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¿Qué es un Dispositivos Piezoeléctricos?

Los Dispositivos Piezoeléctricos son elementos pasivos que utilizan los efectos piezoeléctricos y piezoeléctricos inversos que se producen en materiales dieléctricos como el cuarzo y el cuarzo para controlar y detectar movimientos diminutos.

Debido a su sencilla estructura, que no requiere engranajes ni motores para su funcionamiento, los elementos piezoeléctricos son más pequeños que otros elementos de mecanismos de micromovimiento.

Usos de los Dispositivos Piezoeléctricos

Los Dispositivos Piezoeléctricos se utilizan principalmente en dispositivos que detectan y controlan micromovimientos para aplicaciones industriales.

Por ejemplo, se utilizan en vibrómetros, en los que se introducen en el elemento piezoeléctrico, en forma de presión, diminutos cambios de fuerza causados por la vibración, y se emite la tensión generada en el elemento piezoeléctrico bajo presión para obtener un valor de tensión, que se cuantifica como la magnitud de la vibración.

También se utilizan como sistemas de accionamiento que acompañan los movimientos de la platina de equipos como microscopios e interferómetros, que requieren movimientos precisos.

Los componentes de los elementos piezoeléctricos de estos sistemas de accionamiento se denominan piezoconductores o piezoactuadores, y también son habituales los actuadores multicapa con varias capas de elementos piezoeléctricos. En ellos, los movimientos diminutos se consiguen aplicando corrientes de impulsos diminutas a los Dispositivos Piezoeléctricos. Los Dispositivos Piezoeléctricos son adecuados en situaciones en las que se requiere una gran capacidad de respuesta y un control preciso del movimiento.

1. refrigeración de equipos electrónicos

Cuando se trata de refrigerar equipos electrónicos como ordenadores personales, se suelen utilizar métodos de refrigeración con ventiladores de corriente continua, pero también se han propuesto métodos de refrigeración con Dispositivos Piezoeléctricos.

En concreto, se utiliza el efecto piezoeléctrico inverso del elemento piezoeléctrico para generar viento mediante la vibración de una estructura que combina el elemento piezoeléctrico y las aspas generadoras de viento.

Este método de refrigeración mediante Dispositivos Piezoeléctricos hace menos ruido que los ventiladores de corriente continua y puede accionarse ahorrando energía.

Sin embargo, cuando se acciona durante largos periodos de tiempo, el elemento piezoeléctrico y las palas pueden desconectarse, por lo que se instalan placas de soporte para dispersar la tensión en la estructura.

2. generación de energía

También se están desarrollando sistemas de generación de energía que utilizan Dispositivos Piezoeléctricos.

Por ejemplo, el Laboratorio de Servicios Fronterizos del Centro de Investigación y Desarrollo JR East está investigando un sistema de generación de energía en el suelo, y lleva realizando pruebas de demostración en la estación de Tokio desde 2006.

En concreto, se trata de “un sistema en el que los Dispositivos Piezoeléctricos se disponen vertical, horizontal y verticalmente como un suelo, y la electricidad se genera por el efecto piezoeléctrico cuando el usuario camina sobre el suelo”.

El Laboratorio de Servicios Fronterizos del Centro de Investigación y Desarrollo JR East estima que la cantidad de electricidad generada será de aproximadamente 10 Wsec para las pruebas de demostración previstas en 2008-2009.

Así pues, aunque la capacidad de generación de energía no es muy elevada y la cantidad de energía generada no se corresponde con el coste, y el Dispositivos Piezoeléctricos es un material quebradizo y de escasa durabilidad, en la actualidad varias empresas e institutos de investigación están llevando a cabo actividades de investigación y desarrollo, y el tema es si se puede generar energía a un nivel práctico.

3. Altavoces

También se han desarrollado altavoces que utilizan Dispositivos Piezoeléctricos.

Principio de los Dispositivos Piezoeléctricos

El principal material utilizado en los Dispositivos Piezoeléctricos es la cerámica piezoeléctrica, que tiene polaridad, una distorsión eléctrica en el interior del cristal.

Un Dispositivos Piezoeléctricos consiste en un cuerpo piezoeléctrico intercalado entre un electrodo positivo y un electrodo negativo.

Al aplicar una tensión entre los electrodos, se ejerce presión sobre el cuerpo piezoeléctrico, que se expande, se contrae y se desplaza como indican las flechas azules en función de la magnitud de la tensión, y este desplazamiento se utiliza como fuerza motriz, etc. Además, también es posible detectar una tensión aplicando una presión que deforme el Dispositivos Piezoeléctricos en sentido contrario.

En condiciones normales, la red cristalina del cuerpo piezoeléctrico permanece eléctricamente estable al absorber iones de la atmósfera. Sin embargo, cuando se aplica una tensión, el equilibrio se rompe fácilmente y la polaridad dentro del cristal cambia, haciendo que la propia red cristalina se expanda y contraiga en la dirección indicada por la flecha, que es el desplazamiento del cuerpo piezoeléctrico.

En otras palabras, el desplazamiento del material piezoeléctrico es de unas pocas micras en el mejor de los casos debido a la deformación por tensión utilizando la polaridad electrónica de la red cristalina, y el volumen de accionamiento del propio elemento piezoeléctrico es generalmente tan pequeño como unas pocas micras.

Por esta razón, cuando se requiere un volumen de accionamiento aún mayor, se utilizan actuadores multicapa con múltiples elementos piezoeléctricos combinados y apilados.

Más información sobre Dispositivos Piezoeléctricos

1. principio de un altavoz con Dispositivos Piezoeléctricos

En este caso también se aprovecha el efecto piezoeléctrico de los elementos piezoeléctricos, según el cual el miembro vibrante se pone en contacto con el elemento piezoeléctrico en la dirección de expansión y contracción.

Cuando se aplica tensión mediante la señal del dispositivo de reproducción, el Dispositivos Piezoeléctricos se expande y contrae en la dirección de la flecha azul debido al efecto piezoeléctrico y vibra, lo que se transmite al miembro vibratorio para reproducir el sonido.

2. productos específicos

Como altavoz que utiliza un elemento piezoeléctrico de este tipo, TDK Corporation comercializa un altavoz denominado PiezoListen™.

