Tratamiento de superficies

Industriales. Caucho. Soldaduras. Polímeros. Pilas

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RESUMEN DE QUIMICA

Indice

  • CAUCHO NATURAL

  • Definición

  • Los elastómeros son materiales que poseen un alto limite elástico, recuperan su forma original tras haberlos sometidos a un esfuerzo, dentro de este tipo de materiales uno de los que posee estas características es el caucho, esté debe sus propiedades a su naturaleza polimérica y a su estructura amorfa.

  • Propiedades

  • El caucho se puede oxidar, por tanto se emplean antioxidantes para retrasar la oxidación.

    Tipos:

    • Manchadizos (Buenos, pero con el problema del color)

    • No manchadizos (Mas caros, menos efectivos que los manchadizos están enfocados a la protección de la luz y el calor)

    En la actualidad el caucho se ha eliminado de la industria ya que puede causar cáncer de vejiga.

  • Tipos de Caucho

  • Caucho Natural

  • Su flexibilidad es debido a de los enlaces entre los carbones, la estructura que posee el caucho permite que algunos carbones tengan ciertos grados de libertad.

    El caucho natural se obtiene mayoritariamente del árbol (Hevea Brasillensis) aunque también se puede obtener de otros vegetales.

    En su forma inicial se encuentra en una disolución lechosa de Látex, a continuación el Látex se filtra, pasándolo a un tanque para proceder a su congelación y obtención el caucho.

    Según su composición existen diferentes tipos de cauchos:

    • Caucho SP

    • Heveaplus MG

    • Mezclas Madres de Caucho Ciclado

    • Caucho Peptizado

    • Caucho desproteinizado

    • Caucho natural extendido con aceite

    • Cauchos TC

    • Caucho Epoxidado

    • Caucho despolimerizado

    • Propiedades y aplicaciones

    • Resiste duras condiciones de trabajo de temperatura, esto es debido a su capacidad de cristalización. Aguanta todo tipo de fatigas (flexibilidad, tracción y compresión) resiste un gran numero de ciclos.

      Los únicos inconvenientes son la oxidación y el ataque por el ozono, que producen la perdida de sus cualidades

      Su principal aplicación es la obtención de gomas con elevadas prestaciones mecánicas en una amplia gama de durezas.

      • Alta temperatura Ej: Neumáticos

      • Baja temperatura Ej: Mangeras de granallado.

      • TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

      Mediante la modernización de la mecanización, las condiciones de trabajo se han endurecido gravemente, con lo que ha surgido la necesidad de incrementar las características mecánicas de las herramientas de trabajo. Se ha tenido que mejorar la vida y los comportamientos de los útiles, hasta extremos insospechados.

      El tratamiento superficial consiste en añadir una capa de un cierto material a unas determinadas condiciones de superficie del material y condiciones de tratamiento.

      Con ello se obtiene un escudo frente a posibles agresiones externes, como son (desgaste, fricción, corrosión, oxidación y posibles ataques químicos.

    • A continuación se definen algunos de los ataques y su solución

    • Desgaste y fricción

    • Este fenómeno ocurre cuando dos superficies se encuentras extremadamente juntas, lo que origina que al deslizar una sobre la otra, se arrancan material mutuamente. Una solución adecuada es la implantación ionica, (temperaturas bajas). Cuando el fenómeno ocurre a altas temperaturas se requiere recubrimientos extraduros.

    • Oxidación

    • La oxidación juega un factor importante en este ataque, ya que el oxido acumulado en la superficie hace de freno, por ello hay que tratar superficialmente para que no se origine dicho oxido.

    • Los recubrimientos se pueden diferenciar según su efecto sobre la superficie.

    • Modificación Superficial

    • Consiste en modificar físicamente la superficie a tratar, el tratamiento penetra sobre la superficie del propio material, la ventaja de estos es que no agrandan el material.

    • Recubrimientos

    • Este tipo de tratamientos añaden una capa considerable al material, sobredimensionando el mismo.

    • Elección del tratamiento

    • A la hora de adoptar un tratamiento, los factores a tener en consideración son:

      Condiciones de trabajo, diseño de la herramienta, material a tratar, etc.

      En la actualidad existe una gran variedad de tratamientos que proporcionan más o menos protección.

      • SOLDADURA

      • Definición

      • El proceso de soldado, consiste en la unión de piezas principalmente metálicas, se puede hacer con o sin calentamiento, con o sin realizar presión y con o sin aportación de material de unión entre las superficies a unir.

