jueves, 21 de noviembre de 2013

Materiales de construcción: el cemento y sus derivados


Artículo de Manuel Arnal

CEMENTO

¿Qué es? 

Es un conglomerante formado a partir de caliza y arcilla (clinker) calcinadas y posteriormente molidas, a esta molienda de rocas se le añade yeso, éste le da la propiedad de fraguar y endurecerse.
El cemento se comercializa en forma de polvo que, mezclado con agua se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que fragua y adquiere una consistencia pétrea.
Caliza


Arcilla

Yeso

Tipos de cemento

En ocasiones al cemento común (caliza, arcilla, yeso) se le añaden otros componentes adicionales: escoria siderúrgica, puzolana natural, humo de sílice…, aportándole otras propiedades.
Aspecto del cemento
Existen distintos tipos de cemento dependiendo del porcentaje de los componentes que lo forman. Cada tipo de cemento está indicado para unos usos determinados, también las condiciones ambientales determinan el tipo de cemento a utilizar. Hay que usar uno u otro tipo dependiendo de la obra que se quiera realizar, por ejemplo: cemento con más cantidad de hierro en ambientes con aguas corrosivas, con materiales plásticos para fachadas por su capacidad moldeable, con cenizas volcánicas (puzolana) para fraguar bajo el agua o con residuos de carbón resistente a la corrosión atmosférica.
En España solo se pueden utilizar cementos legalmente comercializados en la Unión Europea estando sujetos a unas leyes específicas.

Fábrica de cemento

MORTERO

Es la mezcla de cemento, arena y agua, es decir, un hormigón normal sin áridos gruesos.
Sirve para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón o relleno de paredes y espacios entre bloques. Generalmente se usa en obras de albañilería.
Existen distintos tipos dependiendo del uso que quiera darse: refractarios, aireantes, ignífugos, aligerados, cemento-cola, hidrófugos. 


Uso de mortero para unir ladrillos

HORMIGÓN

¿Qué es? 

Es un material compuesto empleado en la construcción formado esencialmente por:
  • Cemento, como aglomerante.
  • Áridos: grava, gravilla o arena.
  • Agua, para que se produzca una reacción de hidratación.
  • Aditivos, para añadirle características concretas.

Es el material más empleado en la construcción. Se le da forma mediante el empleo de cajas denominadas encofrados. Es habitual en la construcción de edificios, puentes, canales, diques, puertos…y también en la cimentación de edificios.


Ópera de Sidney, estructura de hormigón armado y cubierta de azulejos.

Presa de hormigón

Características:

La principal característica del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, no así los de tracción o flexión, por este motivo se utiliza asociado a armaduras de acero.
La durabilidad del hormigón depende ante todo de la compacidad, impermeabilidad, impenetrabilidad y también la elección del cemento más adecuado para cada circunstancia.
La compacidad se consigue a base de la calidad y proporción de los materiales que lo componen (agua, cemento, áridos…) y de una buena ejecución en su proceso: amasado, transporte, curado, etc.


Operarios trabajando con hormigón

Tipos

Existen distintos tipos de hormigón:
  • Hormigón ordinario.
  • Hormigón armado: con armadura de acero para resistir tracción y compresión. En ocasiones ese acero se tensa mientras fragua el hormigón, dando lugar al hormigón pretensado.
  • Hormigón aireado, incorporando aire u otros gases para que resulte poco denso
  • Aligerado con fibras naturales.
  • De alta densidad: con áridos muy densos como barita y magnetita, para blindar estructuras y proteger frente a la radiación.
Pilar de hormigón armado

  También se comercializa en forma de bloques prefabricados:



FUENTES DE INFORMACIÓN:


martes, 19 de noviembre de 2013

La fibra óptica

Artículo de Lidia Gracia



¿Qué es?

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos. Consiste en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.




 En 1977, General Telephone and Electronics envió la primera transmisión telefónica a través de fibra óptica, en California.

¿Para qué se utiliza?

Las fibras ópticas se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de las ondas de radio y superiores a las de cable convencional. Son el mejor  medio de transmisión al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales,  donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.


Características:

Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar. 

Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.

Funcionamiento:

Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.

Fuentes de información:

martes, 12 de noviembre de 2013

La bombilla

Artículo de Miriam Campos



¿Qué es una lámpara o bombilla?

Es un globo de vidrio en forma de pera en el que se ha hecho el vacío y hay un filamento metálico que se pone incandescente al paso de la corriente eléctrica.
Sirve para iluminar o dar luz.


¿Quién la inventó?

El descubrimiento se atribuye oficialmente a Thomas Alva Edison, quien la creó en 1880, aunque según los ingleses fue inventada por Joseph Wilson Swan un físico químico que vivío entre los años 1828 y 1914. Anteriormente Humphry Davy descubrió que al pasa una corriente eléctrica por filamentos de platino  brillaban durante unos minutos.


Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison nació el 11 de febrero de 1847 en Milán y murió el 18 de octubre de 1931 en New Jersey. Fue un empresario e inventor estadounidense que patentó más de mil inventos.

Tipos de bombillas


Bombillas Incandescentes (1000 h)
Hasta hace poco tiempo eran las más comunes, emiten una luz amarillenta y cálida.
  • Poseen un filamento que se ilumina al calentarse
  • Unos conductores por donde pasa la electricidad
  • Ampolla de vidrio con un gas en su interior
  • Reproducen muy bien todos los colores, se encienden rápido.
  • Emiten mucho calor, solo aprovechan un % bajo de la energía y duran poco.
Incandescente

Bombillas incandescentes reflectoras
  • Poseen un baño reflector que evita que la luz se propague en determinada dirección.
  • La superficie reflectora en la parte central evita el deslumbramiento por la luz directa.
  • Cuando la superficie reflectora está en la parte lateral la luz sale por la parte frontal.
Incandescente reflectora

Bombillas halógenas (3000h)

Son lámparas incandescentes con filamento de wolframio que se calienta a mayor temperatura.
  • Emiten una luz blanca
  • El interior de la ampolla contiene gas noble y por un halógeno metálico
  • Son de pequeño tamaño y alta capacidad de iluminación
  • Generan mucho calor y emiten una luz muy intensa.
  • Precio más caro
Halógena

Tubos fluorescentes (8.000h)

  • Consumen mucha energía.
  • Crean una descarga de gases dentro de un tubo que emite radiaciones ultravioletas.
  •  Son de larga duración y la luz es muy fría
Fluorescente

Lámparas de bajo consumo (7.500h)

Son similares a los tubos fluorescentes pero de menor tamaño.

  • Alta duración y muy bajo consumo.
  • Con 11 watios iluminan lo mismo que una incandescente de 60.
  • Consume más energía al encenderse
  • Precio más caro
De bajo consumo

Lámparas led

  • Emiten luz blanca
  • Usan leds como fuente luminosa.
  • Tienen aletas de refrigeración
  • De larga duración y son más caras que las lámparas fluorescentes

De leds

FUENTES CONSULTADAS

CUESTIONES

  1. ¿Qué sustancia tóxica tienen las bombillas de bajo consumo?
  2. ¿Dónde se tiran las bombillas que ya no sirven?
  3. ¿Por qué se funden las bombillas incandescentes tan pronto?
  4. ¿Les afecta el calor a las bombillas led?

El papel

Artículo de Elena Tafalla



EL PAPEL

El papel es el material más utilizado para la escritura a lo largo de la historia. Su nombre deriva del papyrus, que era un material muy utilizado por los antiguos egipcios, romanos y griegos. 

Planta del papiro
Los egipcios obtenían el papiro de una planta, caracterizada por sus hojas largas, tallos blandos, la parte inferior gruesa y sección triangular.

Papiro egipcio
 Los chinos fueron los pioneros de la fabricación del papel. T’sai Lun era un empleado de un emperador chino. Él fabricó por primera vez un papel, este papel lo fabricó con fibras de la caña de bambú, morena y otras plantas, dando origen al papel de hoy en día. Durante 500 años la elaboración de papel permaneció en china. 
Primer fabricante de papel


La expansión del papel.


  • En el año 600 d.C. el papel llegó a Corea y Japón.
  • En el 750 d.C. llego hasta Asia Central, el Tibet y la India.
  • Los árabes también empezaron con la fabricación del papel y crearon molinos de papel en Bagdad, Damasco, El Cairo y –más tarde- en Marruecos, España y Sicilia. Los árabes no tenían fibras frescas, de manera que para producir papel extrajeron la materia prima de sus antiguas alfombras; luego usaron harneros hechos de caña y fabricaron hojas delgadas recubiertas con pasta de almidón. Este papel era de apariencia fina y resistía muy bien la escritura. 
  • En Europa primer ejemplar escrito en papel es una carta árabe que data del año 806. Antes de la aparición del papel, los europeos utilizaban el pergamino, producido de delgadas capas de piel de vaca, oveja o cabra. 
    • La primera fábrica de papel europea se estableció en España, cerca del año 1150. Durante los siglos siguientes la técnica se extendió a la mayoría de los países de Europa.
    • Fue un francés, Nicholas Louis Robert, quien, en 1798, construyó una máquina efectiva, la que fue mejorada por dos británicos –los hermanos Henry y Sealy Fourdrinier-, quienes en 1803 crearon la primera de las máquinas marcadas con su apellido.
    • En 1840 introdujeron el proceso de trituración de madera para fabricar pulpa, con lo cual se pudo fabricar papel a partir de una materia prima. Diez años después se realizó el primer proceso químico para producir la pulpa.
    • En 1844, Federic Gottlob Seller sería el primero en obtener, mediante un procedimiento mecánico, pasta de madera.
    • Hacia 1852, Meillier descubrió la celulosa y Tilghman patentó el procedimiento mediante el cual, y por medio de la utilización de bisulfito de calcio, se obtenía celulosa de la madera.

