月: 2023年6月

¿Qué es el Xenón?

El xenón (en español: xenón) es un elemento de número atómico 54 y uno de los gases nobles del grupo de los 18 elementos.

Fue descubierto en 1898 y su nombre procede de la palabra griega xenos (gentilicio). Existen nueve isótopos naturales y se han obtenido isótopos radiactivos de forma artificial.

Existe como gas incoloro e inodoro a temperatura y presión normales, y también está presente en el aire en pequeñas cantidades. Químicamente, es un gas inerte muy estable.

Usos del Xenón

El xenón se utiliza en lámparas llenas de xenón porque emiten una luz muy parecida a la natural. Entre sus aplicaciones específicas se encuentran las lámparas de flash fotográfico, las lámparas de los faros y los faros de los automóviles.

También puede utilizarse como motor iónico, uno de los motores de los cohetes, para el control de la órbita de los satélites. Debido a sus elevadas propiedades de aislamiento térmico, también se utiliza en vidrios de doble acristalamiento.

En el campo farmacéutico, puede utilizarse como agente de contraste en los escáneres de tomografía computarizada gracias a su excelente difusión y solubilidad en el cuerpo humano y a su capacidad para impedir la penetración de las ondas electromagnéticas de alta energía de los rayos X. También se investigan sus propiedades anestésicas.

Propiedades del Xenón

El xenón tiene un punto de fusión de -111,9°C y un punto de ebullición de -108,1°C. Los electrones más externos de los gases nobles comunes tienen una estructura de cáscara cerrada y son prácticamente irreactivos. En cambio, el xenón está débilmente ligado debido a la distancia entre el núcleo y la capa más externa y al efecto de apantallamiento de otros electrones.

Por lo tanto, el xenón se ioniza más fácilmente que otros gases nobles debido a su energía de ionización relativamente baja. A continuación, reacciona con oxígeno y flúor altamente reactivos para producir óxidos y fluoruros.

Estructura del Xenón

El símbolo elemental del xenón es Xe. El xenón sólido tiene una estructura cúbica cara-centrada estable. La configuración electrónica es [Kr] 5s2 4d10 5p6.

De todos los elementos, el xenón es el segundo con mayor número de isótopos estables después del estaño. El xenón se cuenta como isótopo estable porque nunca se ha observado, aunque se puede predecir que se produzca una desintegración beta doble (E: double beta decay), por ejemplo, para 124Xe, 126Xe, 134Xe y 136Xe.

El xenón tiene más de 40 isótopos radiactivos conocidos: 129Xe se produce por la desintegración beta de 129I, 131mXe, 133Xe, 133mXe y 135Xe por la reacción de fisión de 235U y 239Pu, por lo que puede utilizarse como indicador de explosión nuclear.

Más Información sobre el Xenón

1. Purificación del Xenón

El xenón no se purifica únicamente a partir del aire. Se recupera como subproducto de la destilación fraccionada del aire licuado por expansión adiabática mediante el efecto Joule-thomson utilizando grandes unidades de separación de aire durante la producción de oxígeno líquido, nitrógeno líquido y argón líquido.

2. Compuestos de Xenón

El hexafluoroplatinato de xenón se sintetizó en 1962 como el primer compuesto de gas noble con enlaces químicos. Su fórmula química es XePtF6. También pueden sintetizarse otros haluros, como el difluoruro de xenón (XeF2), el tetrafluoruro de xenón (XeF4) y el hexafluoruro de xenón (XeF6). Sin embargo, todos los fluoruros se hidrolizan fácilmente con agua.

La reacción del tetrafluoruro de xenón o del hexafluoruro de xenón con agua produce el óxido trióxido de xenón (XeO3). El trióxido de xenón tiene una estructura piramidal triangular y es un compuesto explosivo. En condiciones alcalinas, se desproporciona a Xe0 y XeVIII. Además, la reacción del hexafluoruro de xenón con cuarzo (SiO2) produce óxido de tetrafluoruro de xenón (XeOF4).

La mezcla de C6F5BF2 y XeF4 en diclorometano permite la síntesis del compuesto órgano-xenón [C6F5XeF2]+[BF4]-.

¿Qué es el Isobuteno?

El isobuteno es un hidrocarburo con fórmula química C4H8 y cuatro átomos de carbono en forma ramificada.

