月: 2023年7月

¿Qué son los Equipos de Producción de Hidrógeno?

Los equipos destinados a la producción de hidrógeno son dispositivos capaces de generar este elemento.

El hidrógeno, un elemento naturalmente presente en abundancia en la Tierra, se caracteriza por ser un gas liviano, incoloro e inodoro. Su producción comúnmente se lleva a cabo a partir del agua, y está ganando atención como una fuente de energía amigable con el medio ambiente. Los equipos de producción de hidrógeno representan una tecnología desarrollada con el propósito de generar hidrógeno de manera eficiente.

Existen dos métodos fundamentales para llevar a cabo esta producción. El primero de ellos implica el reformado por vapor de gas licuado de petróleo (LP) u otros gases similares. Aunque también es posible utilizar combustibles fósiles como el lignito o hidrocarburos como el metano como materias primas, en la práctica, el gas licuado de petróleo (LP) se emplea como materia prima en los equipos de producción de hidrógeno.

El segundo método se conoce como electrólisis del agua, proceso en el cual se descompone el agua alcalina mediante electrólisis. Para lograr la alcalinidad del agua, se suele agregar hidróxido de potasio o hidróxido de sodio.

Usos de los Equipos de Producción de Hidrógeno

El hidrógeno producido por los equipos de producción de hidrógeno se utiliza en diversas aplicaciones. Los principales usos son

1. Pilas de Combustible

Las pilas de combustible, que producen electricidad mediante una reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno, se utilizan en una amplia gama de campos, incluida la generación de energía para automóviles y hogares. Los sistemas de cogeneración domésticos, como ENEFARM, utilizan hidrógeno como combustible y la pila de combustible genera electricidad.

Para producir hidrógeno, el combustible de este sistema de cogeneración, se produce hidrógeno a partir de gas ciudad mediante reformado con vapor en el equipo.

2. Aplicaciones Industriales

El hidrógeno se utiliza como materia prima y agente reductor en las industrias química y siderúrgica. El hidrógeno se utiliza como agente reductor en la producción de vidrio y el procesamiento de metales, por lo que los equipos de producción de hidrógeno también se utilizan en estas aplicaciones.

3. Combustible para Cohetes

El hidrógeno también se utiliza como combustible para cohetes en estado líquido.

Principios de los Equipos de Producción de Hidrógeno

1. Método de Reformado con Vapor

El agua y los hidrocarburos reaccionan rociando vapor a alta temperatura sobre los hidrocarburos, dando lugar a hidrógeno como gas tras la reacción. El carbono de los hidrocarburos se combina con el oxígeno del agua para formar monóxido de carbono, de modo que el hidrógeno molecular se separa tanto de los hidrocarburos como del agua.

2. Método de Electrólisis

La reacción de electrólisis se inicia colocando dos electrodos en un líquido alcalino y aplicando un voltaje a ambos electrodos. Se produce hidrógeno a partir del cátodo y oxígeno a partir del ánodo.

El agua pura no contiene iones, por lo que es muy difícil que fluya la corriente eléctrica, así que se añade el electrolito hidróxido de sodio. Con el hidróxido de sodio, el agua se electroliza simplemente con el hidrógeno del cátodo y el oxígeno del ánodo, y la electrólisis puede continuar sin necesidad de añadir hidróxido de sodio.

Tipos de Equipos de Producción de Hidrógeno

Existen varios tipos de equipos de producción de hidrógeno. Se utilizan de forma diferente en función de sus características y aplicaciones respectivas.

1. Reformadores de Vapor

Estos equipos de producción de hidrógeno utilizan gas natural o petróleo para reaccionar con estos combustibles fósiles y vapor para extraer hidrógeno. Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce con este método. Las ventajas son que es eficiente y produce grandes cantidades de hidrógeno, pero tiene un impacto medioambiental porque utiliza combustibles fósiles.

2. Unidades de Electrólisis

Los equipos de producción de hidrógeno utilizan el principio de la electrólisis para producir hidrógeno dividiendo el agua con electricidad. Se considera que este dispositivo tiene un bajo impacto medioambiental, ya que puede utilizar electricidad procedente de fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente (por ejemplo, energía solar y eólica). Sin embargo, existen problemas de eficiencia y de escala, por lo que es necesario introducir mejoras.

