¿Qué son los Analizadores de Carbono total (TOC)?

Gran parte de los sólidos en suspensión y de los sólidos filtrables de las aguas residuales de concentración media son de naturaleza orgánica. Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40-60%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites ( 10%).

Es posible medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, para determinar el tipo de tratamiento que requieren. Para aguas negras, que tienen una composición más o menos constante, se emplea la cantidad de carbono presente en las mismas, ya sea directamente, midiendo el carbono orgánico total, COT, o TOC en inglés, o indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas. Estas últimas son la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas técnicas permiten determinar la cantidad de materia orgánica presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes que están en ese agua durante un cierto tiempo, ya sean sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas. Las técnicas basadas en el consumo de oxígeno son la demanda química de oxígeno, DQO, la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total, COT o TOC.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación de las sustancias reductoras que están en el agua. Se emplean oxidantes químicos, como el dicromato potásico. El ensayo de la DQO se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO 5 , que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos.

La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico.

Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación.

El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Hay dos métodos de medición de TOC. Uno es el método diferencial y el otro es el método directo.

En el método diferencial se mide tanto el Carbono total (TC) como el Carbono Inorgánico (CI) de forma separada y el Carbono Orgánico total (TOC) se calcula restando al TC el CI. Este método es útil en muestras en que el CI es menor al TOC o al menos de tamaño similar.

En el método directo el CI es removido de la muestra purgando la muestra acidificada con un gas purificador y después el TOC se determina midiendo el TC e igualándolo al TOC. Este método también se conoce como NPOC (Non-purgeable Organic Carbon) dado que el POC (Purgeable Organic Carbon) como el benceno, tolueno, ciclohexano o cloroformo puede ser removido de la muestra.

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El Análisis Termomecánico (TMA)

Análisis térmico es la medida de una propiedad física de una sustancia cuando es sometida a un programa de calentamiento controlado.

Dependiendo de la propiedad que se mida, se definen varias técnicas, las más comunes son:

¿Qué es el Análisis Termomecánico?

El Análisis Termomecánico (TMA) es una técnica en la que se mide la deformación de una muestra cuando es sometida a una fuerza constante y a un programa de temperatura en una atmósfera controlada. Esta fuerza puede ser de compresión, flexión o tracción.

Aplicaciones del Análisis Termomecánico:

Analizador Termomecánico

El analizador termomecánico TMA-60/60H ofrece mediciones termomecánicas precisas en un rango de detección muy extenso. Se ofrecen dos modelos: uno sistema multifuncional de expansión plena y un sistema de expansión diferencial. Ambos incorporan un sensor de desplazamiento digital, de alta precisión, para la mayor exactitud de las mediciones.

El TMA-60 y el TMA-60H están diseñados para una variedad de experimentos termomecánicos, con capacidad para medir muestras de diferentes formas y tamaños, en un amplio rango de temperaturas, para satisfacer todas sus necesidades de TMA

Características del analizador termomecánico

La Serie TMA-60 incorpora un nuevo sensor digital de desplazamiento, de alta precisión, que permite una importante mejora en la exactitud de las mediciones con respecto a los equipos convencionales que usan la tecnología LVDT con transformadores diferenciales. Este nuevo detector permite al TMA-60 medir desplazamientos en el rango de ±5mm, para detección de deformaciones extremadamente pequeñas o muy grandes.  

Operación sencilla

El mandril de soporte de muestra, de fácil reemplazo, y el sensor de temperatura enchufable, facilitan el rápido cambio de modo de operación entre elongación y expansión.

Métodos de medición personalizados

El multifuncional TMA-60 es el mejor modelo para mediciones de expansión, elongación, y penetración mientras que el TMA-60H (modelo de alta temperatura) es más adecuado para mediciones diferenciales de expansión térmica de cerámicas y otros materiales con mínimas propiedades de expansión.

Mediciones directas y automáticas de las muestras

El TMA-60 mide directamente y en forma automática la deformación de la muestra. Esto posibilita mediciones dimensionales más exactas de la transformación de la muestra que con el método convencional que calcula las dimensiones en base a valores indirectos como el desplazamiento del motor.

Dos líneas de flujo de gas como estándar

Permite el control independiente de la purga del detector y la introducción directa al horno tanto de gas de reacción como de aire ambiente  (el control automático de cambio de gas y la programación de temperaturas es posible usando el controlador de flujo opcional FC-60A.).

Proveedores de analizadores termomecánicos

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Todo sobre el Policarbonato (PC)

El policarbonato es un poliéster, con una estructura química repetitiva de moléculas de Bisfenol A, ligados juntos a otros grupos carbonatos (-O-CO-O-) en una molécula larga.

Cadena de policarbonato

Toma su nombre por los grupos carbonatos en su cadena principal. También es conocido como policarbonato de Bisfenol A, porque se elabora a partir del Bisfenol A y fosgeno. Su formula condensada es la siguiente:

Hay otro tipo de policarbonato que es usado para la fabricación de lentes, por ser liviano y transparente. Este nuevo policarbonato vino a sustituir la pesadez de los lentes de cristal, ya que no solo es más liviano que el cristal, sino que tiene un índice de refracción mucho más alto. Eso significa que la luz se refracta más que en el cristal. Es un material termorrígido, es decir, que no se funde y no puede moldearse nuevamente.