También se denomina isobutileno o 2-metilpropeno. Es uno de los tres isómeros del buteno y el más reactivo químicamente de todos. Por ello, es una de las materias primas más importantes de la petroquímica.

El isobuteno es extremadamente inflamable y produce una mezcla explosiva con el aire. Es una sustancia peligrosa y debe manipularse y gestionarse con cuidado.

Usos del Isobuteno

En el sector petroquímico, el isobuteno se utiliza ampliamente como intermedio sintético.

La adición de isobuteno al metanol o al etanol puede producir “metil tert-butil éter” y “etil tert-butil éter”, que se utilizan como aditivos de la gasolina. La alquilación del isobuteno produce isooctano, que se añade a la gasolina.

Además, el isobuteno también se utiliza en la fabricación de resinas sintéticas, cauchos sintéticos y diversos plásticos.

Propiedades del Isobuteno

El isobuteno tiene un punto de fusión de -140,3°C y un punto de ebullición de -6,9°C. Existe como gas incoloro a temperatura y presión normales. Es altamente inflamable y explosivo. Su punto de ignición es de 465°C y es insoluble en agua.

Estructura del Isobuteno

El isobuteno tiene una estructura formada por dos grupos metilo unidos a un átomo de carbono del etileno. Su fórmula específica es CH2=C(CH3)2. Su masa molar es de 56,11 g/mol y su densidad de 0,5879 g/cm3.

Los isómeros estructurales del isobuteno son el 1-buteno y el 2-buteno; el 2-buteno tiene isómeros geométricos, el cis-2-buteno y el trans-2-buteno. Debido al pequeño tamaño molecular del isobuteno, puede separarse por métodos físicos o químicos.

Más Información sobre el Isobuteno

1. Producción de Isobuteno

Los butenos se producen por craqueo catalítico como subproducto del etileno y el propileno, con un peso total inferior al 10% de fracción C4. La fracción después de la recuperación del butadieno es principalmente isobuteno, en torno al 40 %. El resto es 1-buteno en más del 20 % y 2-buteno en más del 20 %, con una mezcla de n-butano e isobutano. Sin embargo, las proporciones de formación de los componentes varían con el ajuste del craqueo catalítico.

2. Síntesis del Isobuteno

El isobuteno puede aislarse por reacción con ácido sulfúrico en corrientes de refino de petróleo; también puede producirse por deshidratación de alcohol terc-butílico y deshidrogenación catalítica de isobutano. También puede sintetizarse a partir de acetona, celulosa y xilosa.

El isobuteno también se produce como subproducto de la etenólisis del diisobutileno durante la síntesis del neohexeno.

3. Reacciones del Isobuteno

El isobuteno puede utilizarse como materia prima para la metacroleína. Cuando se añade metanol o etanol al isobuteno, se forma metil tert-butil éter o etil tert-butil éter. Comercialmente, la terc-butilamina se produce por aminación de isobutileno catalizada por zeolita.

El isooctano puede sintetizarse por alquilación del isobuteno. La reacción de Friedel-Crafts con fenol o 4-metoxifenol produce dibutilhidroxitolueno y butilhidroxianisol a partir de isobuteno.

El poliisobutileno puede producirse por polimerización del isobuteno. El caucho butílico es un copolímero de isopreno e isobuteno.

¿Qué es el Ácido Oxálico?

El ácido oxálico es un ácido dicarboxílico con una estructura formada por dos átomos de carbono unidos directamente por un grupo carboxi.

Denominado ácido etanodioico en la nomenclatura IUPAC, se encuentra en forma de sal y está muy extendido en las plantas. El ácido oxálico puede producirse a partir de hidróxido de sodio y monóxido de carbono mediante formiato de sodio, convertido en sales de calcio y reaccionado después con ácido sulfúrico.

También puede producirse oxidando etilenglicol o glioxal utilizando, por ejemplo, dicromato potásico.

Usos del Ácido Oxálico

El ácido oxálico se utiliza en muchos campos como materia prima para tintes, como agente blanqueador de paja de trigo, algodón, etc. y como materia prima para diversos productos químicos.

1. Productos Alimenticios

En la industria alimentaria, puede utilizarse en la producción de jarabe de glucosa y en el refinado de aceites vegetales.

2. Sector Médico

En el campo farmacéutico, se utiliza en la producción de sulfamidas persistentes, oxalato de cerio, preparados de aminoácidos, alfacetoácidos, etc.

