, suministra a ese país 75% de sus importaciones de ese energético. Esta situación es muy prometedora para la nación caribeña silos expertos en energía de las tres naciones norteamericanas son precisos, a saber, es probable que las tres tengan que apoyarse en mayores importaciones de GNL en el futuro.

Trinidad y Tobago es un pequeño país con una población de 1,3 millones de habitantes, que ha sacado el mayor partido a sus recursos de petróleo y gas, los cuales generan alrededor de 40% del PIB y 50% del ingreso del gobierno; también han generado industrias internas que consumen energía, como las del amoníaco, el metanol y el aluminio para fundición. Estas actividades han producido considerable daño ambiental, problema que debe atenderse.

CONCLUSIONES. La cooperación en asuntos energéticos es mucho mayor en América del Norte que en América del Sur. Los mejores contrastes son la relación de colaboración entre Canadá y Estados Unidos y la postura antagónica de Bolivia y Chile. Muchos de los problemas irreconciliables con naciones del hemisferio surgen del nacionalismo defensivo, como las turbulentas relaciones de Ecuador con las compañías petroleras foráneas y la negativa de México a permitir la inversión privada en la exploración y producción petroleras. Bolivia estaba dispuesta a enemistarse con Brasil al intervenir por la fuerza en las operaciones de Petrobras para nacionalizarlas. La política energética también sufre por la agitación política en los países, como el derrocamiento de dos presidentes en Bolivia a causa de las ventas de gas natural a extranjeros, y por el desacuerdo en el Congreso en torno a los impuestos a las compañías energéticas foráneas en Ecuador. El presidente de Venezuela declara con regularidad que se propone reducir las ventas de petróleo a Estados Unidos, pero no lo lleva a cabo en la amplitud que proclama porque no existen mercados alternativos que puedan manejar el crudo pesado de su nación. El origen de estas discordancias no es un misterio, pero todas tienen costos económicos para los países involucrados.

Sólo dos de los 11 países analizados no tienen empresas energéticas estatales: Estados Unidos y Canadá. Esas compañías no son iguales en ninguna forma. Petrobras ha desarrollado un historial envidiable, en tanto Pemex ha sido incapaz de actuar como una tipica compañía petrolera porque el gobierno central la priva de los fondos necesarios para la exploración y producción normales. Las otras firmas estatales varían considerablemente; PDVSA se encuentra bajo mayor control político que Ecopetrol en Colombia. Por último, existe a menudo una diferencia patente entre los objetivos de los discursos y las acciones concretas para alcanzarlos. Varios presidentes estadounidenses han proclamado el objetivo de la independencia energética, pero se niegan a elevar las normas de eficiencia de combustible. El presidente Chávez anuncia un proyecto para construir un megaducto de Venezuela a Argentina, y bien puede ser que el objetivo real sea el anuncio en sí, porque nada se ha hecho por llevarlo a cabo. Las autoridades mexicanas están hoy de acuerdo en que deben explorar las prometedoras aguas profundas del Golfo de México, pero hasta ahora no han hecho nada por hacer de ello una realidad. El hemisferio no ha sido más capaz de integrar su política energética y cada uno de esos fracasos acarrea costos considerables.

Director de la cátedra William E. Simon de Economía Política en el Center for Strategic and International Studies.

Fuente Consultada: Revista Veintitrés Internacional Junio 2007.