POLIESTIRENO

Definición

Se designa con las siglas PS. Estructuralmente, es una cadena larga de carbono e hidrógeno, con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinílica de radicales libres a partir del monómero de estireno. A temperatura ambiente, el poliestireno es un sólido termoplástico, que puede ser derretido a altas temperaturas para moldearlo por extrusión y después resolidificarlo.

El monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno (vinilbenceno):

La formula del poliestireno es:

Tipos de poliestireno

- Poliestireno de uso general o Poliestireno cristal (GPPS)
- Poliestireno de alto impacto (HIPS)

El poliestireno de uso general o cristal se puede obtener por medio de tres procesos: polimerización en masa, suspensión y solución, el más utilizado es la polimerización en masa, ya que presenta una aparente simplicidad y proporciona un polímero de alta calidad. A partir de este polímero se obtienen otras variedades de poliestireno, como el expansible, que es obtenido por polimerización en suspensión del estireno en presencia de agentes soplantes y a partir de él se obtienen las espumas aislantes.

El Poliestireno de alto impacto, es un poliestireno modificado con un elastómero, generalmente butadieno. Este se puede obtener por reacción o mezcla física entre poliestireno y polibutadieno. Es más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos sin romperse. El grado de resistencia al impacto está en función del contenido de polibutadieno. Puede ser procesado por los métodos de inyección, soplado y termoformado.

Características generales

Dentro de las propiedades que presentan estos compuestos, se encuentran:

Proceso de producción

El proceso mediante el cual se produce el poliestireno es la polimerización; que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno (C8H10) en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno (C8H8). La polimerización del estireno requiere la presencia de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los peróxidos, que opera rompiéndose para generar un radical libre. Este se une a una molécula de monómero, formando así otro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Finalmente se termina la cadena por reacciones tales como la unión de dos radicales, las cuales consumen pero no generan radicales como se observa en la siguiente figura:

Los procesos de prepolimerización y polimerización son iniciados en un tanque de polimerización con un agitador, se alimenta el monómero de estireno y los aditivos químicos, la reacción inicia cuando aproximadamente el 90% del compuesto es convertido en solución. La solución, conteniendo el polímero, es bombeada hacia un desvolatizador, donde los residuos del monómero de estireno que no reaccionaron son vaporizados, condensados y reciclados continuamente tras la primera etapa de polimerización. El poliestireno fundido fluye del alimentador de base cónica del desvolatizador dentro de un moldeador que da forma, refrigera, seca y filtra el poliestireno en forma de píldoras o comprimidos. Luego, los comprimidos de poliestireno son transportados a los depósitos de almacenamiento.

Métodos de transformación del poliestireno

El poliestireno puede transformarse mediante los siguientes procesos:

Extrusión: Este proceso ha tenido un enorme desarrollo por la elevada producción de lámina para termoformar. El polímero es calentado y empujado por un tornillo sin fin y pasa a través de un orificio con forma definida (dado) de acuerdo a la forma deseada. Se producen por extrusión, tuberías, láminas, perfiles, vigas y materiales similares.

Inyección : El poliestireno ha tenido un gran desarrollo en este tipo de proceso, con los grados de alto flujo que favorecen la elevada productividad de las empresas transformadoras obteniendo una cantidad mayor de producción en un mismo tiempo. El polímero se funde con calor y fricción (a través de un tornillo sinfín) y se inyecta en un molde frío donde el plástico solidifica adoptando la forma del molde. Este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos, utensilios de cocina, juguetes, etc.

Termoformado: Este proceso tiene gran aceptación principalmente en el sector de envase de alimentos, médico y promocional. Siendo favorecidos por la elevada productividad que se llega a obtener con resinas como el poliestireno. Consiste en partir de una lámina que se coloca por encima o por debajo de un molde (a veces se usa un molde macho y otro hembra y la lámina se coloca en medio de ambos). Se aplica calor para que la lámina se reblandezca y una vez que esto sucede, se empuja el molde hacia la lámina para que tome la forma de éste. Alternativamente se aplica presión positiva o vacío para que la lámina se adose al molde y adquiera su forma.