3. Sector de la Transformación de Metales

Además, también pueden utilizarse ampliamente en el campo del procesamiento de metales. Algunos ejemplos son el pulido químico y el decapado (limpieza ácida), la limpieza de vehículos y barcos, la limpieza de radiadores (eliminación de óxido y efecto desincrustante), los lubricantes de embutición en frío para acero inoxidable, el anodizado y el refinado de tierras raras.

La disponibilidad de cristales puros de dihidrato de ácido oxálico se utiliza como material de referencia para valoraciones ácido-álcali y valoraciones redox.

Propiedades del Ácido Oxálico

El ácido oxálico es muy soluble en agua fría y etanol y también se disuelve bien en agua caliente. Es menos soluble en disolventes orgánicos como el éter. Como ácido carboxílico, es una sustancia muy ácida.

En solución acuosa, el grupo carboxilo se ioniza y actúa como un ácido divalente. Aunque a menudo se clasifica como ácido débil, es más fuerte que, por ejemplo, el ácido fosfórico: en una solución acuosa de 0,1 mol/dm3, la primera etapa de ionización es tan grande como 0,6 aproximadamente.

Cuando se calienta, el anhídrido del ácido oxálico se descompone a 189,5 °C para producir monóxido de carbono, dióxido de carbono y ácido fórmico. Mediante condiciones como la mezcla con ácido sulfúrico, el ácido fórmico resultante se descompone para liberar agua y monóxido de carbono.

El ácido fórmico es un compuesto higroscópico. Cuando se deja en aire húmedo, se forma dihidrato, y el dihidrato también precipita en solución acuosa. Cuando se coloca en un desecador con pentóxido de difósforo o se calienta a 100°C, el dihidrato del ácido oxálico pierde su agua cristalina y se convierte en una sustancia anhidra.

Estructura del Ácido Oxálico

Como ácido dicarboxílico, es el compuesto con la estructura más simple. La fórmula estructural está representada por HOOC-COOH.

El ion oxalato de hidrógeno (H(COO)2-) producido por la disociación en el primer paso del ácido oxálico es un anión univalente. La disociación de segundo paso produce el anión divalente, el ion ácido oxálico ((COO)22-).

El ion ácido oxálico es planar y el enlace carbono-carbono es enlace simple. El enlace carbono-oxígeno es resonante y tiene propiedades intermedias entre los enlaces simples y dobles.

Otra Información sobre el Ácido Oxálico

1. Compuestos que Contienen Iones de Ácido Oxálico

Existen oxalatos, que son cristales iónicos que contienen iones de ácido oxálico, y oxalatos de hidrógeno, que son sales ácidas que contienen iones de oxalato de hidrógeno.

Las sales de metales alcalinos, las sales de aluminio, las sales de amonio, las sales de hierro (III) y otros oxalatos son solubles en agua. Muchos oxalatos, como las sales de metales alcalinotérreos, son insolubles. Las soluciones acuosas de sales de hierro (III) se descomponen gradualmente para depositar oxalato de hierro (II) (FeC2O4), mientras que las sales de plata se descomponen explosivamente al calentarse.

2. El Ácido Oxálico en la Naturaleza

El ácido oxálico abunda en las plantas. En caracteres chinos, el ácido oxálico se escribe como “ácido oxálico”. Concretamente, las sales hidrosolubles del ácido oxálico, como el oxalato ácido de sodio, se encuentran en plantas de las familias Tadaceae, Katavaceae y Acacaceae.

Por otro lado, las plantas de la familia del taro contienen furoato insoluble como el furoato cálcico. La razón por la que el ñame elaborado a partir del rizoma de la planta del taro pica en la piel es que los cristales en forma de aguja del hidroperóxido de calcio perforan la piel y la irritan.

¿Qué es el Apantallador Electromagnético?

El apantallador electromagnético es un material utilizado para reducir o evitar las radiaciones electromagnéticas.

Este concepto se denomina control del ruido o medidas CEM. Los materiales utilizados como apantallador electromagnético  también se conocen como materiales de apantallamiento. Las ondas electromagnéticas son generadas por una amplia gama de equipos en nuestra vida cotidiana.

