martes, 25 de octubre de 2011

¿Qué aplicaciones tienen los metales?


De:  La fiebre comienza. Nota de tapa de EXACTAmente 48. por Susana Gallardo |sgallardo@de.fcen.uba.ar
Foto: Diana Martinez Llaser
La Argentina ocupa el tercer puesto en reservas mundiales de litio, luego de Bolivia y Chile. Este metal, que está desatando una fiebre internacional por su rol clave en la producción de baterías para autos eléctricos, fue declarado recurso estratégico en la Provincia de Jujuy. Por su parte, el Estado comenzó a impulsar el desarrollo de tecnologías para que el material no salga del país sin el agregado de valor. ¿Qué posibles consecuencias ambientales ofrece la extracción del mineral?
Como en otras épocas lo fue el oro y también el petróleo, el litio hoy constituye un recurso natural no renovable que despierta la codicia de grupos empresarios dispuestos a obtenerlo a bajo costo y comercializarlo con alto valor, pero fuera del país. De hecho, la fiebre internacional generada en torno de este metal disparó los precios. Aún así, la relación entre el valor de la materia prima frente al producto industrializado es significativa. “Un kilo de carbonato de litio cuesta 6 dólares, mientras que una batería de 5 kilos representa 25 mil dólares”, reflexiona el doctor Ernesto Calvo, director del Instituto de Química de los Materiales Medio Ambiente y Energía (Inquimae), de la FCEyN y el Conicet.
Se estima que a mediano y largo plazo habrá un importante incremento en los precios y la demanda de litio, la cual podría duplicarse en los próximos diez años, según las conclusiones de la Reunión del Grupo de Expertos Senior sobre el Desarrollo Sostenible del Litio en América Latina, organizada por la Comisión Económica de las Naciones Unidas para América Latina (CEPAL) a fines de 2010 en Santiago de Chile.