        En sus principios se utilizaba como procedimiento para reparar piezas rotas, en la actualidad se emplea mayoritariamente para construir piezas, que antes su realización era más costosa (Piezas forjadas, etc..).

      • Tipos de soldadura

      • Soldadura blanda:

      • Consiste en la soldadura de varias piezas, mediante el empleo de una aleación con bajo punto de fusión (Plomo), se realiza a baja temperatura y su resistencia es menor a la de los materiales a unir. Generalmente se utiliza para uniones de hojalata, chapas galvanizadas, elementos electrónicos y reparaciones de grietas y poros en piezas fundidas de hierro.

        La presencia de metales de distinto potencial galvánico, conjuntamente con la humedad puede dar lugar a una corrosión que destruya la soldadura.

      • Soldadura Fuerte:

      • En este caso el metal de unión tiene un punto de fusión más alto (Cobre, Aleaciones de Plata) . La temperatura de fusión debe ser inferior a la de los metales a unir.

        Este tipo de soldadura confiere una unión más resistente y se puede emplear con aleaciones de elevado punto de fusión.

      • Soldadura Aluminotermica

      • En este tipo de soldadura el material de aportación lo forman una mezcla de oxido de hierro y Aluminio. Es una soldadura muy resistente y se emplea generalmente en carriles de tranvía y trabajos de reparación.

      • Soldadura Autogena

      • La soldadura se realiza a gas con soplete, actualmente se utiliza cuan por razones de inaccesibilidad no se puede utilizar la soldadura eléctrica. Consiste en fundir bien los materiales a unir o bien fundiendo una aportación entre ellos que realice la unión.

        La ventaja que posee es que el equipo es de bajo coste, por lo contrario tiene las desventajas de que produce tensiones en los materiales a unir y el proceso es lento.

        Un tipo de soldadura Autogena:

        Oxiacetilenica: La llama se crea mediante la combustión de Oxigeno y Acetileno.

      • Soldadura por arco manual con electrodos revestidos.

      • Consiste en la creación de un arco eléctrico entre un electrodo y la pieza metálica, este arco provoca una subida de temperatura que va fundiendo la punta del electrodo, la cual se usa como aportación. El recubrimiento superficial del electrodo al fundirse crea una capa protectora en el cordón de soldadura.

        Las ventajas de este procedimiento son:

        • Es relativamente sencillo

        • No le afecta el viento ni las corrientes de aire pero si la lluvia.

        • Es aplicable a gran variedad de espesores excepto de 1,5 a 2 mm

        Desventajas

        • Proceso lento

        • Requiere habilidad del soldador

        • Espesores antes mencionados

      • Soldadura por arco sumergido

      • Es una variante del anterior, este esta más automatizado. En el arco que provoca este tipo de soldadura se pueden usar como electrodos varios alambres o hilos simultáneamente.

      • Soldadura TIG

      • Consiste en una soldadura mediante arco, el material de aportación se aplica mediante varillas oxiacetilénicas. La ventaja de este tipo de soldadura es que es más precisa.

      • Soldadura MIG-MAG

      • Se trata de una soldadura que establece el arco de soldadura entre un hilo continuo, usado como electrodo, y la pieza a soldar, estando protegido de la atmósfera circundante mediante un gas inerte(MIG) o gas activo (MAG).

        Las principales ventajas son que se puede usar con todo tipo de materiales y que al tener un electrodo continuo posee una gran productividad.

        Los inconvenientes son, que el equipo es costoso y le afecta las corrientes de aire.

      • Soldadura por resistencia eléctrica

      • Consiste en la combinación de la presión y la corriente eléctrica que realizar un electrodo situado a cada lado de la unión a realizar. Primero se presiona, luego se da la corriente eléctrica y a continuación se retiran los electrodos, saliendo la pieza soldada.

      • Soldadura por Láser

      • En este caso el láser es el que proporciona el calor necesario para llevar a cabo la soldadura. Se suele emplear para soldar la piezas ya mecanizadas. Con el láser se eliminan las distorsionas ocasionadas por el contacto de los tradicionales métodos de soldadura con la pieza

      • Seguridad e Higiene

      • Con respecto a este apartado la soldadura requiere bastantes protecciones individuales, empezando por la careta de soldar, buzo, guantes y otros EPI´s.

        • POLIMEROS

        Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas, llamadas monómeros, Su forma puede ser muy diversa, desde una cadena simple hasta una muy ramificada. Lo que distingue a los polímeros del resto de asociaciones moleculares son sus propiedades mecánicas. (Flexibilidad, rigidez, etc)

      • Tipos:

        • Según su polimerización pueden ser:

        Por adición ( Salto de electrones)

        Por condensación ( Reacciones en las que se obtiene una molécula de agua tras el enlace)

        • Según sus propiedades finales:

        Termoplásticos: Aquellos que una vez procesados con un aumento de temperatura pueden perder la forma, y pueden ser reprocesados.