Por ejemplo, los teléfonos móviles son uno de los aparatos más familiares que podemos encontrar. Los teléfonos móviles se comunican a través de sus antenas incorporadas y estaciones base emitiendo ondas electromagnéticas llamadas ondas de radio, que se encuentran en la gama de frecuencias de 800 gigahercios a 2 gigahercios, conocidas como microondas.

De hecho, como las ondas electromagnéticas existen en varias longitudes de onda, las ondas electromagnéticas se generan cuando se enchufa un enchufe a una toma eléctrica. El material utilizado para controlar dichas ondas electromagnéticas de modo que no interfieran entre sí es el apantallador electromagnético.

Principio del Apantallador Electromagnético

En general, el apantallador electromagnético reduce los efectos de las ondas electromagnéticas reflejándolas. Existen dos tipos de métodos de apantallador electromagnético para plásticos, por ejemplo, el tratamiento superficial y los métodos combinados.

Los métodos de tratamiento de superficies incluyen la aplicación de pinturas conductoras (plata, níquel o cobre) o chapado (cobre, níquel o cromo), evaporación al vacío, pulverización catódica, chapado iónico y pulverización metálica.

Los métodos compuestos incluyen fibras de vidrio y carbono, fibras metálicas, escamas y polvos metálicos, y el sistema de mezclar cargas conductoras con plásticos para obtener conductividad eléctrica y propiedades de apantallamiento.

¿Cómo Elegir un Apantallador Electromagnético?

Lo que hay que saber para elegir un apantallador electromagnético es la composición y las propiedades de las ondas electromagnéticas.

A grandes rasgos, las ondas electromagnéticas se clasifican en “radiación”, “luz”, “ondas de radio” y “campos electromagnéticos”, con otras subdivisiones.

Por ejemplo, la radiación se subdivide en “rayos gamma” y “rayos X”. Las frecuencias y longitudes de onda de cada una de ellas son diferentes y deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar un escudo electromagnético.

Más Información sobre el Apantallador Electromagnético

1. Usos del Apantallador Electromagnético

Existen dos tipos de apantalladores: apantallantadores electromagnéticos y los apantallantadores magnéticos. Como las ondas de radio y el magnetismo tienen propiedades diferentes, los métodos para reducirlos o evitarlos también son diferentes.

Apantallamientos Electromagnéticos
Los apantalladores electromagnéticos evitan la intrusión o fuga de ondas de radio encerrando el espacio objetivo con materiales conductores que reflejan las ondas de radio.

Esto significa que se construye una capa de apantallamiento para bloquear las ondas de radio en la superficie de la pared. Las ventanas y puertas se evitan instalando cristales blindados o puertas blindadas con escudos. Las aberturas de ventilación pueden solucionarse instalando filtros especiales.

Sin embargo, si existen huecos entre los materiales, pueden producirse penetraciones o fugas de ondas de radio. Cabe señalar que el apantallador electromagnético es una tecnología que refleja las ondas de radio en la superficie de las superficies y materiales instalados, de modo que las ondas reflejadas no se atenúan.

Apantallamientos Magnéticos
El apantallador magnético es una tecnología que utiliza materiales magnéticos como el hierro para sellar el espacio que se desea bloquear, desviando así el magnetismo e impidiendo su entrada. Se utiliza en plantas de semiconductores muy afectadas por el magnetismo y en hospitales que manejan dispositivos que generan magnetismo.

En el apantallador electromagnético, se impedía la intrusión o fuga de ondas de radio reflejándolas. El apantallador magnético, por su parte, impide el magnetismo induciendo magnetismo en el interior de materiales magnéticos.

2. Absorción de Ondas Electromagnéticas

Los apantalladores magnéticos no sólo reflejan las ondas electromagnéticas, sino que también las absorben, impidiendo o evitando así las ondas electromagnéticas. Los métodos específicos incluyen:

La absorción de ondas electromagnéticas mediante apantallador magnético, consiste en atenuar la energía de las ondas electromagnéticas dejándolas pasar a través de su interior. Generalmente, los Apantallantadores magnéticos consisten en una sustancia denominada medio con pérdidas. Este material consume las ondas electromagnéticas en forma de calor y atenúa la intensidad de las ondas electromagnéticas.

Por otro lado, cuando las ondas electromagnéticas son absorbidas, se utiliza un material denominado absorbente de ondas electromagnéticas. Normalmente, cuando las ondas electromagnéticas entran en un medio con pérdidas, algunas de ellas no atraviesan el material y se reflejan, por lo que se utilizan absorbedores de ondas electromagnéticas o materiales similares.