La estructura básica consiste en un Dispositivos Piezoeléctricos recubierto con una película de resina y provisto de un marco y terminales de cableado.

Al utilizar un elemento piezoeléctrico capaz de un gran desplazamiento, este altavoz aumenta la salida en la gama de frecuencias bajas y consigue una salida en una amplia gama sonora.

El uso de cerámica fina para los Dispositivos Piezoeléctricos también permite que el altavoz sea más pequeño y delgado.

¿Qué es el Pentóxido de Dinitrógeno?

El pentóxido de dinitrógeno, también conocido como pentóxido de nitrógeno, es un anhídrido del ácido nítrico.
Su fórmula química es N2O5 y su peso molecular es 108,01.

El pentóxido de dinitrógeno se obtiene deshidratando ácido nítrico frío concentrado con pentóxido de fósforo u oxidando NO2 con ozono.

Su punto de fusión es de 30 ºC y su estado sólido es cristalino en forma de marea incolora.
Se descompone a 47 ºC en pentóxido de nitrógeno y oxígeno.

El pentóxido de dinitrógeno tiene un fuerte poder oxidante y reacciona con compuestos orgánicos y sales de amonio para formar mezclas explosivas.

Usos del Pentóxido de Dinitrógeno

El uso más común del pentóxido de dinitrógeno es como agente oxidante debido a su fuerte poder oxidante.

Como aplicación industrial, se está investigando su uso en esterilización, tratamiento, síntesis farmacéutica y síntesis de materiales, entre otras aplicaciones.
También se utiliza como reactivo de nitración para nitrificar benceno, celulosa y glicerol.

En particular, la síntesis de compuestos aromáticos y compuestos heterocíclicos (compuestos cíclicos que contienen al menos dos elementos diferentes en el anillo) utilizando cloroformo como disolvente es un método de nitración muy conocido.

¿Qué es un Elastómero?

Elastómero (en inglés: elastomer) es un término genérico para designar un compuesto polimérico con elasticidad. Existen dos tipos: Elastómeros termoplásticos y elastómeros termoestables, que se utilizan de forma diferente según la aplicación.

Los elastómeros termoplásticos tienen la propiedad de la fluidez cuando se calientan, lo que facilita su procesamiento mediante máquinas de moldeo por inyección. Se utilizan en una amplia gama de campos, como la papelería, los productos de higiene y las piezas de automóvil.

Los elastómeros termoestables no se deforman significativamente cuando se calientan, por lo que se utilizan en situaciones en las que se requiere resistencia al calor. Ejemplos típicos de uso son los materiales de embalaje y sellado.

Usos de los Elastómeros

Los elastómeros termoplásticos se vuelven fluidos cuando se calientan, por lo que pueden procesarse y moldearse fácilmente. Las máquinas de moldeo por inyección de plásticos permiten fabricar piezas de formas muy diversas. En concreto, se utilizan en conductos, mangueras y empuñaduras.

Los elastómeros termoestables no se convierten en plástico cuando se calientan, por lo que pueden utilizarse cuando se requiere resistencia al calor. Concretamente, se utilizan en juntas, empaquetaduras y retenes de aceite.

Principio de los Elastómeros

“Elastómeros” es un término genérico para un polímero elástico, que combina las palabras elástico y polímero. Los elastómeros se dividen en elastómeros termoplásticos (Thermo Plastic Elastómeros, abreviado TPE), que se ablandan al calentarse, y elastómeros termoestables (Thermo Setting Elastómeros, abreviado TSE), que se curan al calentarse.

Los TPE constan básicamente de segmentos blandos y duros. El primero desempeña el papel de la elasticidad y el segundo el de la reticulación. Cuando se aplica energía a la molécula mediante calentamiento, la parte de reticulación se vuelve menos activa y toda la molécula se vuelve fluida. Los tipos de TPE incluyen los TPE de olefina (alqueno), uretano, éster, estireno y amida, cada uno con una estructura molecular y un método de síntesis diferentes.

Los TPE incluyen el caucho de silicona, el caucho fluorado y el caucho de uretano. Son los polímeros comúnmente denominados cauchos; los TSE tienen mejores propiedades de resistencia térmica y química que los TPE, pero son inferiores a éstos en cuanto a facilidad de transformación.

Otros Datos sobre los Elastómeros

Elastómeros Dieléctricos y Magnéticos

Los elastómeros dieléctricos son uno de los elastómeros que más atención han atraído recientemente. Los elastómeros dieléctricos son elastómeros que, cuando se someten a un campo eléctrico, producen grandes deformaciones de más de varios cientos por ciento. Esto significa que, según la Ley de Maxwell, se espera que estos dispositivos se utilicen como actuadores que conviertan la energía eléctrica en energía cinética.

Los elastómeros dieléctricos se fabrican a partir de materiales acrílicos o a base de silicona. La razón es que el material debe tener una constante dieléctrica alta y ser lo suficientemente blando como para no romperse debido a la tensión de deformación. Un elastómero dieléctrico es un dispositivo condensador formado por un material polimérico de alta constante dieléctrica intercalado entre dos electrodos. Esta característica se está estudiando para aplicaciones en el campo de la medicina, como músculos artificiales, y para su uso en diversos robots como actuadores de gran eficacia.

La investigación y el desarrollo de los elastómeros magnéticos con viscoelasticidad como otro nuevo dispositivo también están activos. Los nuevos dispositivos que combinan la viscoelasticidad de los elastómeros con la funcionalidad de los materiales magnéticos pueden realizarse mezclando neodimio o polvo de hierro con materiales poliméricos. Estos dispositivos tienen una excelente resistencia a las vibraciones, por lo que se espera que se utilicen en actuadores mecánicos y en sensores de asiento de automóviles.

Además, basándose en la ley de inducción electromagnética de Faraday, también se están investigando y desarrollando dispositivos que conviertan la energía cinética, como la vibración, en energía eléctrica, entre ellos los elastómeros dieléctricos antes mencionados. Estos dispositivos están atrayendo la atención en el marco de iniciativas de protección del medio ambiente como los recientes ODS, y se está estudiando su aplicación en un futuro próximo, como la generación de energía mediante la fijación de elastómeros a las suelas de zapatillas deportivas y prendas de vestir para suministrar energía a las comunicaciones por sensores.