Más Información sobre Equipos de Producción de Hidrógeno

1. Equipos de Producción de Hidrógeno a partir de Fuentes de Energía Renovables

El uso de la energía del hidrógeno se está introduciendo a nivel nacional e internacional, principalmente en el sector energético, como una iniciativa hacia la futura descarbonización, y se espera que su uso aumente en el futuro, ya que en diciembre de 2017, el Gobierno formuló una estrategia básica del hidrógeno y el país en su conjunto está ampliando sus esfuerzos para hacer realidad una sociedad del hidrógeno.

Como parte de las futuras medidas energéticas, se espera que la electricidad procedente de fuentes de energía renovables (por ejemplo, energía solar, eólica y geotérmica) se utilice para extraer hidrógeno puro. Ya se han desarrollado tecnologías para producir hidrógeno por electrólisis alcalina del agua utilizando la luz solar, por ejemplo, y están orientadas al desarrollo de pilas de combustible para vehículos de hidrógeno, etc.

2. Equipos de Producción de Hidrógeno Utilizados en las Refinerías

El hidrógeno es una parte esencial del refinado del petróleo en las refinerías actuales. En el proceso de refinado del petróleo, el hidrógeno se utiliza en un proceso denominado desulfuración, que elimina el contenido de azufre de las materias primas y los productos.

También es útil en las unidades de hidrocraqueo, que utilizan gas hidrógeno en reacciones catalíticas para producir petróleo de alta calidad y otros productos. El hidrógeno se utiliza en grandes cantidades, sobre todo en el proceso de refinado del petróleo pesado, por lo que el hidrógeno producido como subproducto de diversos procesos industriales (hidrógeno subproducto) por sí solo es insuficiente, por lo que las refinerías de petróleo suelen estar equipadas con unidades de producción de hidrógeno.

Existen dos métodos de producción de hidrógeno a partir de hidrocarburos: el reformado con vapor, en el que se produce una reacción termoquímica a partir de vapor sobre un catalizador, y la oxidación parcial, en la que la reacción se produce sin catalizador.

¿Qué es una Bola de Resina?

El término “bolas de resina”, también conocidas como “bolas de plástico”, hace referencia a objetos esféricos fabricados utilizando resinas, las cuales son compuestos de alto peso molecular como el poliuretano, el poliéster y el acrílico.

Estas esferas encuentran una amplia variedad de aplicaciones que abarcan desde objetos de uso cotidiano hasta componentes cruciales en maquinaria médica e industrial. Su tamaño puede variar, con diámetros que van desde unos pocos milímetros hasta varios centímetros, en función de la aplicación específica.

Los plásticos se fabrican a partir de una gran variedad de materiales y existen muchos tipos diferentes de bolas de resina que se adaptan a distintos fines y aplicaciones, en función de las características de cada material plástico.

Usos de las Bolas de Resina

Debido a su alta permeabilidad, las bolas de resina acrílica se utilizan para decoración, lentes de bola, juguetes, consolas de juegos y otros objetos de nuestro entorno. En equipos médicos e industriales, son importantes cojinetes para piezas giratorias y reciprocantes de máquinas, conocidas como rodamientos, y válvulas como las de seguridad y retención en tuberías de líquidos y gases.

Gracias a su aislamiento y resistencia a la abrasión, las bolas de resina son especialmente eficaces en entornos especiales, como en equipos médicos en los que no deben aplicarse fuerzas eléctricas o magnéticas, en los que no pueden utilizarse piezas metálicas o en los que deben emplearse en productos químicos (ácidos, álcalis, disolventes orgánicos, etc.).

Principio de las Bolas de Resina

Existen dos tipos principales de bolas de resina: las de resina termoendurecible y las de resina termoplástica, cada una con un proceso de fabricación diferente.

1. Resina Termoendurecible

Las resinas termoendurecibles son resinas líquidas (fenol, epoxi, poliéster insaturado, etc.) que se endurecen mediante la aplicación de calor durante el moldeo. Las resinas termoendurecibles son duras, aislantes, resistentes a la tensión y al calor y resistentes a los disolventes.