Este método se utiliza para los absorbedores de ondas electromagnéticas en forma de pirámide. Los absorbedores de ondas electromagnéticas piramidales requieren una mayor distancia de profundidad y, por tanto, son mucho más gruesos, pero pueden absorber completamente las ondas electromagnéticas independientemente de la frecuencia.

3. Eficacia del Apantallamiento Electromagnético

El apantallador electromagnético se evalúa cuantitativamente, generalmente mediante el valor numérico SE (Shielding Effectiveness).

La eficacia del apantallador se calcula a partir de la atenuación de las ondas electromagnéticas, generalmente mediante la siguiente fórmula:

Fórmula de Scherkunov
SE (Eficacia de apantallamiento) = R (Pérdida por reflexión) + A (Pérdida por atenuación) + B (Término de reflexión múltiple)

En este enfoque, la intensidad de campo eléctrico o magnético en un único punto de un espacio se establece como referencia cuando no hay material de apantallamiento instalado, y la eficacia del apantallamiento se define a partir de los valores de la intensidad de campo eléctrico y magnético en el mismo espacio después de instalar el material de apantallamiento.

La elección de la relación entre los campos eléctrico y magnético depende del objeto que emite la radiación electromagnética.

4. Campos Electromagnéticos

Los campos electromagnéticos están presentes en las líneas de transmisión y distribución de energía y en los electrodomésticos. El término campo electromagnético se refiere al fenómeno combinado de campos eléctricos y magnéticos.

Un campo eléctrico es un voltaje que se aplica. Cuando uno se frota la cabeza con una base, el pelo se eriza, que es el estado en el que se genera un campo eléctrico.

Un campo magnético es un espacio en el que actúa el magnetismo, y si se envuelve un imán con arena de hierro u otro material, se genera una hermosa línea, como si se hubiera dibujado un arco. Este fenómeno es el estado en el que se genera un campo magnético.

Principio de los Campos Electromagnéticos
En primer lugar, se genera un campo eléctrico cuando se conecta un enchufe a una toma de corriente y se aplica tensión al cable. En segundo lugar, al encender el producto al que está conectado el cable, fluye una corriente eléctrica a través del cable, lo que también genera un campo magnético.

Ambos fenómenos dan lugar a la generación de campos electromagnéticos. Para evitar las interferencias electromagnéticas causadas por estos fenómenos, es necesario considerar el uso de pintura de apantallamiento u hormigón con efecto de apantallamiento.

Además, también existen películas que pueden seleccionar frecuencias para producir apantallamiento electromagnético. En los últimos años, también se han desarrollado tecnologías para que el apantallador magnético, que solía ser cerrado, sea más eficaz que nunca con menos material mediante la instalación de tiras abiertas de material de apantallamiento a intervalos iguales.

¿Qué es un Disipador de Calor?

El disipador de calor es un componente utilizado para disipar el calor generado por equipos y sistemas electrónicos. Componentes como condensadores, diodos y transistores, comúnmente utilizados en placas de circuitos electrónicos, generan calor cuando están en funcionamiento y pueden afectarse mutuamente. Para evitar que este calor dañe los componentes y el sistema en general, se utilizan disipadores de calor.

Usos de los Disipadores de Calor

Los disipadores de calor se utilizan principalmente en la industria de componentes electrónicos. Existen diferentes métodos y tecnologías utilizadas para disipar el calor en función del tamaño y las características del equipo. Algunos de ellos son:

1. Materiales conductores térmicos (TIM)

Los materiales conductores térmicos, conocidos como TIM (Thermal Interface Materials), se utilizan para disipar el calor generado en el interior de un dispositivo. Estos materiales se colocan entre los componentes para mejorar la transferencia de calor y reducir la resistencia térmica. Ejemplos de TIM son el nitruro de boro, el nitruro de aluminio, la alúmina y el carbono.

2. Disipadores de Calor

Los disipadores de calor también se denominan disipadores térmicos. Un disipador de calor es un producto de disipación de calor muy eficaz que consiste en una placa llamada aleta con una gran superficie en forma de fuelle o de pez espada. Sin embargo, requieren una gran superficie y sólo pueden instalarse en un número limitado de lugares.