En concordancia con ese panorama, en marzo de 2011, el “precioso” metal fue declarado recurso estratégico por el Gobierno de la Provincia de Jujuy, con lo cual se busca preservarlo y convertirlo en “una fuente generadora de valor agregado local y de participación e inclusión laboral”, según el decreto.
“La idea es que el recurso produzca el mayor beneficio posible, con bajo impacto ambiental y alto desarrollo social y económico”, señala el biólogo Rodolfo Tecchi, miembro del comité de expertos creado en Jujuy con el fin de revisar los proyectos de exploración y explotación, y recomendar o desaconsejar su ejecución teniendo en cuenta el impacto ambiental así como la creación de fuentes de trabajo, el desarrollo tecnológico que implique y otras inversiones que pueda generar.
Tecchi, que integra también el Directorio de la Agencia Nacional de Promoción Científica, destaca: “Se busca sacarle el mayor jugo posible y que, a diferencia de lo que ha sucedido con otros recursos no renovables, la explotación derive en desarrollos que permitan sostener la economía de la provincia”. Pero esta intención también es compartida por el Gobierno nacional. En efecto, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (Mincyt), junto con el de Industria, impulsa el desarrollo de tecnologías para dotar al producto de valor agregado.
En abril de 2011, ambos ministerios organizaron, en la ciudad de Jujuy, el Seminario de Utilización Integral de Litio en Argentina, en el que participaron especialistas de la universidad y de diversos organismos de ciencia, como la Cnea, el Conicet y la Conae, entre otros, y explicaron qué posibilidades tiene el país de iniciar la fabricación de baterías. La respuesta fue que, con el apoyo del Estado, en el término de un año se podría elaborar un prototipo de batería para computadoras y telefonía móvil.
“El seminario permitió confirmar que existen capacidades, ahora hay que ver cómo continuar”, señaló Ruth Ladenheim, Secretaria de Planeamiento y Políticas en Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva del Mincyt. La funcionaria anunció la puesta en marcha de un equipo de trabajo interministerial, con participación del Ministerio de Ciencia y el de Industria, junto con el INTI y las cámaras industriales interesadas en esta iniciativa.
“Queremos generar las condiciones para cambiar la secuencia tradicional de explorar, explotar y exportar, de modo que, previo a exportar, se pueda agregar valor y convertir el recurso en un aprovechamiento sustentable”, sostuvo Ladenheim.
El litio, un metal blanco y tan blando que se puede cortar con un cuchillo, tiene propiedades que lo convierten en un componente clave en la producción de baterías. “Tiene un alto potencial electropositivo, además de ser muy liviano”, afirma Ernesto Calvo, y agrega: “el litio puede brindar una enorme densidad de energía y potencia por unidad de masa”. El único compuesto capaz de aportar más energía con menos peso es el hidrógeno.
Es el material primordial de las baterías de telefonía celular, cámaras fotográficas, computadoras y otros dispositivos electrónicos; son las que se conocen como litio-ión, desarrolladas por Sony en la década de 1990. Pero ahora los más interesados en las baterías de litio son las compañías automotrices, que buscan producir autos no contaminantes, propulsados a electricidad.
Hay dos tipos de baterías: las primarias (no recargables y desechables) y las secundarias, que permiten numerosos ciclos de carga y descarga. El problema es que, a través de esos ciclos, el material no siempre es reversible, pues los átomos no vuelven a la misma posición, es lo que se llama envejecimiento, o efecto memoria.
“Para que la batería dure, esos procesos deben ser reversibles”, comenta Calvo, y advierte: “Las baterías de litio-ión no son apropiadas para un auto, porque, si se las sobrecarga, pueden explotar e incendiarse. Además, aún no pueden competir con la nafta. La única que puede hacerlo es la de litio-oxígeno, porque tiene la misma densidad de energía, pero es una batería primaria que, desde hace mucho tiempo, se trata de hacerla recargable, y presenta muchas dificultades”.
Se espera que en el 2020 haya un 20% de autos eléctricos en el mundo, y la batería de litio-oxígeno es la que tiene más chance. “Pero queda mucha ciencia e ingeniería para resolver”, subraya Calvo.
Un triángulo valioso
Lo cierto es que el litio –el metal más liviano y que ocupa el tercer lugar en la tabla periódica, después del hidrógeno y el helio– es abundante en los salares altoandinos. Es más, el 75% de las reservas del mundo están en un triángulo formado por el salar de Uyuni en Bolivia, el de Atacama en Chile y los de la Puna argentina, que comprende parte de las provincias de Jujuy, Salta y el norte de Catamarca. Solo en Jujuy, el salar de Cachauri atesora reservas equivalentes a 50 mil millones de dólares.
En Bolivia, la explotación la realiza el Estado, con una planta de extracción y purificación de carbonato de litio en el salar de Uyuni. “Fueron las propias comunidades campesinas las que le exigieron al Gobierno que no dejara la producción de litio en manos de empresas privadas”, remarcó el ingeniero Alberto Echazu Alvarado, gerente de Recursos Evaporíticos de la Corporación Minera de Bolivia (Comibol), durante el seminario en Jujuy. También adelantó que la fase final del emprendimiento se llevará a cabo en alianza con empresas que aporten tecnología para producir baterías y derivados del mineral.
Por su parte, en Chile, si bien el litio se explota en forma privada, el Estado regula el volumen de producción para no modificar demasiado la oferta y evitar la caída del precio. Ese país, con el 40% del mercado, es uno de los principales exportadores, y vende a Japón y Corea del Sur, donde se asientan las principales fábricas de baterías de litio.