¿Qué son las Pinturas de Emulsión?

Las pinturas de emulsión son pinturas en las que las desventajas de las pinturas convencionales al aceite y al agua se mejoran mediante la técnica de la emulsión.

No son inflamables y permiten ajustar fácilmente la viscosidad y mezclar aditivos. La emulsificación es el proceso de mezclar líquidos que no se mezclan entre sí, componentes a base de aceite y a base de agua, dispersando uno en partículas finas y luego dispersándolas en el otro para crear un estado mezclado.

La tecnología de emulsión se utilizó por primera vez en EE.UU. en 1927, cuando se produjo con éxito caucho sintético a partir de dispersiones emulsionantes de butadieno.

Aplicaciones de las Pinturas de Emulsión

El 60% de las pinturas de emulsión se utilizan en arquitectura. Esto se debe a que, en comparación con las pinturas al aceite, contienen menos compuestos orgánicos volátiles y ayudan a prevenir el síndrome del edificio enfermo. En particular, las pinturas de emulsión al agua pueden diluirse libremente con agua, la viscosidad puede ajustarse fácilmente utilizando agentes espesantes y tienen una excelente pulverizabilidad. Son fáciles de aplicar incluso sobre superficies muy higroscópicas, como el mortero, y los pigmentos y aditivos pueden mezclarse fácilmente.

Las emulsiones acrílicas termoendurecibles se utilizan para revestimientos metálicos. Se hornean después de pintar, provocando una reacción de reticulación que mejora la dureza, la adherencia y la resistencia al agua y los disolventes.

En condiciones duras, a veces se utilizan emulsiones acrílicas termoendurecibles para revestimientos metálicos, como acrílicos con excelente resistencia a la intemperie, al agua y a los álcalis. El horneado se realiza después de pintar para provocar una reacción de reticulación, que mejora la dureza, la adherencia y la resistencia al agua y los disolventes.

Principio de las Pinturas de Emulsión.

En primer lugar, las partículas de emulsión dispersas en agua se acercan unas a otras por el revestimiento y se compactan densamente. A medida que el agua se evapora, la capa protectora de las superficies de las partículas se destruye y la reticulación progresa en las superficies expuestas del polímero, dando lugar gradualmente a la adhesión. Las partículas adheridas forman una película uniforme, que se convierte en un revestimiento lleno de pigmentos.

Si la temperatura de secado es inferior a la temperatura mínima de formación de la película, las partículas no se deforman y no se adhieren, lo que da como resultado un polvo y una resistencia insuficientes. Por ello, se añaden auxiliares para facilitar la reacción.

Muchas emulsiones, una vez congeladas, son irreversibles, por lo que se estabilizan añadiendo etilenglicol como estabilizador de la congelación o copolimerizando monómeros hidrófilos. También se añaden dispersantes, espesantes, estabilizadores y agentes antifúngicos según sea necesario para estabilizar la calidad de la pintura durante el almacenamiento.

La resistencia mecánica suele ser mayor al cabo de cierto tiempo que inmediatamente después de la formación de la película, debido a que la difusión del polímero continúa tras la formación de la película.

Tipos de Pinturas de Emulsión

Las pinturas de emulsión pueden clasificarse a grandes rasgos en pinturas al aceite y al agua, en función del disolvente utilizado. Las pinturas al aceite utilizan disolventes orgánicos, mientras que las pinturas al agua utilizan agua como disolvente.

Las pinturas de emulsión también pueden ser al disolvente o al agua. Las pinturas con partículas de agua flotando en un disolvente al aceite se conocen como pinturas al disolvente, mientras que las que tienen componentes particulados al aceite mezclados en una solución acuosa se conocen como pinturas al agua.

Los disolventes orgánicos utilizados en las pinturas al óleo pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana, por lo que los fabricantes se han centrado en mejorar las pinturas al agua desarrollando tensioactivos, sustancias que las estabilizan en estado emulsionado. Como resultado, se desarrollaron pinturas de emulsión en las que se dispersan pigmentos de base oleosa, y las pinturas de emulsión al agua son ahora la corriente dominante.

Cómo Elegir Pinturas de Emulsión

La característica más importante de las pinturas de emulsión es el curado. El curado es el proceso por el cual el agua de la pintura aplicada se evapora con el tiempo para formar una película de recubrimiento dura. Según el método de curado y la resistencia de la película de pintura, puede clasificarse en curado por fusión o curado por reacción a base de agua.

El curado por fusión es un fenómeno en el que las partículas dispersas se juntan, fusionan y endurecen como resultado de la evaporación de agua o aceite. Como las propias partículas están puramente fusionadas, la adherencia de la película de recubrimiento es relativamente débil.

En cambio, en el curado por reacción a base de agua, las partículas y el reactivo mezclado previamente con las partículas se adhieren entre sí al evaporarse el agua o el aceite. Esto se conoce como reacción de reticulación. El endurecimiento causado por la reacción de reticulación fusiona la estructura tridimensional entre las partículas, lo que da como resultado una película de pintura más resistente. Las pinturas de emulsión de curado por reacción a base de agua que contienen un reactivo se recomiendan cuando se requiere la durabilidad de la pintura.

Otra Información sobre Pinturas de Emulsión

1. Características de las Pinturas de Emulsión

Las pinturas de emulsión tienen un bajo impacto sobre el cuerpo humano. Una vez aplicadas las pinturas al aceite, los componentes disolventes se evaporan y la película de pintura se endurece. Si se inhalan, las personas pueden sentirse mal e incluso perder el conocimiento. La pequeña cantidad de componentes disolventes que queda tras el secado también puede causar problemas de salud como el síndrome del edificio enfermo, mientras que las pinturas de emulsión no tienen un impacto negativo en la salud porque lo que se evapora es agua.

Sin embargo, la adherencia de la película de pintura es deficiente en comparación con las pinturas al óleo. Como la pintura está suspendida en agua, es más hidrófila que las pinturas al aceite y tiene el inconveniente de que tiende a desprenderse en las zonas donde está expuesta al agua de lluvia, como las paredes exteriores. Para compensar esta desventaja, se requiere ingenio, por ejemplo, aplicando varias capas de pintura.

