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- Francisco José Suñé Grande
El pasado día 26 de febrero de 2014 se presentaron, dentro del Foro Económico Mundial, las 10 nuevas tecnologías que cambiarán el futuro. Además, el presidente del departamento de tecnologías emergentes dice estas tecnologías tienen un potencial impacto positivo y real en el futuro, entiendo que se refiere a que serán tecnologías que se implementarán y que no se quedarán en meros proyectos. Veremos si realmente es así.
Las 10 tecnologías que cambiarán el futuro son:
- Control del estrés
- Materiales ligeros y resistentes
- Desalinizar agua
- Almacenamiento de energía
- Baterías más potentes y duraderas
- Proyecciones en el espacio
- Terapias con bacterias
- Medicinas de RNA
- Máquina previsoras
- Control a través del pensamiento
De las anteriores, voy a hablar de las que, a priori, son más afines a la rama de la ingeniería química.
Materiales ligeros y resistentes
Las emisiones de gases a la atmosfera son un motivo de preocupación ambiental. Un porcentaje elevado de estas emisiones proviene del transporte y su eficiencia.
Las nuevas técnicas que se utilizan para la producción de nanoestructuras de fibras de carbono tienen una potencial aplicación en el ámbito, entre otros, de la industria del automóvil. El uso de materiales más ligeros en la producción de vehículos repercute en el consumo de combustible de estos, en sus emisiones y, por lo tanto, en la eficiencia de la movilidad. Se estima que el uso de estos materiales podría disminuir el peso de los vehículos en un 10%.
Pero claro, cuando hablamos de movilidad, no sólo debemos pensar en la eficiencia como tal, debemos de pensar también en la seguridad. Para aumentar la resistencia y la tenacidad de estos nuevos materiales, la interfase entre las fibras de carbono y la matriz polimérica que está alrededor, está diseñada a nanoescala (se utilizan nanotubos) para mejorar el anclaje del sistema. En el caso que haya un accidente, estos materiales son capaces de absorber el golpe, distribuir la fuerza y garantizar la seguridad de los pasajeros que viajan en el vehículo.
Desalinización de agua
A medida que la población mundial sigue creciendo y que los países se van desarrollando, el uso (y mal uso) del agua está creciendo. Tal es el crecimiento que el agua podría convertirse en una de los recursos naturales más limitados de nuestro planeta. Ríos tan importantes como el Colorado, el Murray-Darling o el río Amarillo son ríos altamente afectados por la falta de agua, hecho que provoca que durante algunos períodos del año, estos ríos no lleguen a desembocar en el mar.
Hay que tener en cuenta que el agua se utiliza en todos los ámbitos de nuestra vida: alimentación, sanidad, industria, agricultura, ocio, etc. Y como ya apuntaba antes, en algunos se esos ámbitos se hace un uso abusivo y poco consciente de este recursos natural necesario para nuestra vida.
Debido a este elevado consumo de agua a nivel mundial, las tecnologías de desalinización de agua es normal que aumenten para intentar abastecer al mercado. La desalinización (que también fue una tecnología emergente y del futuro en el paso año 2013) presenta dos inconvenientes importante: el elevado consumo de energía para el proceso químico y la producción de salmuera concentrada. Esta salmuera, cuando se vuelve a enviar al mar, puede tener un impacto muy importante en la flora y la fauna marina, ya que se está modificando el ecosistema. Estas nuevas tecnologías que cambiarán el futuro proponen utilizar esta salmuera para potenciar materiales valiosos, como por ejemplo, el litio y el magnesio. Ambos son minerales usados en las baterías de alto rendimiento y en aleaciones ligeras.
Se proponen además, nuevos procesos químicos basados en catálisis, para poder extraer esos minerales de la salmuera (rechazo de la desalinización), consiguiendo, a medio y largo plazo, que el coste de esto procesos sea más rentable que la explotación de minas que contienen estos minerales.
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- Antonio J. Fernández Garrido
ABS: Copolímeros acrilonitrilo-butadieno-estireno
Los Copolímeros acrilonitrilo-butadieno-estireno, o también llamados comercialmente como Copolímeros ABS, son también muy conocidos mundialmente debido a las propiedades tanto químicas como físicas que proporciona cada uno de los polímeros tras su copolimerización. Su estructura molecular puede observarse en la Figura 1:
Figura 1. Estructura molecular copolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
Existen principalmente dos procesos para su fabricación: en emulsión y en masa, siendo el proceso en emulsión el más utilizado comercialmente. A continuación se explica el proceso en emulsión para su obtención.
En primer lugar se introduce el butadieno en un reactor tipo batch y se produce la polimerización de éste. En este reactor se produce un látex de caucho que posteriormente añadido a un segundo reactor donde se introduce y polimeriza el estireno y el acrolonitrilo produce lo que se llama látex ABS.
Consecutivamente, este látex ABS pasa por diferentes etapas donde en la primera se produce su coagulación. Esta coagulación se realiza a elevadas temperaturas y mediante la adición de NaCl. Después se filtra con agua de lavado para eliminar las posibles impurezas e inherentes y es secado mediante un proceso con aire caliente para producir y poder empaquetar para su posterior venta el llamado copolímero ABS.
Como dato adicional, destacar que la producción de este tipo de copolímero requiere un aporte mayor de energía que el resto de procesos de los que se ha hablado. Esto es debido a que se requiere mucha energía para la recuperación del polímero.
Entre las propiedades que tiene dicho copolímero, destacar en primer lugar las características que proporciona cada polímero por separado, para después sintetizar las propiedades que aporta tras su combinación. El acrilonitrilo por sí solo proporciona: elevada resistencia térmica y a la fatiga, elevada resistencia química, dureza y rigidez.
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- Antonio J. Fernández Garrido
SBR: Copolímeros estireno-butadieno
Estos copolímeros son más conocidos como Caucho SBR. Actualmente es el caucho sintético mas utilizado. Su estructura molecular se puede apreciar en la Figura 1.
Figura 1. Fórmula molecular del SBR
Este tipo de Copolímero puede ser fabricado mediante dos tipos de vías:
- Emulsión en frío. Proceso en el que la polimerización se lleva a cabo a baja temperatura y en agua.
- Polimerización en solución aniónica.
a) Emulsión en Frío
Actualmente se puede decir que es la técnica más usada para la producción de este tipo de copolímeros. El proceso de emulsión en frío consta de 4 etapas diferenciadas, donde va desde la preparación de los reactivos o materia prima, pasando por los procesos de polimerización y recuperación de los monómeros, para por último llegar a la fase de coagulación y secado donde se obtiene el copolímero o la goma propiamente dicha. Pasemos a describir más detalladamente cada una de las fases en las que consta el proceso de emulsión en frío:
a.1) Preparación de Reactivos
En esta primera fase o proceso, los monómeros deben de ser tratados para eliminar todo aquella sustancia o producto químico utilizado para el almacenamiento y transporte de dichos monómeros.
Posteriormente, los dos monómeros se suelen mezclar en proporciones en peso de butadieno-estireno de 3-1. Con esta relación se consigue unas propiedades óptimas.
a.2) Reacción de Polimerización
La polimerización transcurre en una serie de reactores agitados en serie. El flujo va pasando de reactor en reactor donde se va desarrollando la reacción química.
En todas las reacciones de polimerización, en la fase final hay que añadir una solución para detener el continuo avance de la reacción. En este caso, para detener la reacción se introduce una solución de C12H26S en el reactor final para detener la polimerización.
a.3) Recuperación de Monómeros
En esta fase, se recupera los monómeros que no han reaccionado en la anterior fase. Se recuperan y se reciclan para ser usados posteriormente.
a.4) Coagulación y posterior Secado
El producto resultante de la reacción de polimerización y libre de inhibidores es enfriado posteriormente para que se produzca su coagulación. Se almacena en tanques de homogenización y por último, el polímero producido que contendrá aproximadamente entre el 45-55% de H20, es secado y prensado en sacos para su posterior venta.
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- Jose Luis Carrasquilla
Hola queridos lectores y lectoras de tan magnífico blog. Llevaba tiempo sin escribir aquí después de la exitosa serie “El valor de lo que sobra”, sobre la reducción y tratamiento de residuos.
Esta vez voy a cambiar por completo de tema para volver a algo que puede ser de utilidad a muchos. No hace mucho que dejé de ser estudiante para pasar a trabajar. Sí, sí: trabajar. En una planta química, como ingeniero, en algo interesante y enriquecedor. Soy afortunado, lo sé. Pero me atrevo a decir que también puedo tener algo de mérito en esto de haberlo conseguido. Y aún me atrevo más para contaros un poco mi experiencia en ese paso de ser contratado y qué cosas creo que fueron críticas para conseguirlo.
Sí, es un artículo muy personal y será difícil sacar conclusiones generales, pero más que aleccionar, quiero transmitir algo de esperanza a quien nos lea. Es difícil, pero aún hay puestos vacantes.
Creo que la situación general es que, teniendo en cuenta todas las noticias sobre crisis, paro (sobre todo juvenil) y demás lindezas, el ingeniero químico novato se sienta ansioso sobre su futuro incluso antes de terminar la carrera. Tranquilos, a muchos nos pasa.
Primero, tened paciencia. Es difícil, pero mentalizaos de que sois jóvenes y de que aún tenéis mucho tiempo por delante y mucho por decidir.
La ansiedad se multiplica si no sabéis a qué queréis dedicaros. Tranquilos, a muchos nos pasa. Un examen mínimo del mercado laboral o las profesiones de un ingeniero químico os abrirá los ojos: los trabajos que podemos realizar son increíblemente variados y específicos. Es muy probable que muchos no tengan nada que ver con la mayoría de lo que habéis estudiado: ni destilaciones, ni equilibrios, ni reacciones químicas… Servicio técnico, diseño de materiales, control de procesos, líder de proyectos, control de políticas medioambientales, de higiene o seguridad; polímeros, alimentación, reciclaje, farmacia, hidrocarburos… ¡Imaginad todas las combinaciones posibles!