En la Argentina, desde 1998, la corporación FMC explota el litio del salar del Hombre Muerto, en Antofagasta de la Sierra, Catamarca, por un valor de 35 millones de dólares anuales. En Salta hay una explotación incipiente, mientras que en Jujuy se podría iniciar la actividad en tres años. En esta provincia, el comité de especialistas estudia el impacto de las propuestas presentadas, analizando aspectos técnicos, por ejemplo, qué pasa si diferentes empresas se proponen operar en una misma cuenca.
“El Estado boliviano, que cuenta con el know how de diseño y tecnología para establecer una planta de extracción de litio, está interesado en nuestro potencial desarrollo tecnológico para la fabricación de baterías”, asegura Tecchi.
Por su parte, Calvo propone: “Si se explota el litio y luego se exporta, estaremos exportando puestos de trabajo, muchos de ellos calificados. La Argentina debe hacer un esfuerzo para entender la tecnología y formar recursos humanos para que, por un lado, podamos conocer a fondo los procesos y los materiales y, por otro, estemos en condiciones de producir baterías de litio, con la participación de las universidades y los institutos de investigación”.
Tal vez no se pueda evitar que las empresas privadas se lleven el litio como commodity, pero “se podría cobrar una alícuota por cada kilo que se exporte de mineral de litio, y así financiar un programa de becarios, laboratorios y recursos”, postula Calvo.
Explotación y ambiente
Los salares son cuencas cerradas donde queda almacenada el agua, y a lo largo de miles de años se han concentrado minerales y elementos químicos que fueron arrastrados por la lluvia desde las laderas montañosas. “La existencia de costras sólidas de sal es sólo una característica superficial que está presente en algunos salares, pero no es representativa de la complejidad del sistema. Un salar tiene asociado un cuerpo subterráneo de salmuera que lo alimenta, y tiene diferentes ‘facies’ de sales en profundidad, como cloruro de sodio (halita), cloruros y sulfatos de potasio y magnesio, y otros sulfatos y carbonatos”, explica el doctor Fernando Díaz, geólogo forense y ambiental independiente.
Hacia los bordes de la salina, esta salmuera está en contacto con el agua subterránea dulce que desciende de las zonas altas de la cuenca y fluye hacia la salina, y en el límite se conforma una interfase de agua dulce y salmuera. La salmuera, por su mayor densidad, ocupa la posición inferior, y sobre ella se superpone el agua dulce, que descarga hacia la superficie, dando lugar a la formación de vegas y lagunas que circundan los salares.
La salmuera es bombeada mediante perforaciones y luego se la expone al sol para evaporar el líquido y concentrar los componentes de interés. Díaz explica que la concentración de litio en las salmueras es baja y varía dentro de cada salar, y entre los distintos salares, fluctuando entre unas pocas decenas de partes por millón (ppm) y poco más de mil, con valores promedio de 600 ppm en el Salar de Uyuni, y de 500 ppm en el Salar del Hombre Muerto. “De acuerdo con estos valores puede estimarse que por cada tonelada de litio extraída se evaporan alrededor de dos millones de litros de agua, clara evidencia de que la minería del litio en salares es una minería del agua”, subraya.
Díaz destaca que la extracción de la salmuera para obtener litio genera una disminución del nivel de base del agua subterránea de la cuenca, que produce un descenso del agua dulce fuera de los bordes de la salina, y la consecuencia más inmediata es la desaparición de las vegas y lagunas que allí se forman, recurso hídrico esencial de la región. Y advierte: “Estas explotaciones afectan el ecosistema, la fauna, las migraciones de aves, los camélidos, y también la población humana que, si bien no es numéricamente alta, posee características étnicas particulares, y toda explotación que no preserve las comunidades es un etnicidio”.
Según el geólogo, no hay actividad minera que no tenga impacto ambiental, y la minería del litio, en particular, requiere estudios profundos. “La obtención de este recurso de las salinas es algo muy reciente en el mundo, hasta hace unos años se extraía de minerales sólidos, de rocas duras, mediante un tratamiento químico del mineral”, indica.
En la reunión de expertos organizada por la CEPAL, también se advirtió sobre los impactos que puede tener la extracción de litio de los salares en el delicado equilibrio del suministro de agua, y recomendaron la realización de estudios exhaustivos de impacto medioambiental y de monitoreo para impedir o mitigar los efectos negativos en la flora y fauna así como en los ecosistemas de los salares.
Por su parte, el biólogo Rodolfo Tecchi enumera algunos de los efectos posibles de la minería del litio: “Por un lado, se verá afectada la superficie de la costra del salar, porque la obtención del mineral implica la construcción de piletas de evaporación que, en conjunto, pueden sumar entre 300 y 600 hectáreas de superficie”.
Para el especialista, es necesario analizar el funcionamiento integral del salar pues, en tanto se extrae la salmuera, se pueden deprimir las napas de agua a donde lleguen los extractores. “También hay que considerar –acotó Tecchi– que, en la provincia de Jujuy, una de las áreas donde se prevé la extracción fue declarada, hace más de treinta años, reserva provincial para la protección de la vicuña”. Y agregó: “Teniendo en cuenta que cada sitio es diferente, hay que estudiar cada caso en particular, y ver los planes de las empresas para el control del impacto. Dado que son explotaciones muy rentables, no debería haber problemas en derivar una parte sustancial de las ganancias a cubrir el impacto”.
Las reservas de litio en la Argentina parecen poner en escena la clásica tensión entre desarrollo y medio ambiente. Así, el interés por atraer inversiones parece contraponerse al deseo de preservar los recursos no renovables. Tal vez no se trate de opuestos irreconciliables, sino de aspectos que pueden armonizarse a través de la investigación y, por supuesto, de las políticas adecuadas.

