¿Qué es la fibra de carbón?

La fibra de carbón es un filamento largo y material delgado de 0.0002-0.0004 pulgadas (0.005-0.010 mm) en diámetro y compuesto principalmente de átomos de carbono. Los átomos de carbón se enlazan en cristales microscópicos que están más o menos alineados paralelamente al eje largo de la fibra. La alineación del cristal hace a la fibra increíblemente fuerte para su tamaño. Varias miles de fibras de carbón son retorcidas juntas para formar un hilo, que puede ser usado por si solo o como tejido de una tela. El hilo o tejido es combinado con un epóxido y se adhiere o moldea en forma para formar varios tipos de materiales compuestos. Los materiales compuestos de fibra de carbón reforzada se utilizan para hacer piezas de aviones y de naves espaciales, partes de autos de carreras, armazón para bicicletas, cañas de pescar, resortes automotrices, mástiles de barcos de vela, y muchos otros componentes donde es necesario un material ligero y de alta resistencia.

Las fibras de carbón son clasificadas de acuerdo a los módulos de tensión de las fibras. El modulo de tensión es una medida de cuanta fuerza de tensión de una fibra determinada por su diámetro puede ejercer sin romperse. La unidad de medida inglesa es libras de fuerza por pulgada cuadrada de superficie transversal, o PSI. Las fibras de carbón clasificadas como “modulo bajo” tiene un modulo de tensión de 34.8 millones de PSI (240 millones de kPa). Otras clasificaciones en orden ascendente de los módulos de tensión, incluyen “módulos estándar”, “módulos intermedio”, “módulos altos” y “módulos ultra altos”. Los módulos ultra altos de fibra de carbón tienen un modulo de tensión de 72.5 -145 millones de PSI (500 million-1,000 millones de kPa). Como comparación, el acero tiene un modulo de tensión de cerca de 29 millones de PSI (200 millones de kPa). De este modo, las fibras de carbón son diez veces más fuertes que el acero y ocho veces más que el aluminio, sin mencionar que es la fibra de carbón es mucho más ligero que ambos, 5 y 1.5 veces respectivamente. Adicionalmente, sus propiedades de fatiga son superiores a todas las estructura metálicas, y son uno de los materiales más resistentes a la corrosión disponibles cuando se combinan con las resinas adecuadas.

A continuación se muestran las características de la fibra de carbón, fibra de vidrio, aluminio y acero:

¿Cómo está hecha la fibra de carbón?

La materia prima usada para fabricar la fibra de carbón es llamada precursor. Cerca del 90% de las fibras de carbón producidas son hechas de poliacrilonitrilo (PAN). El 10% restante es hecho de rayón o brea de petróleo. Todos estos materiales son polímeros orgánicos que se caracterizan por cadenas largas de moléculas unidas entre sí por átomos de carbono. La composición exacta de cada precursor variará de una compañía a otra y es generalmente considerado un secreto comercial.

Durante el proceso de manufactura, son usados una variedad de gases y liquidos. Algunos de estos materiales están diseñados para reaccionar con la fibra y conseguir efectos específicos. Otros materiales son diseñados para no reaccionar o para prevenir ciertas reacciones con la fibra. Al igual que con los precursores, la composición exacta de de muchos de estos materiales de proceso son considerados secretos comerciales.

El proceso para hacer las fibras de carbón es parte químico y parte mecánico. El precursor es estirado en largos hilos o fibras y luego se calienta a temperaturas muy altas sin permitir que entre en contacto con el oxígeno. Sin oxígeno, la fibra no se puede quemar. En cambio, la temperatura alta hace que los átomos en la fibra vibren violentamente hasta que la mayoría de los átomos no-carbonos sean expulsados. A este proceso se le denomina carbonización.

La historia de la fibra de carbón

Durante la década de los 70’s, el trabajo experimental para encontrar materias primas alternativas permitió la introducción de las fibras de carbón hechas a partir de la brea de petróleo derivado de su procesamiento. Estas fibras contenían alrededor de 85% de carbono y tenía una excelente resistencia a la flexión. Desafortunadamente, sólo tenían una resistencia limitada a la compresión y no eran ampliamente aceptados.

Actualmente, las fibras de carbón son parte importante de muchos productos, y nuevas aplicaciones son desarrolladas cada año. Los Estados Unidos, Japón y Europa Occidental son los principales productores de fibras de carbón.

A continuación se muestra un gráfico que representa el avance de las fibras de carbón:

El futuro de la fibra de carbón

El futuro de la fibra de carbón es muy brillante, con un gran potencial en diversas industrias. Entre ellas:

Para desarrollar completamente las fibras de carbón en estas y otras industrias, los fabricantes de fibra de carbón necesitan de continuar  aumentando su capacidad y cambiar su modo de pensar comprometiéndose con el concepto de comercialización.