Aplicaciones del poliestireno

La siguiente tabla muestra algunas de las aplicaciones del poliestireno y la forma en que se producen:

En términos generales el GPPS es apropiado para aplicaciones finales que requieren principalmente alta rigidez, buena elongación, y estabilidad dimensional con excelente transparencia. Si se requiere mayor resistencia al impacto y la transparencia no es indispensable, el HIPS es una muy buena opción. Entre estas aplicaciones se encuentran los artículos para empaque, vasos, platos y cubiertos desechables, televisores, computadoras, muebles, sanitarios, etc.

Además de estas aplicaciones, el poliestireno también se puede impregnar de un agente espumante dando origen al poliestireno expandido (EPS) que se usa para fabricar vasos y platos térmicos, partes rígidas, ligeras y flexibles que se usan para proteger bienes al embalarlos, láminas ligeras y rígidas que se arman con varilla para construcción, etc.

Historia

El poliestireno fue obtenido por primera vez en Alemania por la Farbenindustrie A. G. (hoy BASF), en el año 1930. En ese mismo año la empresa inicia la producción industrial de poliestireno instalando una planta para producir 100 ton/año. El primer poliestireno de uso general se introdujo comercialmente en los Estados Unidos en el año 1938 y el primero de alto impacto en el año 1948.

Durante la 2da Guerra Mundial se realizaron injertos de estireno en polibutadieno, obteniéndose un hule sintético para sustituir al caucho natural debido a su escasez. Partiendo de esto, se obtuvo un poliestireno con mayor resistencia al impacto. En 1948, las mezclas de copolímeros de estireno/acrilonitrilo con acrilonitrilo/butadieno generaron como resultado el ABS.

El desarrollo del poliestireno ha formado un grupo de plásticos denominados “Familia de Polímeros de Estireno”, identificados por incluir la estructura del estireno en su composición.

Los polímeros de estireno son de gran relevancia en el mercado, ocupan el quinto lugar del consumo, después del polietileno, polipropileno, polietilen tereftalato y policloruro de vinilo, esto es gracias a una abundante variedad de aplicaciones por facilidad en moldeo y propiedades.

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Tendencias en Sembradoras de Grano Grueso (2005)

El presente estudio fue realizado en el marco del 15º VIAJE DE CAPACITACIÓN TÉCNICA A EE.UU.
(2005) INTA MANFREDI / COOVAECO.

A continuación se reproduce el resumen del estudio y se incluye en la parte final más referencias.

Todas las marcas JOHN DEERE – KINZE – CASE / NEW HOLLAND – AGCO – NEW IDEA y GREEN PLAINT, entre otras están fabricando sembradoras de mayor ancho de labor hasta 36 hileras a 76 cm. para grano grueso con mayor autonomía de semilla, con sistema de plegado, en su mayoría tipo libro, con gran automatización de manejo de la dosificación de semillas; las de grano grueso en su gran mayoría con distribuidores neumáticos, por succión (JOHN DEERE – CASE / NEW HOLLAND) y por presión AGCO, con distribuidor mecánico de dedos KINZE y GREEN PLAINT con placa vertical tipo HILCOR.

Por el lado de la autonomía de semilla la tendencia es colocar en la parte media de la sembradora, una o dos grandes tolvas que alimentan a las tolvas individuales ubicadas en cada línea de siembra a través de mangueras plásticas que llevan la semilla desde la tolva grande a través de presión de aire de una turbina de mando hidráulico, el sistema es sencillo y eficiente y está marcando una firme tendencia de fabricación

Por el lado de los fertilizantes arrancadores, estos son colocados por medio de soluciones líquidas de P+K + micronutrientes y algo de Nitrógeno

La colocación del fertilizante líquido se hace en la línea de siembra en bajas dosis a través de colitas afirmadores de grano que llevan el fertilizante al lugar adecuado por medio de mangueras de pequeños diámetros alimentados por un sistema bomba de caudal variable (John Blue) en su mayoría y divisores tipo MAGNIFLOW

En el caso de colocar líquido Nitrógeno a la siembra del Maíz, utilizan en siembra directa cuchillas monodiscos con zapatas en su gran mayoría colocando el fertilizante 2 x 2 pulgadas de la semilla.
Dentro de esta tendencia John Deere presentó una nueva sembradora de grano grueso MAX EMERGE PLUS, con un cuerpo totalmente de fundición de acero, fundido en China de muy buena calidad, ahora el cuerpo es un 100 % de fundición desde el paralelogramo, los amarres hasta el “carro” porta rueda tapadora de cierre. Otra novedad en John Deere fue la ausencia de cadenas para el mando de los distribuidores neumáticos, esto se realiza por medio de cajas de mando a sinfines construidas en plástico, conectados por un sistema de cable flexible, confiriéndole la capacidad de eliminar las variaciones de espaciamiento entre semillas que provocan las cadenas en los trenes cinemáticas al cambiar el ángulo del paralelogramo cuando copia las irregularidades del suelo.