Tipos de Disipadores de Calor

Existen varios tipos de disipadores de calor utilizados en función de las necesidades y características del equipo. Algunos ejemplos son:

1. Tubos de calor

Los tubos de calor están hechos de metales como el cobre y contienen un fluido de trabajo (gas o agua) en su interior. El calor latente de evaporación del fluido de trabajo se utiliza para transportar y disipar calor. Generalmente requieren poco mantenimiento y se utilizan en ordenadores, equipos electrónicos, automóviles, subestaciones, etc.

2. Cámaras de vapor

Las cámaras de vapor son versiones más delgadas y pequeñas de los tubos de calor. El principio es el mismo que el de los tubos de calor. Como el producto sólo tiene unos 200 micrómetros de grosor, se espera que encuentre aplicaciones en dispositivos electrónicos (por ejemplo, smartphones y gafas inteligentes).

3. Revestimientos de Disipadores de Calor

Los recubrimientos disipadores de calor se refieren principalmente a productos desarrollados mediante la incorporación del mecanismo de la radiación térmica. Se trata de un mecanismo por el que el calor se disipa irradiándolo en forma de ondas electromagnéticas, en lugar de por la eficacia de conducción térmica de la película de revestimiento. Se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, como motores, productos relacionados con los gases de escape, iluminación y disipadores de calor.

4. Ventiladores de Disipación de Calor

Los ventiladores de disipación de calor envían un flujo de aire a través de la rotación de una serie de hélices. El calor se disipa mediante el método de refrigeración por aire forzado, en el que se genera un flujo de aire forzado para enfriar el sistema. Se utilizan principalmente en ordenadores, servidores, fuentes de alimentación y cuadros eléctricos.

5 Grasa Disipadora de Calor

La grasa disipadora de calor tiene una viscosidad moderada y mejora la conductividad térmica cuando se aplica. También tiene el efecto de reducir la resistencia térmica y también se conoce como grasa para CPU. Disipa el calor generado por los dispositivos semiconductores transfiriéndolo a disipadores de calor y otros dispositivos.

Más información sobre los Disipadores de Calor

Diseño de componentes Disipadores de Calor

Los componentes disipadores de calor se fabrican utilizando diseños óptimos para el equipo que requiere contramedidas térmicas, ya que en la fase de diseño se simulan la generación total de calor del equipo, las temperaturas permitidas, las restricciones debidas a las dimensiones y las condiciones ambientales de instalación.

Por ejemplo, en los componentes de automoción, el calor se disipa utilizando piezas metálicas y molduras de plástico, pero hay muchos otros dispositivos electrónicos a bordo, que reciben y transmiten ondas de radio entre sí. Para evitar interferencias entre dispositivos, se seleccionan y diseñan productos conformes con la CEM (que no interfieren en la recepción o transmisión de ondas de radio).

¿Qué son los Equipos de Ensayo?

Los equipos de ensayo se utilizan para probar las propiedades y características físicas de productos y componentes en diversas industrias, y los objetos y elementos de ensayo varían de una industria a otra. Por ejemplo, “pruebas de rendimiento”, “pruebas de durabilidad”, “pruebas destructivas”, etc. Los elementos y equipos de prueba utilizados vienen determinados por la forma, las especificaciones, los valores objetivo y la precisión requerida de los productos que se van a fabricar.

El tamaño de los equipos varía en función del contenido de la prueba: algunos de los más grandes utilizan toda la sala en la que se realiza la prueba como instalación de pruebas, mientras que otros son lo suficientemente grandes como para realizar una serie de pruebas en un solo lugar. Hay una gran variedad de equipos de ensayo, y las especificaciones de los propios equipos de ensayo pueden cambiar en función de la forma de la muestra que se vaya a ensayar y de la precisión requerida, por lo que las exposiciones se celebran para cada industria como lugar de negociaciones comerciales y de presentación de nuevos productos. Como estos equipos de ensayo suelen ser un activo fijo, se define la vida útil de cada tipo de equipo.

Equipos de Ensayo en la exploración espacial

A continuación se presenta un ejemplo de equipos de ensayo para el desarrollo espacial. El espacio es un entorno duro con vacío, temperaturas criogénicas, ingravidez y altos niveles de radiación, y también es difícil de mantener, por lo que se requiere una gran durabilidad. Si las piezas pequeñas se desprenden o se rompen por falta de durabilidad y se lanzan al espacio, se convierten en basura espacial y giran alrededor de la Tierra a gran velocidad, lo que puede provocar accidentes graves. Por ello, se requieren diversas pruebas de durabilidad para las piezas y equipos relacionados con la exploración espacial.