lunes, 20 de junio de 2011

Sistemas Materiales



-Materia

Es todo lo que posee masa, y ocupa un lugar en el espacio.

-Sistema  Material

Porción de materia que se aísla para su estudio.

- Sistema Homogéneo

Es aquel sistema que en todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). No presenta solución en su continuidad ni aun con el ultramicroscopio.

- Sustancia Pura

Sistema homogéneo con propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis.

- Simples

Sustancia pura que no se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de un mismo elemento.

- Compuesto

Sustancia pura que se puede descomponer en otras. Esta formada por átomos de diferentes elementos.

- Solución

Sistema homogéneo constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas.

- Soluto

Sustancia en menor abundancia dentro de la solución.

- Solvente

Sustancia cuyo estado físico es el mismo que el que presenta la solución.

- Sistema Heterogéneo

Es aquel sistema que en diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y quimeras (distintas propiedades intensivas). Presenta solución en su continuidad (superficie de separación).

- Dispersión Grosera

Sistemas heterogéneos visibles a simple vista.

- Dispersión Fina

Sistema heterogéneo visible al microscopio (10000000 A < partículas < 500000 A).

- Suspensiones

Dispersiones finas con la fase dispersante liquida y la dispersa sólida.

- Emulsiones

Dispersiones finas con ambas fases liquidas.

- Dispersión Coloidal

Sistema heterogéneo no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio.


lunes, 6 de junio de 2011

Lluvia de cenizas volcánicas

Cenizas del volcán Puyehue sobre Bariloche

La erupción del volcán Puyehue en Chile, despidío una gran nube de cenizas volcánicas la cual se desplazó en pocas horas en dirección sureste hacia Bariloche.

Pobladores de distintas zonas rurales en Río Negro y de la ciudad de Bariloche, se encuentran afectados por la ceniza volcánica despedida por el volcán Puyehue. Bariloche, permanece cubierta por ceniza volcánica. Los aeropuertos y pasos fronterizos se encuentran cerrados y los vuelos a Patagonia han sido cancelados.
La erupción del Puyehue ocurrió el 4 de Junio próximo pasado y la nube de cenizas que generó llegó a Bariloche unas pocas horas después. Las recomendaciones de Defensa Civil son como ocurre en estos casos, permanecer tranquilos en sus casas, informados,  acopiar agua y proteger el agua de pozo de las cenizas, circular sólo de ser necesario y hacerlo con barbijo.
Las cenizas volcánicas son de composición química variada y su tamaño oscila entre los 2mm y los 0,001mm (un micrómetro), son abrasivas y ligeramente corrosivas. Cuando están húmedas conducen la electricidad. En contacto con las mucosas generan irritación. Las más pequeñas ingresan fácilmente a las partes más profundas de los pulmones de ahí la recomendación del uso de barbijo.
Si bien para los habitantes de Bariloche  y otras ciudades la situación es inquietante, para los pobladores rurales la situación es preocupante por cuanto este tipo de desastre natural compromete su forma de vida en forma directa. El ganado deja de alimentarse, las pasturas pierden su calidad o no están disponibles y el agua se contamina con cenizas si proviene de pozos o vertientes.

lunes, 30 de mayo de 2011

Autoevaluación

Ejercicios de estados de agregación y cambios de estado
1-Completar en cada estado según corresponda con las siguientes propiedades: Masa constante, volumen constante, volumen variable, forma constante, forma variable, forma ordenada, estructura cristalina, forma desordenada, ocupa todo el espacio disponible.

SOLIDO:_____________________________________________________________________

LIQUIDO:____________________________________________________________________

GASEOSO:___________________________________________________________________

2-Completar:

La fusión es el cambio de estado de _____________________ a ____________________. La evaporación es el cambio de es-

tado de _____________________ a ____________________. La sublimación es el cambio de estado de _________________

a ____________________. La condensación es el cambio de estado de _____________________ a ____________________.

La solidificación es el cambio de estado de _____________________ a ____________________. La vaporización es el cam-

bio de estado de _____________________ a ____________________.

3-El punto de fusión es _________________________________________________________________________________.

4-El punto de ebullición es ______________________________________________________________________________.

5-Cuando el agua se transforma en hielo se _____________________. Cuando el hielo se transforma en agua se __________

______. Cuando el vapor de agua choca con una superficie fría produciéndose gotitas se _____________________ . Cuando

el agua hierve comienza la _______________________ y cuando se transforma en vapor se produce la _________________.

6-Durante el cambio de estado la temperatura se mantiene ____________________. La energía utilizada por unidad de masa

se denomina______________________. La temperatura por debajo de la cual un gas puede licuarse por simple compresión

se denomina temperatura ____________. La volatilización y la sublimación se produce en sustancias como _____________,

_____________________ y _____________________.

Cambios de Estado

LA TEORÍA CINÉTICA Y LOS CAMBIOS DE ESTADO
La teoría cinética indica que la materia, sea cual sea su estado, está formada por partículas tan diminutas que no se pueden observar a simple vista y que, además, se encuentran en continuo movimiento. Ese estado de movimiento depende de la temperatura, siendo mayor conforme más alto es el valor de dicha temperatura.
Esta teoría explica porqué una misma sustancia se puede encontrar en los 3 estados: sólido, líquido y gas: depende sólo de la manera de agruparse y ordenarse las partículas en cada estado.

LA TEMPERATURA DE LOS CUERPOS Y LA TEORÍA CINÉTICA
La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en movimiento. Al calentar un cuerpo, sus partículas se mueven más deprisa con lo cual aumentan su energía cinética. Si se lo enfría, ocurre lo contrario: disminuye la energía cinética de las partículas. Dicho de otro modo; cuando calentamos un cuerpo, sus partículas se mueven a mayor velocidad con lo cual aumentan su energía cinética. Si lo enfriamos ocurre lo contrario: disminuye la energía cinética de las partículas. La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en movimiento.
La temperatura es la medida de la energía térmica (energía cinética media de todas las partículas que forman un cuerpo) de una sustancia. Se mide con un termómetro. Existen diferentes escalas termométricas, las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (llamada comúnmente centígrada) y la Escala Kelvin. En la escala Celsius se asigna el valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC) a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre estas dos temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde a 1 grado. En la escala Kelvin se asignó el 0 a aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja posible). Esta temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius.
Para convertir ambas temperaturas, tenemos que tener en cuenta que:  
                                                  T (K) = t (ºC) + 273
 CAMBIOS DE ESTADO
Un cambio de estado es el paso de un estado de agregación a otro en una sustancia como consecuencia de una modificación de la temperatura (o de presión). 
Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, ha cambiado de estado. En el caso del agua, si se calienta un trozo de hielo (sólido) se derrite, se transforma en agua (líquido) y si se calienta agua se evapora, se transforma en vapor (gaseoso). El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran (presión, temperatura). Durante el proceso de cambio de estado, la temperatura se mantiene constante.
SÓLIDO A LÍQUIDO: Si se calienta un sólido, se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión.
LIQUIDO A SÓLIDO: Si se enfría un líquido, llega un momento en que se transforma en sólido. Este proceso recibe el nombre de solidificación.
La solidificación se produce a la misma temperatura que la fusión.
LIQUIDO A GASEOSO: Si se calienta un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización.
GASEOSO A LÍQUIDO: Si se enfría un gas, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de condensación o licuefacción. La condensación se produce a la misma temperatura que la ebullición.
GASEOSO A SÓLIDO: Determinadas sustancias, pueden pasar directamente del estado gaseoso al estado sólido. Este cambio recibe el nombre de sublimación.
SÓLIDO A GASEOSO: Estas sustancias, pueden también pasar directamente del estado sólido al estado gaseoso. Este cambio recibe el nombre de volatilización.


FUSIÓN: La temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse se denomina punto de fusión. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es
 0 °C a la presión atmosférica normal. Durante todo el proceso de fusión, la temperatura permanece constante porque todo el calor que se entrega, se emplea en el trabajo de transformación de sólido a líquido.
Al calentar el sólido, se está entregando energía calórica, que el cuerpo absorbe. La energía entregada por unidad de masa se denomina Calor de fusión.

SOLIDIFICACION: Es el estado inverso a la fusión. Se comprueba entonces que toda sustancia pura pasa a estado sólido a una determinada temperatura llamada punto de solidificación y que durante la solidificación la temperatura permanece constante.
Esta temperatura se la llama punto de solidificación y es coincidente al punto de fusión.
La cantidad de calor que entrega o cede un gramo masa de sustancia para solidificarse, se denomina calor de solidificación, por ejemplo, 1 g de agua a 0ºC, pierde 1 cal para poder solidificarse. El calor de solidificación es igual al calor de fusión

VAPORIZACION:
El pasaje de líquido a gas se puede producir de dos formas diferentes:
EVAPORACION: La evaporación se verifica en la superficie de la masa líquida (se puede observar como desaparece el líquido) A mayor superficie de contacto, mayor evaporación. Si bien no es necesario entregar energía calórica, se  puede decir que a mayor temperatura ambiente mayor evaporación: (la ropa en verano se seca más rápido). Durante la evaporación, el líquido absorbe calor ambiente. (Si colocamos alcohol sobre la palma de la mano, se evapora y notamos sensación de frío).
EBULLICION: Se verifica cuando en toda la masa líquida se producen burbujas a una determinada temperatura para un valor dado de la presión exterior. Se produce con entrega de energía calórica. La temperatura que tiene que alcanzar un líquido para comenzar su pasaje al estado gaseoso se llama punto de ebullición y Cada sustancia tiene un punto propio. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal. Si la presión se modifica la temperatura de ebullición también lo hace; a mayor presión mayor temperatura de ebullición; y  a menor presión menor temperatura de ebullición.
La temperatura a la que se produce el pasaje de líquido a gas es característica de cada sustancia. Es decir es una propiedad intensiva. Esta temperatura permanece constante durante el proceso de ebullición.  