Antigua fábrica en Calamocha 

En la imagen se ve una antigua fábrica de papel estraza reconvertida en fábrica de luz en la localidad de Calamocha. Se trata de un edificio de planta cuadrangular, con dos plantas, la inferior utilizada para la instalación de la maquinaria hidroeléctrica y la superior como vivienda a la que se accede desde el camino. Está cubierto por una techumbre a cuatro aguas. Presenta un cárcavo de gran luz como salida de aguas realizado en ladrillo.


Los edificios destinados a esta función suelen contar con un gran cárcavo para la instalación de la parte hidráulica y, en la parte superior del edificio, un ático con un gran número de ventanas, ya que es allí donde se dejaban secar las hojas de papel.

Fuentes:

Aerogeneradores

Artículo de Sara Cervera



¿Qué es un aerogenerador?

Un aerogenerador o generador eólico es un sistema que produce electricidad a partir de una turbina eléctrica accionada por el viento.

Parque eólico

¿Cómo funciona?

La energía eólica, es decir la energía cinética del aire en movimiento, mueve las palas del aerogenerador y proporciona energía mecánica a un rotor hélice, que a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar al rotor de un generador, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.     

El potencial eólico o capacidad que tiene un aerogenerador de absorber la energía del viento viene determinado por variables como la distribución de la energía eólica, la potencia eléctrica obtenida para cada velocidad del viento o la probabilidad que hay a lo largo de un año, en un área concreta, de que un viento sople a una velocidad u otra.

Partes de un aerogenerador

Las partes principales de un aerogenerador son:
  • la góndola-carcasa que protege las partes fundamentales del aerogenerador.
  • las palas del rotor que transmiten la potencia del viento hacia el buje.
  • el buje que es la parte que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad.
  • eje de baja velocidad que conecta el buje del rotor al multiplicador. Su velocidad de giro es muy lento.
  • el multiplicador, que permite que el eje de alta velocidad gire mucho más rápido que el eje de baja velocidad.
  • eje de alta velocidad, gira a gran velocidad y permite el funcionamiento del generador eléctrico.
  • el generador eléctrico que es una de las partes más importantes de un aerogenerador. Transforma  la energía mecánica en energía eléctrica.
  • Controlador eléctrico, es un ordenador que monitoriza las condiciones del viento y controla el mecanismo de orientación.
  • La unidad de refrigeración, mecanismo que sirve pare enfriar el generador eléctrico.
  • La torre que es la parte del aerogenerador que soporta la góndola y el rotor.
  • El mecanismo de orientación, está activado por el controlador electrónico, la orientación del aerogenerador cambia según las condiciones del viento.      

Operarios en la góndola del aerogenerador
Parque eólico marino
  

En España se puso en marcha el primer aerogenerador en 1984. Fue  un prototipo construido y diseñado en Cataluña y se instaló en el municipio de Vilopriu.

FUENTES DE INFORMACIÓN



viernes, 8 de noviembre de 2013

Las primeras centrales nucleares

Artículo de Ana Barrado



Definición:

Una central o planta nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear.
Las centrales nucleares tienen un reactor, que es una instalación que permite iniciar y controlar una reacción en cadena de fisión nuclear. El calor generado en dicha reacción se utiliza para convertir un líquido, generalmente agua, en vapor que de manera semejante a como ocurre en las centrales térmicas de combustibles fósiles, se emplea para accionar un grupo turbina-generador y producir así energía eléctrica.

Partes de una central nuclear


Primera central nuclear:

La Central nuclear de Óbninsk  es la primera central nuclear en el mundo. Entró en funcionamiento el 26 de junio de 1954 (en Óbninsk, antigua URSS). Tenía un reactor de uranio y grafito. Generaba 5 MW con solo un 17% de rendimiento térmico.
Fue desactivada el 29 de abril de 2002 y hoy en día está convertida en un museo.

Central nuclear de Óbnisk

Central nuclear de Óbnisk
En 1957 se construyeron otras dos centrales nucleares en Reino Unido. El mayor número de instalaciones nucleares se produjo entre 1960, donde el total de centrales era de 16 en todo el mundo, y 1988, cuando ya se contaba con 416 centrales.
En España el estado actual de las nucleares es el siguiente:



Fuentes: