3. Tecnología del Cinvestav
prolonga vida de turbinas
Al concentrar altas temperaturas, las turbinas de los aviones
requieren protección especial para evitar un rápido desgaste y
corrosión. Ante esta problemática, científicos del Centro de
Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), Unidad
Querétaro, han desarrollado materiales y recubrimientos capaces de
proteger diversos componentes metálicos.
La tecnología protectora se puede apreciar en forma de películas
ultradelgadas del orden de micras de grosor, elaboradas a base de
materiales nanoestructurados.
De esta forma, los recubrimientos protegen partes metálicas que
están expuestas a ambientes en los que la temperatura podría elevarse
hasta en mil grados centígrados.
4. Corrosión
La corrosión de los metales consiste en su oxidación
cuando entran en contacto con el oxigeno y la
humedad del medio; como producto se forma un
óxido metálico. La reacción química que se lleva a
cabo en la corrosión del hierro se representa así:
4Fe + 3O2 + 3H2O -> 2Fe2O3 + 3H2O
5. Toneladas de acero que son
disolubles a nivel mundial por la
corrosión
5.61 toneladas de acero son
disolubles en el mundo, los
cuales son procedentes de
unos nanómetros o
picometros, invisibles en
cada pieza, ya que al
multiplicarlo por la cantidad
exacta de acero existente en
el mundo, se constituye una
nueva cantidad, todo esto
producido por la corrosión.
6. Métodos para evitar la
corrosión
• Recubra el acero normal con plásticos especiales. El recubrimiento
del acero con plásticos especiales resistentes al desgaste constituye
otra forma de protección contra la corrosión; sin embargo, el alto
coste que implica el proceso de recubrimiento (en talleres
especializados) hace que este método no sea práctico para uso diario.
• Pinte el acero normal con pinturas especiales. El pintar el acero
utilizando pinturas especiales es el método más común de proteger
grandes estructuras de acero. Las superficies que se van a pintar se
deberán limpiar cuidadosamente con un cepillo de acero (o
preferiblemente mediante un chorro de arena). La capa inferior
deberá consistir en un imprimador basado en zinc. La segunda y
tercera capas deberán consistir en una pintura de epoxi sobre base de
brea.
7. Métodos para evitar la
corrosión
• Utilice acero inoxidable en lugar de acero normal. Acero inoxidable
es acero normal mezclado con otros metales como níquel y cromo. Sin
embargo, el coste del acero inoxidable hace que éste no sea práctico para
un uso diario, excepto para pequeños elementos de ajuste como pernos y
tuercas.
• Recubra el acero normal con zinc. El recubrimiento de acero con zinc,
que es otro metal, es un procedimiento que se conoce generalmente como
galvanizado y es la forma más normal de proteger pequeños objetos
fabricados como anillas de amarre, bolardos fabricados con tubos,
pernos, mordazas, cadenas, grilletes, tuberías de agua, etc. Los materiales
a recubrir se sumergen normalmente en un baño de zinc fundido en
talleres especializados. Una vez un objeto se ha sumergido en zinc en
caliente no se debe realizar ningún trabajo de soldado, corte o taladrado,
ya que esto destruiría la integridad del recubrimiento de protección.
9. Materiales• Cenicero de cristal o barro
• Fibra de acero
• Cerillos
• Clavo de 4 pulgadas
• Moneda de cobre
• Plato hondo de plastico
• 50ml de vinagre
• 5 servilletas de papel
• Lija para metales
• 1 vela
• Limadura de hierro y cobre
• Papel aluminio
• Cinta de magnesio
10. Introducción
Es la pérdida o deterioro de las propiedades físicas y/o
químicas de un metal, sobre todo el hierro, al interactuar
con su medio. Sucede naturalmente, transformándose el
metal en un óxido, (reacción anódica, donde ocurre la
disolución del metal) que es un compuesto más estable, por
el cual el metal vuelve a su estado anterior u original, que es
el que tenía antes del proceso metalúrgico.
11. Procedimiento
Práctica 1
• Poner por separado la fibra metálica y el clavo sobre el
cenicero.
• Enciendan un cerillo y acercar el clavo a la flama
• Enciendan otro cerillo y acérquenlo al fragmento de metal
12. Conclusiones - Resultados
• El cerillo se hizo de un color oscuro al acercarlo con el
fuego.
• La fibra comenzó a fundirse y a tornarse color negra.