Algunas tendencias de crecimiento a futuro para la industria de la fibra de carbón, se muestran a continuación:

Zoltek de México pertenece al Zoltek Corporation y cuenta con una experiencia de más de 20 años, desarrollando, produciendo y comercializando fibras técnicas. Son productores de fibras oxidadas y de carbón con plantas de producción en Hungría, Estados Unidos y México.

Dentro de su gama de productos se encuentra la fibra de carbón, como la fibra PYRON®:

PYRON®  es una fibra intrínsecamente ignifuga con características únicas:

Usos y aplicaciones de la fibra PYRON®

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Zoltek de México.

O bien, haga contacto directo con Zoltek de México para solicitar mayor información sobre sus fibras de carbón.

La integración de las Líneas de Producción a los ERPs, ¡Es posible!

Por: Ing. Ángel David Martínez Nieto.
Energética Servicios de Ingeniería, S.A. de C.V.

En México, existen empresas que conocen la cantidad de recursos disponibles en su almacén para la fabricación de sus productos y los lotes de producto terminado que han generado, gracias a su ERP*; sin embargo, se ha descuidado la integración de sus líneas de producción a los útiles paquetes de software administrativo, que en los últimos años han ganado nuevos clientes en nuestro país. En otras palabras, la compañía conoce que entra a sus almacenes y cuánto tiene en sus inventarios de producto terminado, pero en lo que se refiere a su línea de producción “...SAP© se queda ciego...”
 
El proceso de negocio, desde el piso de producción hasta las oficinas administrativas, debe de estar sincronizado, coordinado y optimizado a lo largo de toda la organización; ello permite a los productores tener ventaja sobre sus competidores pues, pueden ser capaces de encontrar las áreas de mejora para su empresa, antes de que estas surjan “por si solas” y se conviertan en un problema, generando cambios forzados, reactivos y no siempre rentables.

¿Sabía usted que hoy en día se puede obtener información útil e indispensable para la toma de decisiones desde cada uno de los puntos críticos del proceso productivo? Sí, actualmente es posible obtener esta información desde la línea de proceso, comunicándose con ella en tiempo real, gracias a los nuevos dispositivos de medición y control de las variables fundamentales (KPIs*),(p. Ej.: Temperatura, flujo, presión, nivel, unidades, etc) los cuales, remplazan a la Planta que se comporta como una “caja negra” dedicada a la transformación de materia prima en productos útiles, por un ente que se comunica con el personal que la opera y administra.
Una aplicación típica es, por ejemplo, observar y controlar el nivel de algún tanque de almacenamiento de materia prima o la cantidad de líquido que se suministra a la línea de producción desde una PC conectada a la red de la organización, para llevar registros diarios, semanales, mensuales, o como el administrador u operador lo prefieran; todo ello, se puede incorporar con un sistema de solicitud de abastecimiento automático, en el cual, la línea de proceso “solicita” al ERP la cantidad de insumos necesarios para la fabricación del Lote, y al terminar, descuenta del inventario la cantidad precisa de materiales utilizados y registra el tamaño del Lote producido (con o sin la intervención humana). Además, los sistemas tienen la ventaja de ser “modulares”, por lo que se puede comenzar invirtiendo en el sistema de medición local y posteriormente en el sistema de control, registro y administración de la línea de producción.

La solución implica la integración del MES* de la empresa con su ERP y le permite al personal de producción de la compañía el tener una visión general en tiempo real del las acciones de ejecución (producción), así como de los indicadores relacionados con los costos y desempeños de su línea de proceso, para responder rápidamente a los detalles de producción, y a su vez, permitir que la Administración tenga claro como se está comportando el Piso de la Planta.

En Energética, con este tipo de soluciones apoyamos el crecimiento sólido y rentable de nuestros clientes, proveedores y de nuestra compañía.

Trabajamos para empresas en dónde la ventaja competitiva consiste en la habilidad de hacer los procesos más rápidos, más flexibles, más eficientes, y sobre todo, más rentables.

Ofrecemos equipos de instrumentación de procesos y sistemas para el control y monitoreo de las líneas de producción para las variables de presión, temperatura, flujo y nivel, de alta precisión y para áreas Ex; posicionadores para controlar de manera precisa las válvulas con funciones de auto-ajuste y fácilmente configurables; controladores y registradores para monitorear desde uno hasta más de doce canales; y los sistemas de pesaje y dosificación que se adaptan a sus requisitos particulares.

Energética puede ser un excelente socio de negocios para usted; ofreciéndole un portafolio de productos en mejora e innovación continua, sin importar si su aplicación requiere de productos personalizados o un sistema que represente la solución completa para su Planta.

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*ERP: Sistemas de Planeación de los Recursos Empresariales, p. Ej. SAP©.
*MES: Sistemas de Ejecución de la Manufactura.
*KPIs: Indicadores clave de desempeño.