Como novedad y tendencia se corroboró el diseño de maquinarias que siembran la soja con distribuidores monogranos, a 38 cm. entre hileras, esto se logra por medio de la construcción de sembradoras con cuerpos iguales separados en dos planos, la mitad son utilizados para sembrar Maíz a
76 cm. y el 100 % cuando siembran Soja a 38 cm., estas últimas desde la cabina del tractor por medio de un sistema electrohidraúlico se levantan en el caso de John Deere y de la misma manera se bajan o sea que cambiando el 50 % de las placas de siembra, la máquina pasa en unos minutos de sembrar
Maíz a 76 cm. a Soja a 38 cm. todo como monograno de alta precisión.

Siguiendo con las novedades en sembradoras de grano grueso observadas en el Farm Progress Show, se debe incluir la ubicación de la cuchilla de corte y el barredor de rastrojo separado del cuerpo de siembra y adherido al chasis, que si bien es una tendencia dominante en argentina no lo es en EE.UU, por la baja adopción de la Siembra Directa en el cinturón verde de EE.UU, esta tendencia del cambio de ubicación de la cuchilla de corte y remoción se vio en nada menos que el número dos del mercado de
sembradoras de EE.UU que es KINZE, el primero como se sabe es JOHN DEERE.

Otras marcas de agropartes como Yettes presentó una versión del monodisco fertilizador con barredor incorporado adherido al chasis.

Otra tendencia en sembradoras es mover el tren cinemático con motores hidráulicos, con sistemas de dosificación variable por medio de monitores y programas que admiten prescripciones con guía satelital (GPS).

Otra tendencia es eliminar el marcador mecánico para siembra y colocar sistemas de autoguía satelital en tractores, que a través de bases correctoras estacionarias o conexiones satelitales, pueden trabajar con errores centimétricos, algunos de ellos hasta menores de los 5 cm de error.

Seguramente lo visto en el Farm Progress Show 2005 marcará un camino en el diseño de las sembradoras de grano grueso para Argentina que se manifestará en los próximos años.

Resumen:

- Plegado tipo libro para transporte en la gran mayoría de las marcas: con tolva grande en la parte central y aire para la conducción de semilla hacia los distribuidores monogranos.

- Cuerpos de fundición de acero, con paralelogramos presionados por pulmones neumáticos de regulación de la sensibilidad de carga variable desde la cabina del tractor.

- Fertilización líquida para fertilizantes arrancadores, localizados en el lugar adecuado, con baja fitotoxicidad y máxima eficiencia, mayor precisión en caños de bajada de la semilla. Mejor conducción de la semilla al fondo del surco (nuevos diseños de la colita plástica).

- Dosis variable con guía satelital con sofisticados monitores de pantallas en colores y activas.

- Marcadores Satelitales AUTO GUÍA EN TRACTORES

- Mayor ancho de labor en todas las marcas.

- Siembra monograno para Soja a 38 cm.

- Distribuidores neumáticos en Maíz en su gran mayoría.

- Tanque central de semillas, con conducción por aire a los distribuidores monogranos.

- Tanque de fertilizante líquido en la parte central de la sembradora o bien sobre el tractor.

- Fuerte tendencia a la automatización de manejo con monitores, electroválvulas hidráulicas, sensores, etc. Todas estas tendencias se dan en EE.UU. debido a que el productor es el que siembra, pulveriza y
cosecha, dado que no existe una mano de obra tecnificada y solamente trabaja el grupo familiar; esto explica el tamaño y la automatización de las máquinas en EE.UU.

Novedad en KINZE: La única empresa importante de sembradoras de EEUU y la número 2 del mundo, KINZE, se resistía a adoptar el distribuidor neumático por succión, como tiene JD, Case, New Holland y AGCO, por presión.

En el Farm Progress Show 2005, KINZE introdujo un novedoso y muy sencillo distribuidor neumático por succión, lo que lo posiciona muy bien al mundo, ya que el distribuidor de presión de dedos, de placa vertical con cepillo estaba siendo superado en sus prestaciones por el distribuidor neumático de la competencia.

Otra novedad en sembradoras en EE.UU., la constituyen la masiva adopción en las diferentes versiones de barredores de rastrojo para maíz, que posee el mercado de EE.UU.; el barredor de rastrojo de maíz debe ser adoptado en Argentina masivamente para mejorar la calidad e uniformidad de implantación del maíz, para mejorar el potencial de rendimiento y la competitividad de un cultivo clave para la sustentabilidad agrícola de Argentina, donde sin captura de carbono y sistemas modulares excelentes la
siembra directa no tiene otra ventaja más que la propia de mejorar el uso del agua y reducir costos de producción.

Otra tendencia en la construcción de las sembradoras en EEUU es el abandono total de las tolvas de chapa ya sea para semillas y/o fertilizante; las tolvas en un 90% son de plástico roto moldeado, más estético, duradero, menor mantenimiento, mayor facilidad constructiva. Argentina debe mejorar y
avanzar en ese aspecto.

Fuente:
Ing. Agr. M.Sc. Mario Bragachini
INTA Manfredi
Coordinador del Proyecto Agricultura de Precisión
http://www.agriculturadeprecision.org

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El Aluminio: un metal con aplicaciones singulares

El aluminio es un metal sin igual por sus características:

Su símbolo químico es Al y su número atómico es 13.

Su ligereza, conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión y bajo punto fusión le convierten en un material idóneo para multitud de aplicaciones; sin embargo, la elevada cantidad de energía necesaria para su obtención limita su mayor utilización; dificultad que puede compensarse por su bajo costo de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

PROPIEDADES DEL ALUMINIO

Propiedades Atómicas

Propiedades Eléctricas

Propiedades Físicas

Propiedades Mecánicas

Propiedades Térmicas

Aplicaciones del aluminio

La combinación de la ligereza con resistencia y alta conductibilidad eléctrica y térmica es la propiedad que hace del aluminio y sus aleaciones en materiales de construcción muy importantes para la construcción de aviones, de automóviles, de máquinas de transporte, para la electrotecnia, la fabricación de motores de combustión interna, etc.

En la industria química el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos, recipientes y aparatos. Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Los únicos metales más ligeros son el litio, el berilio y el magnesio.

Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil para construir aviones, vagones ferroviarios y automóviles, y para otras aplicaciones en las que es importante la movilidad y la conservación de energía.

Por su elevada conductividad térmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustión interna. Solamente presenta un 63% de la conductividad eléctrica del cobre para alambres de un tamaño dado, pero pesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un alambre de cobre es más grueso, pero sigue siendo más ligero que el de cobre.

El peso tiene mucha importancia en la transmisión de electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir electricidad a muy altos voltajes.

El aluminio es muy utilizado en la arquitectura, tanto con propósitos estructurales como ornamentales. Las tablas, las contraventanas y las láminas de aluminio constituyen excelentes aislantes.

Se utiliza también en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe relativamente pocos neutrones. Con el frío, el aluminio se hace más resistente, por lo que se usa a temperaturas criogénicas.

El papel de aluminio de 0.018 cm de espesor, actualmente muy utilizado en usos domésticos, protege los alimentos y otros productos perecederos.

Debido a su poco peso, a que se moldea fácilmente y a su compatibilidad con comidas y bebidas, el aluminio se usa mucho en contenedores, envoltorios flexibles, y botellas y latas de fácil apertura. El reciclado de dichos recipientes es una medida de conservación de la energía cada vez más importante.

La resistencia a la corrosión al agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos. Se puede preparar una amplia gama de aleaciones recubridoras y aleaciones forjadas que proporcionen al metal más fuerza y resistencia a la corrosión o a las temperaturas elevadas. Algunas de las nuevas aleaciones pueden utilizarse como planchas de blindaje para tanques y otros vehículos militares.

Como hemos podido apreciar el aluminio es un material muy importante y con múltiples usos cotidianos.

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