2. Resina Termoplástica

Las resinas termoplásticas (por ejemplo, polietileno, cloruro de polivinilo, poliuretano, acrílico) son resinas que se ablandan cuando alcanzan su temperatura de transición vítrea o punto de fusión. Las resinas ablandadas por calentamiento se endurecen y moldean por enfriamiento.

A diferencia de las resinas termoendurecibles, la ventaja de estas resinas es que pueden volver a moldearse al ablandarse con la aplicación de calor y pueden reciclarse. Ambas resinas tienen una resistencia al aislamiento, a la corrosión y a los productos químicos superior a la del metal, lo que significa que el plomo y otros metales no se filtran de las bolas al medio ambiente circundante como resultado del deterioro causado por el envejecimiento.

Tipos de Bolas de Resina

1. Bolas de Polipropileno (PP)

El polipropileno es un plástico resistente al calor, a los productos químicos y a la abrasión; las bolas de PP son ligeras, fuertes y suelen estar disponibles a bajo coste. Se utiliza ampliamente en una gran variedad de industrias, siendo los envases de alimentos, los materiales de envasado y los utensilios ejemplos típicos en la industria alimentaria.

También se utiliza para tubos de ensayo y componentes de equipos de laboratorio en las industrias química y médica, y contenedores de baterías en la industria del automóvil. Gracias a su durabilidad y larga vida útil, pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones.

2. Bolas de Polietileno (PE)

El polietileno es un plástico flexible y una bola de resina duradera; las bolas de PE son ligeras, pero muy elásticas y tienen una gran resistencia a los impactos. Por eso se utiliza mucho en la fabricación de juegos infantiles, equipos deportivos y dispositivos médicos.

Las bolas de PE también se utilizan como recipientes de almacenamiento de líquidos agrícolas y productos químicos, así como para canalizar líquidos, etc. Al ser un material respetuoso con el medio ambiente y altamente reciclable, las bolas de PE también son importantes como producto que reduce el impacto medioambiental.

3. Bolas de Cloruro de Polivinilo (PVC)

El PVC es una resina común y ampliamente utilizada que combina durabilidad y flexibilidad; las bolas de PVC son bolas de resina ligeras pero fuertes y resistentes a los productos químicos. Se utilizan principalmente en la fabricación de decoraciones para acuarios, juguetes, materiales de construcción y electrónica.

El PVC también tiene excelentes propiedades aislantes y se utiliza mucho para el cableado eléctrico y los componentes electrónicos. Sin embargo, algunos productos de PVC pueden contener plastificantes como los ftalatos, que deben controlarse adecuadamente en lo que respecta a su impacto sobre el medio ambiente y a sus efectos adversos sobre la salud humana.

4. Bolas de Poliéster (PET)

El poliéster es una resina dura, transparente, duradera y resistente al calor; las bolas de PET se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como el envasado de alimentos, los envases de bebidas, los dispositivos médicos y los textiles. En la industria alimentaria, se utilizan mucho para envases de bebidas y alimentos por su transparencia y durabilidad.

En el sector médico, se requiere su transparencia y esterilizabilidad, por lo que es aplicable para la fabricación de jeringuillas e instrumental médico.Las bolas de PET también son altamente reciclables y están llamando la atención como producto respetuoso con el medio ambiente.

¿Qué es un Medidor de Ángulo de Contacto?

Un medidor de ángulo de contacto constituye un aparato utilizado para evaluar el ángulo que forma una gota de líquido con la superficie de un sólido al entrar en contacto.

En el contexto de analizar la humectabilidad, el ángulo de contacto se define como la medida angular entre la superficie del sólido y la interfaz de la gota de líquido, y se emplea como un valor numérico para describir la capacidad de mojado de un material. La humectabilidad, en esencia, cuantifica la afinidad entre una superficie sólida y un líquido específico en términos de contacto.

En nuestra vida cotidiana, por ejemplo, la superficie de un impermeable o un paraguas repele bien el agua. A la inversa, en los trabajos de pintura, es esencial que la pintura pueda extenderse sin ser repelida por la superficie pintada, lo que es esencial para un trabajo de pintura eficaz.

En la pintura de cerramientos de edificios, algunos productos también están diseñados para facilitar la eliminación de la suciedad de las paredes exteriores, ya que facilitan que el agua de lluvia se escurra por la superficie de la pintura una vez seca.

Usos de los Medidores de Ángulo de Contacto

Los medidores de ángulo de contacto se utilizan para indicar el comportamiento hidrófugo o impermeable de diversos productos industriales o, a la inversa, su comportamiento hidrófilo. Cuando un líquido rebota en una superficie sólida, se habla de baja humectabilidad, mientras que cuando un líquido tiende a extenderse sobre una superficie sólida, se habla de alta humectabilidad.

Cuando la humectabilidad es baja, el ángulo de contacto es grande; cuando la humectabilidad es baja, el ángulo de contacto es pequeño.

1. Evaluación de la Limpieza del Ángulo de Contacto

Cuando la limpieza tiene un impacto significativo en las propiedades y la calidad del producto, el ángulo de contacto puede utilizarse para evaluar la limpieza de forma relativamente fácil y económica. Concretamente, se utiliza en la fabricación de obleas de silicio, semiconductores, sustratos de vidrio, componentes electrónicos y vidrio de cristal líquido.

2. Evaluación de la Humectabilidad del Ángulo de Contacto

En la pintura, la adherencia entre la pintura y el material a pintar es importante. El ángulo de contacto se utiliza para evaluar la adherencia de la pintura. Las tintas, las pinturas y los procesos de aplicación son objeto de evaluación.

También se utiliza en pinturas exteriores de edificios como indicador para evaluar la resistencia a la suciedad del edificio; si la humectabilidad es buena, la suciedad se elimina con la lluvia.

3. Evaluación de la Hidrofobicidad del Ángulo de Contacto

En los productos que deben ser impermeables, el ángulo de contacto se utiliza para evaluar la capacidad del producto para repeler el agua. Algunos ejemplos son los repelentes de agua, las ceras, los revestimientos impermeables y la ropa de lluvia.

4. Evaluación de la Adherencia del Ángulo de Contacto

En los componentes de sellado que adhieren o rellenan huecos, se evalúa la compatibilidad con el material base. Se realiza como evaluación de los procesos de sellado, adhesión, estanqueidad y aplicación.

5. Evaluación de la Contaminación por Limpieza del Ángulo de Contacto

El ángulo de contacto se mide como evaluación de la limpieza, por ejemplo, en salas blancas.

6. Evaluación de la Modificación de la Superficie del Ángulo de Contacto

El ángulo de contacto se utiliza para evaluar procesos de modificación de superficies, como UVO3, plasma y descarga de corona.

Principios de los Medidores de Ángulo de Contacto

En los medidores de ángulo de Contacto, se deja caer una gota de líquido sobre la superficie del sustrato objetivo, se fotografía la gota con una cámara desde justo al lado de la gota y se determina el ángulo de contacto a partir de la forma de la gota. Se trata de un método relativamente primitivo en el que la definición del ángulo de contacto se comprueba directamente y se juzga a partir de la imagen.

Si la humectabilidad de la muestra que se va a evaluar es alta, las gotas sobre el sustrato se aplastarán y se extenderán, lo que dará lugar a un ángulo de contacto pequeño. En cambio, si la humectabilidad es baja, las gotas sobre el sustrato mantienen una forma esférica y el ángulo de contacto aumenta.

La humectabilidad está relacionada con la tensión superficial del líquido, la tensión superficial del sólido y la tensión interfacial entre el líquido y el sólido.

γs = γlcosθ + γsl

γs: tensión superficial del sólido, γl: tensión superficial del líquido, γsl: tensión interfacial entre el sólido y el líquido, θ: ángulo de contacto

Estructura de un Medidor de Ángulo de Contacto

El medidor de ángulo de contacto consta de un dispensador para crear gotas, una fuente de luz y una cámara CCD para observar la interfaz, y una platina de muestra en la que se coloca el sustrato. Para medir el ángulo de contacto dinámico, que se describe a continuación, se acopla una unidad de deslizamiento para inclinar todo el dispositivo y la platina de muestra.