13. Procedimiento
Práctica 2
• Lijar una cara de la moneda de cobre.
• Poner en el plato una servilleta impregnada de vinagre.
• Poner la moneda en la servilleta e impregnen con vinagre.
• Agregar vinagre al plato sin mojar la superficie limada de
la moneda.
• Dejar reposar varias horas y revisar cada 30 minutos.
• Al pasar 2 horas, levantar la moneda y observar los
cambios.
14. Conclusiones - Resultados
• El vinagre acelera la oxidación. La moneda se tornó de un
color verdoso al cabo de varias horas.
15. Procedimiento
Práctica 3
• Enciende la vela y fíjala con parafina derretida en el
centro del plato
• Toma levadura de hierro y déjala caer lentamente en la
flama
• Lleva a cabo el mismo procedimiento con limadura de
cobre
• Sostiene el papel aluminio en la flama
16. Conclusiones - Resultados
Al dejar caer las limaduras de hierro y cobre, estas
producían chispas, y aumentaba con el cobre.
Al colocar la cinta al fuego, producía una luz muy clara
18. Galvanoplastía
La galvanoplastia es un proceso por el cual una superficie se
cubre con iones metálicos que pasan a través del ánodo y llegan
al cátodo mediante una solución salina que es conductora de
electricidad.
La galvanoplastia presenta diversas ventajas, tales como las
siguientes:
• Aumenta o da resistencia y durabilidad a los materiales
sometidos a este proceso.
• Es un proceso de bajo costo.
• Ofrece al material recubierto resistencia a la corrosión y a la
oxidación.
19. MODELOS EN 3D DE LAS MOLECULAS QUE
PARTICIPAN EN LAS REACCIONES QUIMICAS
25. ¡Se oxidó mi bici!
Tu tío Enrique se ha empeñado en que heredes su bicicleta. Por
eso, vas a su casa para recogerla y, volando, sales a probarla,
pero… te das cuenta de que amenaza una tormenta, así que,
sobre la marcha, decides volver y dejas la bici apoyada en la
valla. Sabes que se mojará, pero piensas que no pasa nada, así
se limpia.
Al cabo de unos días, cuando por fin vuelve a salir el sol,
decides recoger tu bici y, al acercarte, observas unas manchas
marrones que antes no tenía. Intentas limpiarlas pero no se
quitan, no se trata de suciedad; además, la cadena está rígida y
los eslabones atorados; algo ha pasado. ¿Qué ocurrió?
26. Preguntas
• ¿Las manchas marrones son resultado de un cambio químico o
físico?
R:Químico
• ¿Qué elementos han intervenido en los cambios producidos en la
bicicleta?
R:Agua, oxigeno y aire
• ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar?
R:Oxidación de un metal al contacto de agua
• Si las partes metálicas de la bicicleta son de hierro, ¿cuál es la
reacción que se llevó a cabo?
R:Corrosión
• ¿Cómo se evita que a las bicicletas les pase lo que se menciona en
el texto?
R:Evitar el contacto con el agua
27. Primeras observaciones
de ácidos y bases
En el siglo XVII, tres químicos fueron los pioneros e el estudio
de las reacciones entre los ácidos y las bases. Johann R. Glauder
(1604-1668) preparo muchos ácidos y sales, como la sal de
Glauder, con la que hoy se siguen elaborando colorantes, Otto
Tachenius (1620-1690) fue el primero en reconocer que el
producto de reacción entre un ácido y una base es una sal. Por su
parte, Robert Boyle (1627-1691) asoció el cambio de color en el
jarable de violetas con el carácter ácido o básico de la disolución
de una sustancia.
Hoy sabemos que estas reacciones intervienen en muchos
procesos biológicos
28. Preguntas
• El bicarbonato es una sustancia que se utiliza para eliminar la
acidez estomacal. ¿Qué clase de sustancia es y que reacción
química se produce en dicho caso?
R:Es una base. Neutralización.
• 2. ¿Qué tipo de reacción analizó Otto Tachenius?
R: Neutralización de ácido-base
• 3. ¿Cómo explicas lo observado por Robert Boyle en el jarabe
de violetas?
R:El jarabe de violetas es un indicador de pH
34. Resumen
• Con este proyecto, me he dado cuenta de que la corrosión
es una reacción química, con la cual, se obtienen tres
factores: agua, aire y oxigeno.
• Se podría decir que la corrosión en un fenómeno químico,
y físico, dado a materiales, metales, y distintas