Por ejemplo, en los equipos de ensayo de vacío térmico, las pruebas se realizan en un entorno térmico que simula el espacio exterior. Como el espacio es un vacío y no hay convección de aire, la diferencia de temperatura entre el lado iluminado por el sol y el reverso de un satélite es grande. Los equipos de ensayo de vacío térmico se utilizan para reproducir ese entorno.

Equipos de Ensayo CEM

Los dispositivos electrónicos pueden experimentar disfunciones debido a la exposición a diversas ondas electromagnéticas, por lo tanto, resulta imperativo realizar una confirmación exhaustiva de su correcto funcionamiento y asegurarse de que no haya ningún fallo derivado de la irradiación electromagnética antes de proceder a su comercialización. Estas pruebas, conocidas como pruebas de Compatibilidad Electromagnética (CEM), requieren la utilización de equipos especializados, como una cámara anecoica, de gran tamaño.

Una cámara anecoica para equipos de ensayo CEM debe cumplir los siguientes requisitos: que no entren ondas electromagnéticas desde el exterior, que no se filtren ondas electromagnéticas al exterior y que no se reflejen ondas electromagnéticas en el interior. Por este motivo, el exterior de la sala se cubre con placas metálicas, mientras que en el interior se coloca un absorbedor de ondas de radio para evitar la reflexión de las ondas electromagnéticas en el interior. En estas cámaras anecoicas se prueban productos que utilizan ondas electromagnéticas, como antenas y equipos de radio.

Exposiciones sobre Equipos de Ensayo

Los equipos de ensayo varían de un sector a otro, y las especificaciones de los equipos pueden modificarse en función de los elementos de ensayo, la forma de las muestras y otros factores. Por este motivo, se celebran exposiciones de equipos de ensayo y sesiones informativas para los fabricantes de equipos de cada industria.

Por ejemplo, los ensayos de materiales y productos químicos requieren equipos de ensayo como microscopios electrónicos y resonancia magnética nuclear (RMN). 

Vida útil de los Equipos de Ensayo

Los equipos de ensayo suelen ser caros de instalar y a menudo entran en la categoría de activos fijos. El inmovilizado está sujeto al impuesto sobre bienes inmuebles y la vida útil se define para cada equipo de ensayo. La vida útil de los activos para investigación y desarrollo difiere de los activos para otros usos, teniendo los activos para investigación y desarrollo una vida útil más corta y mayores costes de depreciación.

Por ejemplo, en el uso de investigación y desarrollo, la vida útil de los edificios y accesorios, como las cámaras anecoicas, se fija en cinco años, mientras que la vida útil de los instrumentos y accesorios, como los equipos de medición y cálculo, se fija en cuatro años. No obstante, es aconsejable consultar con la oficina tributaria competente para determinar si los activos individuales entran dentro del uso de investigación y desarrollo y, en caso afirmativo, de qué tipo.

¿Qué es el Óxido de Boro en Polvo?

El óxido de boro en polvo es un compuesto que consiste en una combinación de boro y oxígeno. Existen varios tipos de óxido de boro, como B2O2, B4O3 y B4O5, pero cuando se menciona el óxido de boro en polvo, generalmente se refiere al trióxido de boro con la fórmula química B2O3. También se conoce como trióxido de boro en polvo, trióxido de diboro y ácido bórico anhidro.

Este compuesto es incoloro, no cristalino y higroscópico. Según la Ley de Salud y Seguridad en el Trabajo, se clasifica como una sustancia peligrosa y tóxica que requiere ser etiquetada o notificada por su nombre. Además, según la Ley de Promoción de la Gestión de Sustancias Químicas (Ley PRTR), se clasifica como una sustancia química designada de Clase 1.

Usos del Óxido de Boro en Polvo

El óxido de boro en polvo se utiliza en diversas aplicaciones industriales. Por ejemplo, se utiliza como fundente y agente de limpieza en la fabricación de tubos de ensayo, vidrio óptico y otros vidrios especiales. Esto se debe a que el óxido de boro en polvo ofrece ventajas como un punto de fusión más bajo, una mayor resistencia térmica y mecánica, y una mayor resistencia al agua y a los productos químicos.

Además, cuando se combina con pequeñas cantidades de nitruro de boro, el óxido de boro en polvo se utiliza como aglutinante en la fabricación de cerámica. También se emplea como catalizador en diversas aplicaciones, como en la reacción y síntesis de compuestos orgánicos, así como en la producción de ladrillos refractarios.

Propiedades del Óxido de Boro en Polvo

El peso molecular del óxido de boro en polvo es de 69,62 y su número CAS es 1303-86-2. Su punto de fusión es de unos 450 °C y su punto de ebullición de unos 1860 °C. Su gravedad específica es de 2,46 para los cristales y de 1,8 para los no cristales. Se obtiene por deshidratación del ácido bórico (B(OH)₃). El ácido bórico (ácido ortobórico) se obtiene tratando el bórax con ácido sulfúrico. El bórax es tetraborato sódico (Na₂B₄O₇) decahidratado.

Otros Datos sobre el Óxido de Boro en Polvo

1. Óxido de Boro en Polvo como Materia Prima para el Vidrio

Vidrio de borosilicato
Los vidrios fabricados a partir de óxido de boro en polvo y dióxido de silicio se conocen como vidrios de borosilicato. Al igual que el silicio, el boro se combina con el oxígeno para formar redes. Los vidrios de borosilicato, que no contienen componentes alcalinos y contienen alúmina (Al₂O₃), se utilizan como vidrio de sustrato para paneles de cristal líquido.

Vidrio poroso
El óxido de boro en polvo también se utiliza en la producción de vidrio poroso. En la producción de vidrio poroso, se lleva a cabo un tratamiento térmico en el vidrio de la composición adecuada consistente en SiO₂-B₂O₃-Na₂O para separar la fase SiO₂ de la fase B₂O₃-Na₂O. El tratamiento ácido lixivia la fase B₂O₃-Na₂O y da lugar a un vidrio poroso con una columna vertebral de SiO₂. Para obtener vidrios porosos, es necesario utilizar la composición y el tratamiento térmico adecuados, y que se produzca una fase fraccionaria debida a la descomposición espinodal.

2. Síntesis de cerámicas sin Óxido de Boro en Polvo

Un método para la síntesis de polvos cerámicos sin óxido que contienen boro es la reducción térmica del carbono del óxido de boro en polvo. Este método puede utilizarse para obtener, por ejemplo, carburo de boro (B₄C), nitruro de boro (BN) y hexaboruro de lantano (LaB₆). Al tratarse de una reacción en fase sólida y endotérmica, requiere altas temperaturas.

3. Minerales que contienen Óxido de Boro en Polvo

Además del bórax, las menas que contienen componentes de óxido de boro en polvo son las siguientes. Cada uno de ellos contiene óxido de boro en polvo en diferentes proporciones.

• Caernstone (Na₂O, 2B₂O₃, 4H₂O)
• Borita de ceniza de carbón (Na₂O, 2B₂O₃ 10H₂O)
• Borita de ceniza (Colemanita) (Na₂O, 2CaO, 5B₂O₃, 16H₂O)
• Borita (B₂O₃, 3H₂O)
• Borita (5MgO, MgCl₂, 7B₂O₃)
• Piedra Van der Ma (5CaO, 6B₂O₃, 6H₂O)
• Hidroborosita (CaO, MgO, 3B₂O₃, 6H₂O)
• Kotoishi (3MgO-B₂O₃)
• Piedra Dumbry (CaO-B₂O₃)
• Piedra Cyberi (5MgO, 2B₂O₃, 1,5H₂O)
• Piedra Rood-Bigg (3MgO, B₂O₃, FeO, Fe₂O₃)

El ácido bórico obtenido haciendo reaccionar estos minerales con ácido clorhídrico puede calentarse por encima de 413 K para obtener óxido de boro en polvo. El boro amorfo puede obtenerse añadiendo magnesio al óxido de boro en polvo y calentándolo a unos 1273 K. Para obtener boro amorfo de mayor pureza, el cloruro de boro (BCl₃) se obtiene haciendo reaccionar cloro y óxido de boro en polvo con carbono como activador, y calentando después por encima de 1273 K con flujo de hidrógeno.