2. Grado de la Pintura

Los grados de pintura varían en función de su durabilidad. Las pinturas acrílicas, de uretano, de silicona y de flúor son las más duraderas y caras, por este orden. De todas ellas, la pintura de silicona ofrece el mejor equilibrio entre durabilidad y precio.

La pintura de silicona se utiliza en muchos proyectos de pintura y actualmente es la pintura de moda. Las pinturas de flúor se utilizan cuando la durabilidad es importante, mientras que las pinturas acrílicas y de uretano se emplean cuando el coste inicial es inferior a la durabilidad.

• Pinturas Acrílicas

Son las más baratas, tienen una durabilidad extremadamente baja y rara vez se utilizan en paredes exteriores.

• Pintura de Uretano

Bajo coste y escasa durabilidad. El grado más bajo de pintura utilizado en paredes exteriores
Pintura de silicona: la más rentable en términos de precio y vida útil, actualmente de uso generalizado

• Pintura de Flúor.

Mayor vida útil, pero más cara.

3. Síndrome del Edificio Enfermo　

El síndrome del edificio enfermo es un término general para referirse a los problemas de salud que se cree que están causados por la contaminación del aire interior debida a los compuestos orgánicos volátiles contenidos en los materiales de construcción e interiores a medida que las casas se vuelven más herméticas y están mejor aisladas.

Los materiales de construcción y los materiales que contienen altos niveles de compuestos orgánicos volátiles como el formaldehído y el tolueno fueron culpados del síndrome, y en 2002, tras las enmiendas a la Ley de Normas de Construcción, se reguló el uso de las sustancias causantes.

¿Qué son las Pinturas de Resina Epoxi?

Las pinturas de resina epoxi son pinturas cuyo ingrediente principal es la resina epoxi.

Se caracterizan por un proceso de reticulación reticular, en el que la resina epoxi como ingrediente principal reacciona con un endurecedor. Las pinturas de resina epoxi reflejan las propiedades de las resinas epoxi y tienen una excelente resistencia al agua y a la corrosión.

Usos de las Pinturas de Resina Epoxi

Las pinturas de resina epoxi se utilizan como revestimientos de componentes electrónicos como placas de circuitos impresos, memorias y CPU en muchos dispositivos y aparatos electrónicos, así como en piezas no eléctricas, aprovechando las características de las resinas epoxi, que tienen altas propiedades aislantes y una excelente resistencia química y al agua.

Además, debido a su alta resistencia a la corrosión, también es adecuado como pintura para automóviles y barcos, así como para las paredes interiores de latas, y como adhesivo industrial. Recientemente, también se ha utilizado como material para el modelado óptico, un tipo de impresora 3D.

Principios de las Pinturas de Resina Epoxi

La resina epoxi, el principal ingrediente de las pinturas de resina epoxi, es un término genérico para compuestos con grupos epoxi reactivos en los extremos. Las resinas epoxi de bisfenol A son ejemplos típicos.

Al añadirles un agente de curado, se forma y cura una red de enlaces cruzados que da como resultado una resina curada con diversas propiedades. Por lo general, las propiedades de las pinturas de resina epoxi pueden ajustarse cambiando el tipo de agente de curado, la proporción de mezcla y las condiciones de curado.

Tipos de Pinturas de Resina Epoxi

Los revestimientos de resina epoxi pueden ser del tipo “bicomponente”, en el que los agentes principal y de curado consistentes en resina epoxi se mezclan inmediatamente antes de su uso, o del tipo “monocomponente”, en el que los agentes principal y de curado se mezclan previamente y se calientan para endurecer.

1. Pinturas de Resina Epoxi de dos Componentes

Las pinturas de resina epoxi de dos componentes forman una película de recubrimiento resistente cuando se endurecen, y se caracterizan por sus fuertes propiedades impermeabilizantes y antipolvo. También tienen una excelente resistencia química y a la abrasión. Como resultado, son adecuados para su uso en condiciones duras.

Además, las pinturas de resina epoxi de dos componentes tienen diferentes aplicaciones en función del tipo de endurecedor mezclado. Los principales tipos son los de poliamida con efecto amina, resistentes al agua y a los álcalis, y los de poliamina modificada, resistentes al agua, a los álcalis, a los ácidos y a los disolventes.

Las impresiones de resina epoxi modificada de dos componentes y las pinturas de resina epoxi de alquitrán que utilizan resinas epoxi modificadas también son adecuadas como inhibidores de la oxidación. Para mejorar la protección contra la corrosión, también existe una mezcla de resina epoxi modificada especial y pigmentos de fosfato de aluminio, que se vende en forma de aerosol fácil de manejar.

Aunque estos sprays suelen comercializarse para la protección contra la corrosión, pueden utilizarse principalmente tanto para la prevención como para la reparación del óxido, ya que suelen estar diseñados para funciones de reparación. Las pinturas de resina epoxi de alquitrán son predominantemente de color negro u oscuro y, por tanto, se utilizan en zonas en las que no es necesario pintarlas para darles un aspecto lujoso o brillante.

2. Pinturas de Resina Epoxi de un Componente

Las pinturas de resina epoxi de un componente tienen excelentes propiedades de protección contra la corrosión y de adherencia Los tipos de un componente se utilizan a menudo para pulverizar en reparaciones de madera, hierro y acero.

Más información sobre Pinturas de Resina Epoxi

1. Reacciones de las Pinturas de Resina Epoxi

Las resinas epoxi contienen grupos funcionales denominados grupos epoxi, y cuando se mezclan con un endurecedor, se produce una reacción de polimerización de apertura en anillo de los grupos epoxi, formando una estructura tridimensional reticulada que se cura. Las elevadas propiedades mecánicas y la resistencia química de las resinas epoxi son el resultado del curado.

La reacción de curado entre la resina epoxi y el agente de curado es básicamente una reacción que requiere calor, pero algunas combinaciones de resina y agente de curado pueden curar a temperatura ambiente. La velocidad de curado depende de la temperatura: a temperaturas más altas, el curado es más rápido, y a temperaturas más bajas, más lento.