Los puntos de fusión y de ebullición de las sustancias puras tienen valores constantes y cada sustancia pura tiene su propio punto de fusión y de ebullición. Por ejemplo, el agua tiene como punto de fusión 0 ºC y como punto de ebullición 100 ºC (a la presión del nivel del mar), el alcohol etílico tiene punto de fusión
 -114 ºC y punto de ebullición 78 ºC. En la siguiente tabla puedes ver algunos ejemplos:

Sustancia
P. F. (ºC)
P. E. (ºC)
Agua
0
100
Etanol
- 114
78
Sodio
98
885
Hierro
1540
2900
Mercurio
- 39
357
Oxígeno
- 219
- 183

 CONDENSACIÓN:
Cuando un vapor sufre un descenso brusco de temperatura o cuando toca una superficie fría se condensa. Por ejemplo, cuando el vapor de agua choca contra el vidrio se forman gotitas de agua, o las nubes al enfriarse bruscamente producen lluvia. En estos casos el vapor de agua se ha condensado. Es, entonces, el pasaje del estado gaseoso ó de vapor al estado líquido.  
Otras sustancias en estado gaseoso, suelen pasar al estado líquido no solo enfriándolos sino también aumentando la presión sobre los mismos (comprimiéndolos). Hay una temperatura por debajo de la cual el gas es licuado por simple compresión. Esta temperatura se denomina Temperatura crítica. Hay ciertos gases que no logran licuarse a pesar de ser expuestos a grandes presiones. Se comprobó que, en ciertos casos, debía procederse a enfriarlos hasta cierta temperatura t para luego poder comprimirlos. El oxígeno a temperatura ambiente (20º C) no es posible licuarlo por más aumento de presión que se efectúe pues lo hace a -119º C.

SUBLIMACION y VOLATILIZACION: Se producen en sustancias como el yodo, la naftalina, el ácido benzoico; a una presión determinada, y consiste en el paso del estado sólido a gaseoso directamente ó viceversa.

Estados de agregación de la materia


ESTADOS DE LA MATERIA
La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Los sólidos se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras; los líquidos por la variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas y en los gases, la característica principal es la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. Sus propiedades principales son:

SÓLIDO
LÍQUIDO
GAS
Volumen constante
Forma constante
Volumen constante
Forma variable
Volumen variable
Forma variable
La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.
Los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido.
El oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.
VAPOR (Gaseoso)
HIELO (Sólido)
AGUA (Líquido)

LOS SÓLIDOS
Su forma y volumen constantes, se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.
Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.
Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas

LOS LIQUIDOS
En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. Se postula que las fuerzas de atracción y repulsión se encuentran en equilibrio.
Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene.
También propiedades como la fluidez o la viscosidad. En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono.
Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas

LOS GASES
No tienen  forma propia ni  tampoco volumen propio. Son fluidos, como los líquidos. Las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas; es decir que prevalecen las fuerzas de repulsión. Por lo tanto, en un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad de  los gases; sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido. Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más rápido y chocan con energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión.













martes, 26 de abril de 2011

A 25 años de Chernobyl


A 25 años de Chernobyl. el mayor desastre nuclear de la historia 

Cuando un nuevo accidente vuelve a poner en cuestión el uso de centrales atómicas, el fantasma de la planta soviética aún inquieta al mundo