Bibliografía:

La escasez del agua y la detección de fugas

Con el crecimiento de la población del mundo y el aumento del uso de agua por persona, la demanda de agua dulce se está elevando enormemente. Pero los suministros de agua dulce son limitados y se cierne sobre ellos la amenaza de la contaminación. Para evitar una crisis, muchos países deben conservar agua , reducir la contaminación, regular el suministro y la demanda y contener el crecimiento de la población.

Entre la demanda creciente de agua dulce por una parte, y los suministros de agua limitados y cada vez más contaminados por otra, muchos países en desarrollo enfrentan decisiones difíciles. El número de habitantes continúa aumentando rápidamente, pero la tierra no tiene ahora más agua que 2.000 años atrás, cuando estaba habitada por menos del 3% de la población actual. La demanda creciente de agua para la agricultura de regadío, el consumo doméstico (municipal) y la industria está imponiendo una dura competencia por la adjudicación de escasos recursos hídricos a las diversas zonas y tipos de uso.

Hoy día 31 países, habitados por menos del 8% de la población mundial, se ven frente a déficit crónicos de agua dulce. Pero para el año 2025 se prevé que 48 países enfrentarán estos déficit, que afectarán a más de 2.800 millones de habitantes —35% de la población mundial proyectada. Entre los países que probablemente se verán afectados por la escasez de agua en los próximos 25 años están Etiopía, India, Kenya, Nigeria y Perú. Partes de otros países grandes, como China, ya encaran problemas hídricos crónicos.

En gran parte del mundo, el agua contaminada, la evacuación inadecuada de desechos y la deficiente ordenación de las aguas causan serios problemas de salud pública. Enfermedades relacionadas con el agua , como el paludismo, cólera, fiebre tifoidea y esquistosomiasis dañan o matan a millones de personas todos los años. El uso excesivo y la contaminación de los suministros de agua también están infligiendo serios daños al medio ambiente natural y presentan crecientes riesgos a numerosas especies biológicas.

¿Qué puede hacerse?

Para algunos países con escasez de agua y rápido crecimiento de la población quizá ya sea demasiado tarde para evitar una crisis. Muchos otros países pueden evitar la crisis que se aproxima si formulan y aplican a la brevedad políticas y estrategias apropiadas. Sea que el agua se use para la agricultura, la industria o los servicios municipales, existen amplias posibilidades de conservación y de un mejor aprovechamiento. En las estrategias debe considerarse no sólo la forma de regular mejor el abastecimiento de agua sino también cómo regular mejor la demanda.

Para evitar que a la larga se produzca una catástrofe, también es importante actuar ahora mismo y desacelerar el crecimiento de la población a fin de contener el aumento de la demanda de agua dulce. Actualmente, en numerosos países en desarrollo millones de personas quieren planificar sus familias y practicar la anticoncepción. Los programas de planificación familiar han sido muy importantes para asegurar la salud reproductiva individual y reducir los niveles de fecundidad nacionales. La continuación y ampliación de estos programas también puede ayudar a que el crecimiento de la población se vaya frenando y llegue a niveles sostenibles en relación con el suministro de agua dulce.

El reto es gigantesco. El éxito depende de la implementación de un nuevo paradigma de administración del agua que incluya elementos como el incremento de la productividad del agua, la adopción de medidas de suministro innovadoras y la promoción de una ética del uso del agua basada en la eficiencia la igualdad y la protección de los ecosistemas.

Las pérdidas de agua se dan por distintas vías. La agricultura utiliza 76 por ciento, de lo cual se pierde 60 por ciento debido a que, de los 6.3 millones de hectáreas de riego, tan sólo un millón están tecnificadas, y en el resto el líquido aún se conduce por canales de tierra, en los que se infiltra o evapora. A esto se agrega que del agua que llega a las ciudades, cerca de 14 por ciento del total del país, 50 por ciento se pierde en fugas de la red de agua potable. Mientras que de 10 por ciento que utiliza la industria, sólo 26 por ciento recibe tratamiento.

En las grandes ciudades las fugas de agua de las redes primarias y secundarias es un elemento que contribuye de forma importante al desperdicio del vital líquido. Es por ello importante conocer y utilizar tecnologías que permitan detectar las fugas de agua. Una fuga detectada y subsanada puede ahorrar miles de litros en el mediano plazo. Si sumamos todas estas fugas el desperdicio que se tiene es incalculable.

Es por ello que Dynamic Consultant le ofrece un DETECTOR ELECTROACÚSTICO DE FUGAS DE AGUA, que con facilidad le permite detectar estas fugas de agua.

El detector electroacústico es un instrumento que amplifica las frecuencias generadas por las fugas de agua, por medio de un módulo electrónico de recepción de alta fidelidad; simple de usar y extremadamente confiable.

El equipo es de fácil manejo por su peso ligero, sensibilidad superior por medio de audífonos; con cubierta para trabajo rudo, no requiere ajuste de filtros.

Consiste principalmente de un micrófono de tierra, micrófono de contacto directo y sus respectivas extensiones, así como audífonos. Opciones: módulo de medición analógica, punta magnética y plato de resonancia.

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