        Termoestables: Estables en estructura durante su procesamiento.

      • Constitución

      • Homopolímeros

      • Son los formados por el mismo tipo de monómeros.

      • Copolímeros

      • Son aquellos polímeros formados por distintos tipos de monómeros.

        • De bloque

        • Segmentado

      • Polímetros Ramificados

      • Son aquellos que tienen más de dos extremos de cadena, y en las ramas también hay monómeros.

        Según su colocación en espacio hay varios tipos.

      • Mallas Desordenadas

      • Se forman cuando se cruzan varios tipos de polímetros, forman enlaces entre sus respectivos monómeros.

      • Métodos de Polimerización

      • Polimerización en masa

      • Sucede cuando la polimerización sucede directamente, monómeros con monómeros y el recipiente de mezcla.

      • Polimerización en disoluciones

      • Consiste cuando la polimerización se da dentro de un disolvente, tiene el inconveniente de que el polímero que se obtiene no es puro porque el monómero es soluble.

      • Polimerización en Suspensión

      • Similar al caso anterior pero en este caso el disolvente no es un problema ya que el monómero no es soluble, el disolvente únicamente es el medio de unión.

      • Polimerización en emulsión

      • El proceso es similar al de suspensión, en este caso se obtiene una dispersión de monómeros mediante agitación con agentes sulfactantes. Mediante este procedimiento se obtienen una separación más pequeña, a continuación se introduce un radical que atrae a todas los monómeros, obteniendo la polimerización.

        • PILAS

      • Definición

      • Son elementos que transforman la energía resultante de una reacción química en energía eléctrica, el tipo de corriente es continua. La desventaja con la que cuentan es que una vez acabada la reacción el material resultante es muy contaminante y no se puede recargar.

        Los acumuladores, que funcionan de forma similar a las pilas, si se pueden recargar.

      • Funcionamiento

      • Consiste en meter dos electrodos en un electrolito, este, disuelve los electrodos de forma que pasan al electrolito en forma de iones, como les sobra electrones estos circulan libremente. Como los electrodos son de diferente material siempre hay uno que se deshace antes que el otro creando una diferencia de potencial que alimenta cualquier receptor eléctrico. Todas las baterías deben ser estancas.

      • Operaciones de la celda(Pila y Acumulador)

      • Descarga

      • Cuando la pila esta conectada a un consumo, los electrones van del lado negativo de la pila al positivo, generando cationes en el lado negativo y aniones en el lado positivo, los cuales circularan a través del electrolito.

      • Carga

      • Es el proceso inverso al anterior, se conecta al polo positivo el positivo del alimentador y al negativo el negativo. Empieza el flujo de electrones haciendo que pasen cationes al lado negativo y aniones al positivo

      • Clasificación de las pilas

      • La principal clasificación se define mediante su funcionamiento.

        • Baterías primarias: Son las baterías que no pueden ser recargadas (1,5-4,5-9 V)

        • Baterías Secundarias: Pueden ser recargadas, suelen ser de (Pb,Ni,Cd), si están mucho tiempo sin cargar se autodescargan.

        • Baterías de Reserva: Tienen gran potencia en un corto tiempo, tienen baja autodescarga. Aguantan mucho tiempo almacenadas

        • Pilas Combustible:

        Convierte continuamente energía química, en eléctrica. Las reacciones electrolíticas tienen lugar en los electrodos para aumentar su eficacia. Generan agua, por tanto hay que vaciar la misma para mantener constante la composición del electrolito.

      • Aplicaciones de las pilas

      • Tradicionales

        • Minibaterías, baterías portátiles (Relojes, calculadora ,Etc..)

        Generalmente son del tipo primarias o secundarias, suministran electricidad

        • Baterías de Arranque

        Tienen la función de suministrar energía al motor de arranque, (Batería coche) además de suministrar energía a otros elementos

        • Baterías de tracción

        Son las que se encargan de generar movimiento de un vehículo, evitan la contaminación y la dependencia de combustibles tradicionales y son recargables. Tienen una larga vida.(Carretillas elevadoras, traspalet, vehículos guiados automáticamente)

      • Acumulación de Energía

      • Es un método para solucionar las fuertes demandas ocasionales de energía eléctrica, esta se almacena durante los momentos de bajo consumo, con que crea una reserva para responder a los picos de energía.