Como la reacción de curado es una reacción exotérmica, la propia resina tiende a calentarse cuando la temperatura exterior es alta, como en verano, y puede solidificarse en un instante, por lo que hay que tener cuidado. Por el contrario, en invierno, la reacción de curado puede detenerse a unos 5°C.

2. Precauciones en el uso de Pinturas de resina epoxi

Se espera que las pinturas de resina epoxi se deterioren a un ritmo de unos 10㎛ al año en exteriores, deteriorándose la superficie y volviéndose blanca debido a la luz ultravioleta. Para garantizar un rendimiento a largo plazo, es necesario protegerlos con revestimientos de poliuretano o fluoropoliuretano.

¿Qué son los Grabadores?

Los grabadores son agentes que corroen los metales y los óxidos metálicos y se utilizan para procesar sustratos y otros materiales. En comparación con métodos de procesado como el prensado, el grabado es un método con propiedades de microfabricación superiores, y los métodos de grabado húmedo con grabadores son más rentables y fáciles de producir en masa que el grabado en seco con gases. El tipo de compuesto que reacciona difiere en función del tipo de metal, por lo que el grabador adecuado se selecciona en función del material del sustrato.

Hay que tener en cuenta que los grabadores suelen contener ácidos fuertes, bases fuertes y compuestos tóxicos, por lo que hay que seleccionar el equipo de protección y las medidas de seguridad antes de utilizarlos.

Usos de los Grabadores

El grabado es un método de tratamiento de metales como el oro y el aluminio y de óxidos metálicos como el óxido de indio y estaño (ITO) por eliminación por inmersión. Existen dos tipos de grabado: el grabado en seco, que utiliza gas, etc., y el grabado en húmedo, que disuelve el metal en una solución, y en el grabado en húmedo se utiliza grabadores.

En comparación con el proceso de prensado, los procesos de grabado permiten un procesamiento fino y, por lo tanto, se utilizan en la producción de placas de circuitos impresos, dispositivos semiconductores y pantallas. En la producción se utilizan dos métodos: el grabado en seco, cuando se requiere un procesamiento de precisión, y el grabado húmedo, cuando se requieren costes y una producción en masa.

Métodos de Grabado y Tipos de Grabadores

El grabado en seco es un método que utiliza gas o plasma para realizar el proceso de grabado. Tiene excelentes propiedades de microfabricación, pero requiere condiciones especiales, como el vacío, por lo que su coste es elevado y no es adecuado para la producción en masa.

El grabado húmedo, por su parte, utiliza grabadores que contienen compuestos que corroen los metales. Los distintos compuestos reaccionan y se disuelven de forma diferente según el tipo de metal, por lo que existe una gran variedad de grabadores.

Por ejemplo, hay ácidos fuertes como el ácido clorhídrico y el ácido nítrico, bases fuertes como el hidróxido de sodio, así como los que contienen iones de metales pesados con alto poder oxidante como el cloruro de hierro (III).

Tratamiento de Circuitos Impresos con Grabadores

Un ejemplo del uso de los grabadores es el tratamiento de placas de circuitos impresos. Dado que la superficie estampada de una placa de circuito impreso es de cobre, es necesario seleccionar un agente grabador que corroa y disuelva el cobre. A continuación se presentan tres soluciones disponibles en el mercado.

• Grabado con una solución acuosa de cloruro de hierro (III)
Fórmula de reacción: 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2

Se trata de un método habitual que utiliza una reacción en la que los iones de hierro trivalentes actúan como agentes oxidantes. Es un método con alta reproducibilidad de grabado y bajo coste, pero genera gran cantidad de efluentes que contienen metales pesados como el cobre, por lo que el coste del tratamiento de efluentes es elevado.

• Grabado con una solución de dicloruro de cobre
Fórmula de reacción: CuCl2 + Cu → 2CuCl

Aunque las propiedades de grabado son inferiores a las del grabado utilizando una solución acuosa de cloruro de hierro(Ⅲ) descrita anteriormente, la ventaja es que la solución de grabado puede reciclarse.

• Grabado con peroxodisulfato de amonio
Fórmula de reacción: Cu + (NH4)S2O8 → CuSO4 + (NH4)2SO4

Como la velocidad de grabado es lenta por sí sola, se utiliza un catalizador como los iones de plata. Como peróxido, se descompone fácilmente y es inestable.

Tratamiento de los Efluentes

Como los grabadores ionizan y disuelven los metales, el líquido después de su uso contiene grandes cantidades de iones de metales pesados. Por lo tanto, los efluentes no tratados no pueden verterse al medio ambiente. Por ello, el tratamiento de los efluentes de los agentes grabadores suele encargarse a empresas especializadas en el tratamiento de residuos.

Como el efluente de los grabadores también contiene ácidos y bases fuertes, existe el riesgo de corrosión de los contenedores durante el almacenamiento, dependiendo del material del contenedor. Por lo tanto, es importante seleccionar primero un recipiente adecuado con resistencia química. Los grabadores pueden ser irritantes para la piel y los ojos, independientemente de que se utilicen antes o después de su uso. Deben leerse atentamente las Fichas de Datos de Seguridad (FDS) antes de manipular los grabadores, y debe llevarse el equipo de protección adecuado y manipularse con extrema precaución.

¿Qué es una Resina de Uretano?

La resina de uretano es un término genérico para polímeros producidos por la reacción de poliadición de compuestos con grupos isocianato y grupos hidroxilo. El lugar de unión se denomina enlace uretano y se forma generalmente por la poliadición de diisocianato y poliol.

Como símbolo de abreviatura, PU se utiliza para plásticos y U para caucho. Las resinas de uretano tienen una excelente resistencia a la tracción, a la abrasión, al aceite y a los productos químicos, por lo que también se aplican en pinturas y revestimientos. Sin embargo, también tienen el inconveniente de la degradación gradual debida a la hidrólisis y la radiación ultravioleta.

Usos de las Resinas de Uretano

Debido a su gran versatilidad, las resinas de uretano se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde productos domésticos familiares hasta bienes industriales. Algunos ejemplos de productos familiares son la ropa y los parachoques de los coches, mientras que las aplicaciones industriales incluyen materiales de insonorización y adhesivos.