A unos cien kilómetros al norte de Kiev, la capital de Ucrania, el 26 de abril de 1986 se produjo el mayor desastre nuclear de la historia. Esa madrugada, uno de los reactores de la central atómica de Chernobyl sufrió un sobrecalentamiento del núcleo que literalmente lo hizo estallar por el aire, liberando una cantidad de materiales radiactivos quinientas veces mayor a los de la bomba de Hiroshima. A 25 años del episodio, cuando un nuevo accidente nuclear reinstala los cuestionamientos en torno al uso de este tipo de energía, su fantasma todavía inquieta al mundo.
Y es que la tragedia de Chernobyl, tanto por sus efectos como por las circunstancias en que se produjo, apenas si puede compararse con los recientes sucesos de Fukushima. Mientras que el accidente de la central japonesa fue disparado por un terremoto y un tsunami fuera de escala, en el caso de la planta soviética se combinaron una tecnología obsoleta con una serie de irresponsabilidades en la operación del reactor.
"Lo de Chernobyl fue una cadena de errores que no se cometieron por ignorancia, ya que los autoridades de la planta sabían lo que estaban haciendo. Fueron órdenes irresponsables que los operarios obedecieron en un país en el que había que obedecer. El problema fue que tampoco contaban con el edificio de contención que deben de tener todas la centrales nucleares y que fue una de las enseñanzas que dejó este gravísimo accidente", resume Javier González, especialista en energías de Ecologistas en Acción.
Para esta organización, lo mismo que para la comunidad científica en general, "no existen dudas de que Chernobyl sigue siendo el peor desastre nuclear de la historia. Y un desastre del que todavía se viven las consecuencias: está contaminada la tercera parte de Bielorrusia y en buena parte de Ucrania sigue habiendo radiactividad".
EL ACCIDENTE
El desastre, según un informe de la Agencia Internacional de Energía Atómica, habría empezado a gestarse en Chernobyl veinticuatro horas antes de la explosión, cuando las autoridades de la planta ordenaron realizar un simulacro de corte eléctrico. Su propósito era averiguar cuánto tiempo continuaría generando electricidad la turbina de vapor después de que perdiera el suministro principal del reactor.
Clic para ampliarEl hecho es que algunas medidas que se adoptaron durante la prueba -y constituían violaciones a su reglamento de seguridad- causaron un aumento súbito en la potencia del reactor. Con los sistemas de emergencia desconectados, los intentos por controlarlo llegaron tarde. El sobrecalentamiento del núcleo terminó provocando la explosión del hidrógeno acumulado en su interior, lo que hizo volar el techo del reactor, provocó el incendio de la planta y liberó una gigantesca nube de materiales de fisión a la atmósfera.
"Los operadores cometieron serios errores; lamentablemente nunca pudieron defenderse porque murieron; pero como en Chernobyl había varios reactores se pudo reconstruir lo que ocurrió: estaban realizando maniobras cuando se les fue de control la reacción y, al sobrecalentarse, el núcleo de grafito terminó por explotar", resume el ingeniero César Marcos, titular de la Cátedra de Centrales Eléctricas II de la Universidad Nacional de La Plata.
Pero el desastre, explica Marcos, también estuvo relacionado con la concepción de la planta, "una concepción antigua". "En Chernobyl, a diferencia de Atucha o Fukushima entre otras centrales más modernas, el núcleo del reactor no estaba dentro de un contenedor de acero, sino que era de grafito. Se trataba de un modelo que habían empezado a desarrollar la Unión Soviética y Francia, y que luego fue suplantado por diseños más seguros de Alemania, Estados Unidos y Canadá".
DESPUES DE CHERNOBYL
Después de Chernobyl, cuenta el ingeniero Marcos, "se produjo en el mundo una reacción similar a la que se vive por estos días tras Fukushima. Los fuertes cuestionamientos al uso de centrales nucleares llevaron a que se revisaron por completo sus normas de construcción y seguridad; pero además la capacitación de sus operarios, que hoy, como los pilotos, son sometidos a un entrenamiento permanente en simuladores".
Pero, "lo cierto es que cada vez que ha habido un accidente -sostiene Javier González- se han tomado medida de seguridad adicionales, y aún así los errores e irresponsabilidades se repiten. En Rusia, por ejemplo, siguen existiendo once centrales iguales a la de Chernobyl sin edificios de contención".
Fuente "El Día" edición impresa

jueves, 21 de abril de 2011

Tutorial de Tabla Periódica

Para repasar lo visto en clase,

Tabla Periódica

Una buena versión de una tabla periódica interactiva.

Año internacional de la Química



Tras el Año Internacional de la Astronomía (AIA), en 2009, y el Año Internacional de la Biodiversidad (AIB), celebrado en 2010, este año, el  2011 ha sido declarado el Año Internacional de la Química (AIQ). Así lo ha decidido la UNESCO y la IUPAC (la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada). Bajo el Lema “Química: nuestra vida, nuestro futuro”, algunos de los objetivos de esta conmemoración son: incrementar la apreciación pública de la química como herramienta fundamental para satisfacer las necesidad de la sociedad, promover el interés por la química entre los jóvenes, y generar entusiasmo por el futuro creativo de la química. En especial se propone celebrar las contribuciones de las mujeres al mundo de la química, en conmemoración del centenario del Premio Nobel de Química otorgado a Marie Sklodowska Curie en reconocimiento de sus servicios en el avance de la Química por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento.

lunes, 28 de marzo de 2011

Fukushima y los riesgos de la radiación en la salud

En Japón, las autoridades extendieron a 20 kilómetros la zona de evacuación alrededor de la central nuclear de Fukushima, cerca de Tokio, tras en la planta afectada por el terremoto del viernes.
Tras el primer estallido, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) dijo que "se declaró un alerta como consecuencia de lecturas radiactivas que excedían los niveles permitidos en el área que rodea a la planta".
Hasta ahora no ha habido informes oficiales sobre cuál ha sido el nivel de material radiactivo que se ha escapado de la central.



         
Pero muchos se preguntan: ¿cuáles son los efectos de la exposición nuclear en la salud?, ¿debemos preocuparnos?.
Tal como le explicó a la BBC el profesor Paddy Regan, experto en radiación y protección ambiental de la Universidad de Surrey, en Inglaterra, "para las personas que viven en las inmediaciones de la planta, el riesgo dependerá del nivel de radiación que se liberó en las explosiones".
"El vapor que escapó de los reactores en los estallidos puede medirse, y el nivel de radiación dependerá en particular del cóctel de isótopos radiactivos que contenía ese vapor".
Según el experto, los informes hablan de niveles menores de contaminación radiactiva. Pero mientras no se conozca con precisión qué cantidad de material se escapó, tampoco se sabrá cuál es el riesgo para el ser humano.