Más Información sobre Medidores de Ángulo de Contacto

1. Tipos de Ángulos de Contacto

Existen dos tipos de ángulo de contacto: el ángulo de contacto estático y el ángulo de contacto dinámico. Cuando se deja caer una gota sobre un material hidrófugo, la forma de la gota, como la altura y el radio de contacto, cambia lentamente y no es estable. El ángulo de contacto entre 1 y unos segundos después de la gota se considera generalmente el “ángulo de contacto estático”.

Después de depositar una gota sobre la superficie del material de evaluación, la gota comienza a deslizarse sobre la superficie a medida que se inclina el material. El ángulo en el momento en que la gota empieza a deslizarse se denomina ángulo de deslizamiento o de caída, y el ángulo de contacto en la dirección en que cae la gota se denomina ángulo de contacto hacia delante y el opuesto, ángulo de contacto hacia atrás, y ambos se denominan ángulos de contacto dinámicos.

2. Métodos de Medición del Ángulo de Contacto

Los medidores de ángulo de contacto leen el ángulo de contacto a partir de la forma de la gota real de líquido sobre la superficie de la muestra, y existen varios métodos de medición.

Método de la gota
El método de la gota es el método básico para evaluar el ángulo de contacto estático. Se dispensa una gota de líquido sobre la superficie de prueba y se adquiere una imagen de la forma de la gota justo al lado de la superficie para calcular el ángulo de contacto de la gota.

Método de contracción ampliada
En el método de expansión y contracción, se toma una imagen mientras el líquido se dispensa y aspira repetidamente. Los ángulos de contacto hacia delante y hacia atrás se obtienen como ángulos de contacto dinámicos.

Método de deslizamiento y caída
El método de deslizamiento y caída es un método de ensayo en el que primero se deja caer líquido sobre una superficie de muestra sólida horizontal y luego se inclina la platina de la muestra para determinar el ángulo de deslizamiento y caída y el ángulo de contacto dinámico.

¿Qué son las Centrifugadoras de Sobremesa?

Una centrifugadora de sobremesa es una versión compacta de una centrifugadora convencional, diseñada para su uso en superficies de trabajo.

Una centrífuga, o centrifugadora, es un dispositivo que hace uso de la fuerza centrífuga para separar distintas muestras con base en la gravedad específica de sus partículas. En el caso de las centrifugadoras de sobremesa, existe una diversidad de modelos disponibles, que abarcan desde aquellos más pequeños con estructuras y funciones simples, hasta aquellos que incorporan todas las capacidades de las centrifugadoras de mayor tamaño en una unidad de sobremesa.

Se pueden utilizar varios tipos de recipientes, como microplacas, microtubos, tubos de ensayo y tubos de centrífuga, en función de la finalidad. 

Usos de las Centrifugadoras de Sobremesa

Las centrifugadoras se utilizan en diversas industrias, pero las centrifugadoras de sobremesa suelen utilizarse para experimentos científicos.

• Cultivo celular
• Sangre (p. ej. separación de células sanguíneas, suero y plasma)
• Bioquímica (p. ej. extracción de ADN, ARN)
• Análisis (por ejemplo, extracción líquido-líquido)

También se utilizan con fines médicos, por ejemplo para separar células sanguíneas, suero y plasma. Si es necesario separar rápidamente el plasma o el suero tras la toma de muestras de sangre, es conveniente instalar una centrifugadora de sobremesa, que ocupa relativamente poco espacio.

Dependiendo de la aplicación, existen diferentes formas y velocidades de rotor. Esto se debe a que el número de muestras que deben procesarse a la vez y las fuerzas centrífugas necesarias difieren.

Principios de las Centrifugadoras de Sobremesa

Cada sustancia tiene su propio peso específico. Las fracciones específicas de las muestras biológicas y las distintas partículas que se someten a separación en las centrifugadoras de sobremesa también tienen gravedades específicas correspondientes a la composición de sus componentes.

El proceso de separación centrífuga se basa en aprovechar la fuerza centrífuga para segregar cada fracción en función de las variaciones en su gravedad específica. Por lo general, los materiales con una gravedad específica elevada tienden a sedimentar y se separarán en algún momento por gravedad aunque se dejen en reposo (pueden no separarse debido a otras propiedades), mientras que la separación centrífuga los separa rápidamente aplicando una fuerza centrífuga.

Tipos de Centrifugadoras de Sobremesa

1. Pequeñas con Estructura y Funciones Sencillas

Se trata de centrifugadoras de sobremesa sencillas que se utilizan sin ajustes estrictos de la velocidad de rotación. Están diseñadas principalmente para pequeños tubos de ensayo de plástico (1,5 mL de volumen) llamados microtubos.

Se utilizan para pequeños centrifugados (recogida de sedimentos en el fondo) y filtración centrífuga (filtración rápida por fuerza centrífuga en un microtubo equipado con un cartucho filtrante).

2. Modelos de Sobremesa con las Mismas Funciones que los Modelos de Pie

Misma aplicación que los modelos de pie, pero la ventaja es que pueden instalarse sobre un tablero de mesa sin necesidad de espacio en el suelo. Algunos pueden refrigerar y calentar.

Algunos de los modelos más grandes permiten el uso de rotores oscilantes, mientras que la mayoría de los modelos de sobremesa sólo son compatibles con rotores angulares. Los rotores oscilantes pueden utilizarse con recipientes de mayores dimensiones, como tubos de centrífuga grandes y microplacas, pero no pueden alcanzar velocidades de rotación más altas.

Los rotores angulares sólo pueden utilizarse con tubos de centrífuga (incluidos los microtubos compatibles) que sean compatibles con el rotor, pero a velocidades de rotación más altas.

Más Información sobre Centrifugadoras de Sobremesa

1. Relación entre el Número de Revoluciones y la Fuerza Centrífuga

La fuerza centrífuga es proporcional al radio de rotación y al cuadrado del número de revoluciones. Como el mismo rotor tiene el mismo radio de rotación, la parte que puede modificarse en los ajustes de la fuerza centrífuga es el número de revoluciones.

La unidad para la fuerza centrífuga (aceleración centrífuga relativa) es g (gravedad) y la unidad para el número de revoluciones es rpm (revoluciones por minuto). En el momento de su utilización, g y rpm pueden convertirse utilizando las tablas de conversión proporcionadas por los respectivos fabricantes. 

2. Velocidad de Rotación, Fuerza Centrífuga y Selección del Modelo

A la hora de centrifugar, es necesario seleccionar un modelo que pueda hacer frente a la finalidad prevista. Una fuerza centrífuga fuerte no es necesaria si sólo se separan materiales sedimentables, pero si la diferencia de gravedad específica entre los materiales a separar (por ejemplo, las partículas objetivo y la solución acuosa como medio dispersante) es pequeña, la separación resulta difícil.

En la separación de células y hematíes, la mayoría pueden separarse mediante centrifugación a baja velocidad, a unas 3.000 rpm. Un rotor típico corresponde a una fuerza centrífuga de unos 1.000 g. Para la extracción de ADN y ARN, se requieren fuerzas centrífugas de varias decenas de miles de rpm, por lo que se utilizan centrifugadoras de alta velocidad. En este caso, se requiere una fuerza centrífuga de unos 12 000 g.

3. Consideraciones sobre la Manipulación

Antes de centrifugar, es importante comprobar el equilibrio de la muestra. Si la muestra se hace girar a gran velocidad con un peso desequilibrado, pueden producirse vibraciones y la centrifugadora puede averiarse.

Antes de centrifugar, también es necesario comprobar que la resistencia del material del recipiente utilizado puede soportar las fuerzas centrífugas. Normalmente, se utilizan recipientes diseñados para su uso en centrifugadoras. También es importante asegurarse de que el recipiente no esté dañado antes de su uso.

Tras su uso en refrigeración, el agua del equipo debe secarse. Esto se debe a que las centrifugadoras están mecanizadas con precisión e incluso un poco de corrosión u óxido puede causar fallos de funcionamiento.