También se utiliza en las suelas de zapatillas deportivas por su gran flexibilidad, lo que la convierte en una de las resinas más indispensables en nuestra vida cotidiana. Este material tiene una historia de uso original como sustituto del caucho natural. Por ello, se están desarrollando aplicaciones que aprovechan la gran elasticidad y resistencia a la tracción características del caucho.

Residuos Medioambientales y Reciclaje de Resinas de Uretano

Las resinas de uretano se utilizan ampliamente como aislantes térmicos en frigoríficos, congeladores y neveras debido a sus excelentes propiedades de aislamiento térmico. Sin embargo, sus propiedades químicas dificultan su reciclado y postprocesado, y éste es un campo en el que se está investigando.

Ya se han establecido tecnologías de descomposición y reciclado, como los métodos de descomposición térmica, hidrólisis, glicol, amoníaco y amina, pero aún quedan problemas por resolver en cuanto a la eficacia y el coste de la descomposición.

Características de las Resinas de Uretano

Las resinas de uretano tienen una excelente flexibilidad, resistencia al impacto, resistencia a la tracción y resistencia química, pero se deterioran al cabo de unos tres años. Aunque tienen muchas de estas características, sus propiedades varían mucho en función del método de fabricación.

La degradación puede deberse a una amplia gama de factores, como el oxígeno, el ozono, la luz y el calor, la hidrólisis por reacción con el agua y la degradación microbiana. El poliuretano también se caracteriza por el hecho de que sus propiedades pueden variar en función del método de fabricación. Por lo tanto, existen varios tipos de Resinas de uretano en función de su uso previsto. Algunos ejemplos típicos son

A Base de Espuma

Los materiales a base de espuma son resinas de uretano en las que el aire se incorpora a la resina a través de la polimerización con la adición de un agente espumante. Este material puede dividirse en espuma de uretano blanda y espuma de uretano dura. La primera se utiliza para asientos de automóviles, etc., ya que es ligera con una excelente amortiguación y durabilidad. La segunda tiene excelentes propiedades de aislamiento térmico y se utiliza como aislante térmico para frigoríficos, congeladores y aparatos de aire acondicionado.

Entre los métodos de producción de espuma de uretano, el moldeo por losa, el moldeo y el moldeo laminar requieren equipos de producción a gran escala. En cambio, los métodos de espumado por pulverización son fáciles de manejar, ya que pueden mezclarse y espumarse en el lugar donde se necesita el aislamiento.

Sistemas sin Espuma

Los sistemas sin espuma están representados por los elastómeros utilizados en el calzado deportivo, es decir, Resinas de uretano con elasticidad de caucho. Las resinas de uretano con estas propiedades se utilizan para ropa deportiva y pantalones debido a su gran elasticidad.

Diferencias entre Resinas de Uretano, Epoxi y Acrílicas

Estos tres términos suelen utilizarse indistintamente, quizá porque todos contienen la palabra resina, pero se refieren a materiales completamente distintos.

Resinas de uretano es un término genérico para un material polimérico con enlaces de uretano, como se explica al principio de este artículo. Las resinas epoxídicas, por su parte, se refieren a resinas termoestables con un anillo epoxídico altamente reactivo en el extremo de la molécula.

Las resinas acrílicas también son polímeros y copolímeros de ácido acrílico y sus derivados. En otras palabras, su significado está estrictamente definido por sus diferentes estructuras y propiedades químicas, por lo que hay que tener cuidado en su uso. Diferencias estructurales entre resinas de uretano, acrílicas y epoxi

Posición de las Resinas de Uretano en los Adhesivos

Los adhesivos incluyen adhesivos sólidos, como la cinta de doble cara y la cinta de costura, y adhesivos líquidos en los que el adhesivo aplicado se presiona y se cura para producir un efecto adhesivo.

Los adhesivos líquidos pueden clasificarse en dos tipos principales en función del método de adhesión: fraguado en seco y curado por reacción. En el tipo de fraguado en seco, el adhesivo se adhiere mediante la volatilización del agua o el disolvente contenidos en el adhesivo. Por otro lado, el tipo de curado por reacción es un adhesivo que utiliza el curado causado por una reacción química entre los componentes contenidos en el adhesivo.

Los tipos de curado por reacción pueden clasificarse a su vez en dos tipos. Adhesivos basados en resinas epoxi, en los que el curado es causado por el agente principal y el agente de curado, y adhesivos basados en resinas de uretano, en los que el curado es causado por la humedad del aire. Entre ellos, los adhesivos a base de resinas de uretano se utilizan en una amplia gama de aplicaciones generales debido a su alta adherencia y rápida unión, lo que los hace versátiles.

Agentes de Revestimiento de Suelos a Base de Resinas de Uretano

Los agentes de revestimiento de suelos pueden clasificarse en dos tipos: a base de agua y a base de aceite. En un principio, los agentes de revestimiento a base de resinas de uretano también se dividían en sistemas a base de agua y a base de aceite. Sin embargo, como se cuestionaban los aspectos de seguridad de los sistemas a base de aceite, ahora se utilizan generalmente los sistemas a base de agua.

Los agentes de recubrimiento de uretano a base de agua se caracterizan por una durabilidad inferior a la de los agentes de recubrimiento de suelos a base de aceite, como los recubrimientos de vidrio y silicona. Sin embargo, también tienen la característica de un acabado de bajo coste. Por eso, a menudo se eligen los revestimientos de uretano al agua en lugar de otros agentes de revestimiento de suelos.

Las ventajas de elegir revestimientos de uretano al agua son que son de secado rápido debido a su rápida velocidad de curado y son prácticamente inodoros, sin el olor volátil del diluyente. Además, es compatible con la mayoría de los materiales para suelos y puede utilizarse en cualquier tipo de suelo.

Por otro lado, una desventaja es el deterioro relacionado con el envejecimiento, que puede considerarse un punto débil de las Resinas de uretano. La mayoría de los revestimientos de uretano al agua tienen una durabilidad inferior a 10 años. Sin embargo, además de las ventajas mencionadas, los revestimientos de uretano al agua siguen siendo la opción más popular para revestimientos debido a su excelente seguridad y facilidad de uso.

¿Qué es un Recipiente de Aluminio?

Los recipientes de aluminio son contenedores hechos de aluminio.

Están disponibles en una amplia gama de tamaños, desde los más pequeños para almacenamiento, como los que se utilizan en los hogares, hasta los que tienen el tamaño de la caja de un camión y son lo suficientemente grandes como para ser habitados.

Usos de los Recipientes de Aluminio

Los recipientes de aluminio están hechos principalmente de aluminio, por lo que son más ligeros que el acero, con un peso específico de alrededor del 30%, y son fuertes, resistentes a la oxidación y relativamente duraderos. Por su resistencia al óxido, se suelen utilizar como cobertizos y almacenes de exterior, y son más baratos que los cobertizos comerciales normales.

Algunos de los cobertizos más grandes miden unos 6 metros cuadrados. En los últimos años, se han utilizado cada vez más como prefabricados o maleteros, así como almacenes.

La forma básica de los recipientes de aluminio es de tipo fijo, con forma de caja. Como el aluminio es fácil de procesar, puede disponerse libremente con puertas o ventanas correderas, dependiendo del tamaño, además de las puertas dobles.

La vida útil legal de los recipientes de aluminio de 6 m o menos es de dos años, y de siete años para los de 6 m o más. Los tamaños más grandes incluyen 2t, 6t y 10t.

Los recipientes de aluminio también están disponibles como tipos plegables.

Muchos recipientes de aluminio pequeños se distribuyen con una forma que permite transportarlos de forma estable cuando están apilados. Recientemente, los recipientes de aluminio pequeños también se han hecho populares para guardar material de camping. Son adecuados para el equipo de acampada porque son resistentes al calor, por lo que se pueden colocar en ellos redes calientes, no absorben la lluvia y se pueden cerrar con llave.

Más información sobre los  Recipientes de Aluminio

Precauciones de Uso de los Recipientes de Aluminio

Como los recipientes de aluminio son fáciles de procesar, en los últimos años se están utilizando cada vez más no sólo para almacenamiento y cobertizos, sino también para oficinas y residencias. Pueden personalizarse libremente para mejorar su habitabilidad, por ejemplo instalando aire acondicionado, aislamiento acústico o ventanas, pero dependiendo del uso previsto y del tamaño, puede ser necesario solicitar un permiso de construcción.

Si la superficie total de suelo de un recipiente de aluminio es igual o inferior a 10 m2, no se requiere licencia de obras aunque el recipiente se utilice como edificio, pero también hay excepciones para otras condiciones. Cuando compre o utilice un contenedor de aluminio, asegúrese de comprobar si se requiere o no una solicitud u otra obligación.

¿Qué es un Transformador Amorfo?

Un transformador amorfo es un transformador que utiliza una aleación amorfa para la estructura interna del transformador que realiza principalmente la transformación de tensión de la energía eléctrica.

Por lo general, un transformador es un dispositivo que convierte los valores de tensión de la energía de alta tensión producida en una central eléctrica en energía utilizable para hogares, fábricas, edificios y otras empresas, y dentro del transformador hay bobinas de una aleación llamada transformador. En las láminas de acero al silicio, que se utilizan normalmente en los transformadores, los átomos están dispuestos en una estructura regular.

Sin embargo, las aleaciones amorfas se caracterizan por una estructura atómica aleatoria en su interior. Esta estructura confiere a las aleaciones amorfas la ventaja de una gran resistencia y propiedades magnéticas blandas, así como una gran resistencia a la corrosión.

Aplicaciones de los Transformadores Amorfos

Al igual que los transformadores normales, los transformadores amorfos se utilizan para convertir los valores de tensión de la energía de alta tensión producida en centrales eléctricas y subestaciones para que pueda utilizarse en viviendas, pisos, edificios, fábricas y otros establecimientos.

Como en los transformadores normales se suelen utilizar chapas de acero al silicio, se genera energía de reserva cuando se suministra la energía, lo que provoca pérdidas de potencia. Esta energía de reserva es extremadamente gravosa y no es respetuosa con el medio ambiente.

En cambio, los transformadores que utilizan aleaciones amorfas pueden minimizar las pérdidas por consumo de energía y reducir considerablemente la potencia en espera aprovechando las propiedades de la aleación. Sin embargo, la desventaja es que el transformador es más grande y pesado que los transformadores convencionales. Además, el ruido mecánico también es más fuerte en comparación con los transformadores convencionales.

Principio de los Transformadores Amorfos

El principio de los transformadores amorfos reside en la utilización de una aleación amorfa en la parte del inductor correspondiente al núcleo de hierro, lo que se denomina el núcleo de un transformador ordinario, para mejorar la movilidad, que corresponde al flujo de electrones, y reducir las pérdidas de potencia, que corresponden a la potencia en reposo. En un transformador, la tensión se ajusta por la relación entre el número de espiras de las bobinas del interior del transformador y la corriente que circula por él, y el valor de la tensión aumenta o disminuye según la relación entre el número de espiras de las bobinas de los lados primario y secundario del interior del transformador.

Cuanto mayor sea el número de vueltas de las bobinas, mayor será la tensión, y a la inversa, menor será la tensión. Las centrales eléctricas y las subestaciones se abastecen de electricidad de CA de alta tensión porque es necesario reducir al máximo las pérdidas de transmisión en los cables.

Los transformadores, que en última instancia convierten los valores de tensión alterna de 100 V/200 V en hogares y oficinas, son equipos esenciales para las empresas eléctricas. La presencia de estos transformadores nos permite utilizar la electricidad de forma segura en nuestra vida cotidiana.

Más información sobre los Transformadores Amorfos

1. Precauciones en el Uso de Transformadores Amorfos

Aunque los transformadores amorfos son muy eficaces para reducir la potencia de reserva cuando no hay carga, también hay que prestar atención al índice de reducción de sus pérdidas en carga, es decir, las pérdidas cuando la carga es grande. En general, los transformadores amorfos se caracterizan por unas pérdidas en carga que varían poco en función de las condiciones de carga (es decir, de la proporción de potencia utilizada).

Esto significa que se puede conseguir un efecto de ahorro de energía muy grande en equipos de baja carga con largos tiempos de espera, pero el efecto de ahorro de energía se reduce en equipos de alta carga que están siempre en funcionamiento. Por lo tanto, hay que conocer el estado de carga de potencia de las instalaciones de equipos transformadores.

Por ejemplo, en las instalaciones de generación de energía de emergencia y en las aplicaciones de subestaciones fotovoltaicas, el estado medio de carga de potencia es pequeño y, por tanto, cabe esperar un efecto de ahorro de energía muy elevado.

2. Volumen y Peso de los Transformadores Amorfos

En comparación con los transformadores fabricados con chapa de acero al silicio normal, los transformadores amorfos necesitan entre 1,5 y 2 veces más volumen debido a las limitaciones de las propiedades físicas de la aleación. Esto también está relacionado con el peso del transformador, por lo que es importante prestar mucha atención a si se superan los límites de carga estructural del suelo del lugar de instalación. Por ejemplo, un transformador lleno de aceite puede tener una masa de unos 3.000 kg, según las cosas.

¿Qué es el Asfalto?

El asfalto es un material negro compuesto principalmente de hidrocarburos obtenidos mediante el refinado del petróleo crudo.

También se conoce como betún del suelo o betún molido. Es sólido o semisólido a temperatura ambiente, pero se funde fácilmente hasta convertirse en líquido a altas temperaturas.

La mayor parte del betún utilizado en la actualidad procede del petróleo. Sin embargo, también existen algunos asfaltos de origen natural. También cabe distinguir entre el asfalto y los productos elaborados a partir de la mezcla de asfalto con arena o piedras, que se denominan mezclas asfálticas.

Similar al asfalto es el hormigón. El hormigón es una sustancia muy diferente porque es un polvo que se solidifica añadiendo arena y agua al cemento y mediante una reacción de polimerización.

Usos del Asfalto

Los principales usos del asfalto son la pavimentación de carreteras, los combustibles y los materiales de construcción.

1. Pavimentación de Carreteras

El asfalto se utiliza para pavimentar carreteras. El asfalto es útil por varias razones, una de ellas su bajo precio.

Comparado con el hormigón, puede pavimentarse con un coste unitario menor. Otra razón para su uso en la pavimentación de carreteras es que puede construirse en poco tiempo y su permeabilidad puede controlarse.

Recientemente, se han desarrollado revestimientos de asfalto con propiedades de retención de agua y de barrera térmica y silenciosa para combatir el fenómeno de la isla de calor.

2. Materiales de Construcción

El asfalto también se utiliza como material de construcción. Las lonas para tejados, por ejemplo, pueden estar hechas de asfalto y se denominan cubiertas asfálticas. Las cubiertas de asfalto bajo los componentes del tejado sirven para evitar la entrada de agua de lluvia.

En los últimos años se han desarrollado las cubiertas de asfalto de caucho modificado, en las que el asfalto se mezcla con caucho o resina sintética.

3. Combustible

El asfalto es sólido a temperatura ambiente y es un material difícil de manejar como combustible. Sin embargo, se utiliza como combustible para las calderas de generación de energía debido a su bajo coste y suministro en comparación con el fuelóleo pesado.

El producto natural, menos viscoso, se muele hasta obtener un polvo fino y se insufla en un horno de combustión con un quemador fino para su combustión. Los residuos pesados, por ejemplo de la destilación del fuelóleo pesado, son muy viscosos y se calientan para hacerlos fluidos, por ejemplo durante el transporte. Cuando se utilizan, se calientan utilizando el vapor sobrante de la caldera para mantener su fluidez y, a continuación, se soplan en el proceso de combustión utilizando un quemador.

En ambos casos, el contenido residual de carbono y cenizas metálicas tras la combustión es superior al del fuelóleo pesado, por lo que es necesario tratar los residuos tras la combustión.

Principio del Asfalto

El asfalto se obtiene por destilación del petróleo crudo y sus principales componentes son parafinas, naftenos e hidrocarburos aromáticos. El producto se mezcla con arena y áridos. Estas mezclas se calientan y se utilizan en estado líquido, pero se solidifican a temperatura ambiente, lo que dificulta la construcción.

Para reducir la viscosidad se utilizan unas sustancias llamadas emulsionantes. Las emulsiones asfálticas dispersan el asfalto en forma de partículas, lo que reduce su viscosidad y permite instalarlo a temperatura ambiente. Hay tres tipos de emulsionantes: emulsiones catiónicas/emulsiones aniónicas/emulsiones no iónicas, pero las emulsiones catiónicas son las más utilizadas actualmente.

El emulsionante utilizado cambia las propiedades, pero el relleno mezclado con el Asfaltos también influye en las propiedades. El relleno es un material pulverizado, como la piedra caliza. Se dice que la mezcla de relleno mejora la viscosidad.

Una mezcla de betún denso utilizada en una carretera típica tiene una composición de 55% de árido grueso, 35% de árido fino, 5% de relleno y 5% de betún. Se utiliza más árido grueso para una mayor permeabilidad y más árido fino para una menor permeabilidad. La composición puede modificarse para obtener las propiedades deseadas.

Otros Datos sobre el Asfalto

Problemas como Combustible

La utilización del asfalto como combustible plantea dos problemas principales, el desgaste y la contaminación de los equipos de los sistemas de combustión y la contaminación atmosférica por los gases de combustión. En cuanto a las impurezas del betún, éstas se deben a los diversos metales pesados y al contenido de azufre del betún.

De los diversos metales pesados, los compuestos de vanadio tienen un punto de fusión más bajo que otros óxidos metálicos, por lo que forman una niebla en el horno y se depositan. Los depósitos fundidos inhiben la transferencia de calor al tiempo que inducen la corrosión, lo que reduce el rendimiento de la caldera. Por ello, debe limpiarse con regularidad.

La mayor parte del contenido de azufre se gasifica en forma de óxidos de azufre. Como provocan contaminación atmosférica si se dejan tal cual, se necesitan equipos de desulfuración de gases de combustión o instalaciones de tratamiento de gases de combustión. Dependiendo de la cantidad de gases de combustión, pueden ser necesarias instalaciones a gran escala. En los últimos años, su uso como combustible se ha hecho cada vez más difícil debido a una normativa medioambiental más estricta y al aumento de los costes de mantenimiento de los equipos.