Minimizar el riesgo

De cualquier forma, dice el profesor Regan, si las autoridades actúan con rapidez es posible minimizar el peligro para la salud humana.
"Lo primero es evacuar a la población. En segundo lugar, y estoy seguro que las autoridades ya lo hicieron, es suministrar a los residentes locales tabletas de yoduro de potasio. La radiación produce una sobredosis de yodo radiactivo y esas píldoras protegen a la glándula tiroides para que no pueda procesar esa radiación", explica.
Los efectos inmediatos de una exposición moderada a la radiación pueden incluir náuseas y vómitos, los que a menudo comienzan pocas horas después de la contaminación, seguidos de diarrea, dolor de cabeza y fiebre.
Algunos países vecinos de Japón han dicho que suspenderán sus importaciones de alimentos japoneses por temor a la radiación.
Según el profesor Regan, quizás están siendo "un poco alarmistas" porque la radiación, tanto en la ropa, la piel y el agua como en los alimentos, fácilmente puede medirse para ver si el producto o la persona están contaminados.
Por eso, hemos visto largas filas de residentes japoneses que son sometidos a lecturas de radiación llevadas a cabo por trabajadores de rescate cubiertos totalmente con trajes y mascarillas antirradiación.
En el largo plazo, una exposición moderada a la radiación puede causar problemas de inducción de cáncer, pero por lo general en porcentajes muy bajos de la población.

Envenenamiento
Cuando la persona se ve expuesta a niveles excesivos de radiación se habla ya de envenenamiento por radiación.
Este tipo de exposición, llamada radiación ionizante, tiene suficiente energía para ionizar la materia, es decir, interferir con su estado básico y, en el caso del organismo, interferir con el proceso de división celular.
Este tipo de radiación causa problemas graves que, después de la primera ronda de síntomas moderados, puede provocar un período breve sin enfermedad aparente.
En ese lapso, sin embargo, pueden ocurrir lesiones potencialmente fatales en los órganos internos.
La unidad que se utiliza para medir la dosis absorbida de radiación es el gray (Gy).
Una exposición a una cantidad de radiación de cuatro Gy típicamente provoca la muerte en la mitad de los adultos sanos afectados.
En comparación, la terapia de radiación para tumores por lo general involucra varias dosis de entre uno y siete Gy por tratamiento, pero son dosis totalmente controladas y dirigidas a regiones u órganos específicos del paciente.
Existen medicamentos disponibles que pueden incrementar la producción de glóbulos blancos para contrarrestar los daños que pueden ocurrir en la médula ósea y reducir el riesgo de lesiones en el sistema inmunológico.
También hay fármacos específicos para ayudar a reducir los perjuicios a órganos internos causados por las partículas radiactivas.
Sin embargo, la radiación ionizante tiene la capacidad de causar daños importantes en los procesos químicos internos del organismo.

Cáncer
La gravedad del daño causado a un individuo dependerá de cuánto tiempo se vio expuesto a la radiación y en qué nivel.
Pero uno de los principales riesgos a largo plazo es el cáncer, porque la radiación puede trastornar totalmente el proceso de crecimiento y división de las células.
Y los daños que causa la radiación también pueden resultar en cambios -o mutaciones- en el ADN, los que potencialmente pueden pasarse de una generación a otra.
Pero tal como le explica a la BBC el profesor Richard Wakeford, experto en exposición a la radiación de la Universidad de Manchester, en Inglaterra, si las autoridades de Japón actúan con eficacia, podrían evitarse los perjuicios importantes a la salud en la mayoría de la población.
"En estas circunstancias es probable que los que estarán más en riesgo son los empleados de la planta nuclear o los trabajadores de rescate si se ven expuestos a altos niveles de radiación", dice el experto.
"Si el yodo radiactivo logra entrar al organismo, la persona podría estar en riesgo de sufrir cáncer de tiroides. Pero ese riesgo puede contrarrestarse con las tabletas de yoduro de potasio".
"Además, los japoneses suelen comer con altos niveles de yodo natural en su dieta, así que eso también está a su favor".

Fuente: BBC Mundo

A partir del artículo surgen algunos interrogantes: ¿Por qué se menciona yodo radiactivo?; ¿cómo se produce éste?; ¿cuál es el combustible nuclear que se usa en esta central? Considero importante tu participación, realiza tu comentario.


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