Como ya se había mencionado, el policarbonato se obtiene a partir del Bisfenol A y fosgeno. El mecanismo comienza con la reacción del Bisfenol A con hidróxido de sodio para dar la sal sódica del Bisfenol A.

La sal sódica de Bisfenol A reacciona con el fosgeno (un compuesto bastante desagradable que era el arma química preferida de la Primera Guerra Mundial), para producir el policarbonato.

Entre las propiedades características del policarbonato, se encuentran:

Esta combinación de características ha conducido a muchas aplicaciones benéficas, durables y únicas en el sector electrónico, aplicaciones domésticas, equipos de oficina, en la industria de la construcción, ingeniería automotriz, envases de alimento y bebida, dispositivos médicos y equipos de seguridad, entre otros, como se observa en la siguiente gráfica:

Eléctrico y Electrónica: teléfonos celulares, computadoras, máquinas de fax, cajas de fusibles, interruptores de seguridad, enchufes, enchufes de alto voltaje.

Medios Ópticos: discos compactos (CD's), DVD's y C-Rom.

Automotor: cubiertas del espejo, luces traseras, direccionales, luces de niebla y los faros.

Aplicaciones y bienes de consumo: calderas eléctricas, refrigeradores, licuadoras, máquinas de afeitar eléctricas e incluso secadoras de pelo.

Tiempo libre y Seguridad: cascos de protección personal ligeros, gafas de sol, anteojos de esquí, visores resistentes, cubiertas de binoculares y brújulas, lentes de uso común, lentes de ciclismo, luces de barcos y hebillas de botas de esquí.

Botellas y empacado: biberones, botellas de agua y leche, recipientes para microondas.

Médico y cuidado de la salud: incubadoras plásticas, dializadores de riñón, oxigenadotes de sangre, conexiones de tubos, unidades de infusión, lentes para una visión correcta, tubo respirador, utensilios esterilizables

Vidriado y lámina : cristales de seguridad para los juegos de jockey y bancos, escudos de policías, lámina de esmaltado para invernaderos y estadios.

Historia

El policarbonato es un polímero que se descubrió casi por casualidad y fue explotado comercialmente muchos años después de su desarrollo industrial.

Los primeros estudios sobre este polímero datan del año 1928 cuando el investigador químico E. I. Carothers de la mercantil DuPont, realizando un estudio sistemático sobre las resinas de poliéster, buscando un polímero para la producción de nuevo tejidos, empezó a examinar los policarbonatos alifáticos.

Pasaron muchos años y los estudios continuaron aunque cambiando de dirección y fin. Para el año 1952, el científico H. Schell de la firma Bayer, cumple con éxito los primeros estudios en laboratorio para la fabricación de policarbonatos.

Paralelamente a los estudios de H. Schnell otros científicos también fueron activos para entonces. En 1953 Daniel Fox de la mercantil General Electric descubre en el laboratorio la producción de este polímero.

En el año 1954,. Schnell de la Bayer, presenta la patente tan solo 9 días antes que la de General Electric. Este motivo hace necesario una intervención política para evitar un enfrentamiento entre las dos sociedades.

En el año 1959 el policarbonato “Makrolon” de la firma Bayer entra en producción y un año después en 1960 fue el turno del “Lexan” de la firma General Electric, por lo que “Makrolon” y “Lexan” son nombres comerciales del policarbonato.

Los años siguientes al lanzamiento del policarbonato no fueron precisamente brillantes y a la industria le costaba asimilar e intuir las ventajas económicas de utilizar este nuevo tecnopolímero. El hecho de que este material fuese increíblemente transparente y con excelentes propiedades de resistencia térmica y mecánica, unido a un elevado índice de oxígeno, no era considerado interesante por los sectores económicos.

Estas actitudes de rechazo cambiaron gracias al trabajo de marketing americano que tomo la iniciativa y demostró, por entonces, como este material estaba aún muy lejos de descubrir las áreas auténticas de sus aplicaciones.

En 1982, el primer CD de audio fue introducido al mercado, rápidamente reemplazo a las cintas de audio. Dentro de los siguientes 10 años, la tecnología de los medios ópticos incluían los CD-ROMs y dentro de 15 años los DVDs. Todos estos sistemas ópticos de almacenaje dependen del policarbonato.

Desde mediados de los 80's, las botellas de agua de 18 litros hechas de policarbornato llegaron a reemplazar las pesadas y frágiles botellas de vidrio. Estas botellas ligeras y resistentes al rompimiento, pueden ahora ser encontradas en muchos lugares públicos y oficinas.

La versatilidad el policarbonato lo hacen excelente para una creación funcional, así como productos artísticamente agradables. Pueden ser fácilmente moldeados y teñidos de cientos de colores, para productos como espejos de carros, cubiertas de celulares, contenedores para microondas y pueden ser transparentes para el uso en lentes de uso diario.

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Fuentes e información adicional:

http://html.rincondelvago.com/plasticos-en-la-industria-alimentaria.html
http://www.pslc.ws/spanish/pc.htm
http://www.mtas.es/insht/plastico/FT_7_1_C.htm
http://www.apme.org/media/public_documents/20020712_161322/polycarbonate_summary.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Polycarbonate
http://www.sinopticos.com/policarbonato.html