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jueves, 28 de diciembre de 2023

PENSAR FUERA DE LA CAJA! -EJEMPLOS (THINK OUT OF THE BOX!-EXAMPLES)

 


PRÓLOGO 

Ya que el entrenarse en este tipo de pensamiento puede ser cuando menos extenuante en el sentido de encontrar aplicaciones, a continuación presento  contenido que considero puede aplicarse a fin de servir como inspiración para esto :


EL NUDO GORDIANO!        22/1/2024


En cuanto al aspecto histórico mas relevante Wikipedia nos presenta lo siguiente:

"Cuando Alejandro Magno (356-323 a. C.) se dirigía a conquistar el Imperio persa, en el 333 a. C., tras cruzar el Helesponto, conquistó Frigia, donde le enfrentaron al reto de desatar el nudo. Solucionó el problema cortándolo de un golpe con su espada,2​ diciendo (según la narración de Curcio Rufo): «Es lo mismo cortarlo que desatarlo». Esa noche hubo una tormenta de rayos que simbolizó, según Alejandro, que Zeus estaba de acuerdo con la solución.3"

Que mas nos dice la wikipedia?

El lema personal de Fernando el Católico, “Tanto monta”, hace alusión a este nudo: «tanto monta cortar como desatar». Es decir, da igual cómo se haga, lo importante es que se consiga.4​ Y efectivamente esta divisa se presentaba sobre las flechas, con una cuerda suelta (cortada) alrededor. Y, efectivamente, el reino de Aragón llevaba unos siglos empeñado en la conquista del Oriente.


Actualmente la expresión nudo gordiano se refiere a una dificultad que no se puede resolver, a un obstáculo difícil de salvar o de difícil solución o desenlace, en especial cuando esta situación solo admite soluciones creativas o propias del pensamiento lateral. "Cortar el nudo gordiano" o "cortar por lo sano" significa resolver tajantemente y sin contemplaciones un problema; ya que descubriendo la esencia del problema, podremos revelar todas sus implicaciones. También está relacionado con la solución urgente de problemas que podrían empeorar ante el paso del tiempo.

Fuente



Hago relación a este hecho histórico, considerando que Alejandro Magno en vez de dedicarse como haría la mayoría a forcejear con las cuerdas y tratar de moverlas hasta desatarlo (situación que seguramente quien hizo el nudo tenia contemplada, algo así como un tipo de nudo que no se desata digamos desde el exterior), opto por "desatarlo" de otra manera y bastante simbólica, con su fuerza y su espada, es decir de la misma manera como conquistaría gran parte del mundo.


Ya en otras situaciones del pasado se han presentado antecedentes de como se da una solución fuera de lo convencional a situaciones que inicialmente no parecería tenerla almenos de manera viable por los medios convencionales, y cito 2 de ellas las cuales son históricas:

  1. El sitio de tiro, en donde el mismo Alejandro Magno construyo un pasaje desde la costa hasta la isla de tiro, de esta manera con su ejercito de tierra conquisto una isla sin emplear barcos. A continuación se puede ver una imagen satelital de este pasaje o "dique"  fuente 1  fuente 2 




VIDEO 1 - HOMBRES DE NEGRO-PRUEBAS DE APTITUD


En primer lugar, Recordemos que es la aptitud:  Capacidad para operar competentemente en una determinada actividad.


En este primer video se pueden evidenciar  tres puntos:

PRIMERA PARTE- prueba escrita:

*(Punto 1)Tal como lo dice will, se busca al mejor de los mejores, PERO Y EN QUE?, el mismo lo dice, imagina que fuese una prueba .

**(Punto 2)Will detecta que no tiene las condiciones adecuadas para presentar el examen, por lo cual busca en su ambiente como mejorar estas condiciones, si son atentos, notaran que en ningún momento se le prohibió usar la mesa, mesa la cual toma aunque no con mucho tacto.


SEGUNDA PARTE-prueba de observación, y pensamiento critico

***(Punto 3)Vemos  como antes de tomar una decisión se realiza observación atenta a cada sujeto y se valora la situación, además de notar un patrón (todos son criaturas excepto la niña),aunque se puede argumentar que el disparar a la niña no esta muy justificado pues simplemente los libros que llevaba pudieran tener imágenes o figuras que le gustaron, claro dentro del contexto de la película es un alivio cómico, pero ayuda a ilustrar que no todo es lo que parece y que siempre hay que ser observador y valorar la situación antes de tomar una decisión :




VIDEO 2- UNIR 9 PUNTOS CON 4 LINEAS

Buen vídeo y buena reflexión, pues nos permite reflexionar si nosotros somos quienes nos limitamos para resolver algún problema, pues con frecuencia se nos imponen algunos limites pero otros limites nos los imponemos inconscientemente.



  



VIDEO 3-TRAYECTORIA MAS CORTA-"PROBLEMA DE LA BRAQUISTÓCRONA" 


Contrario a lo que nos suele decir la intuición, no siempre la trayectoria o ruta mas corta entre dos puntos es la línea  recta, este es el caso de la braquistocrona, una aplicación practica similar, seria pensar en una carreta  mas corta pero muy transitada y  otra carretera un poco mas larga pero no transitada, así pues la mas corta no necesariamente es la mas rápida.

Si bien el video implica algunas leyes físicas para una situación particular, permite ilustrar el ejemplo anterior de las carreteras.








ODISEO Y EL ESCUDO EN LA PLAYA-ELUDIENDO PROFECIAS!      22/1/2024

INICIO DE LA GUERRA DE TROYA

Antes de que el grueso de la armada griega llegara a Troya, fue enviada a la ciudad una embajada en la que Odiseo y Menelao solicitaron a la asamblea de los troyanos la devolución de Helena junto a todas sus pertenencias. Los troyanos se negaron e incluso pretendieron matar a los enviados, que se salvaron gracias a la mediación del troyano Antenor. Tras este evento, los griegos llegaron a las playas de Troya, donde entablaron una primera batalla contra los troyanos que trataron de impedir el desembarco.17

El oráculo profetizó que el primer griego que pisara tierra sería el primero en morir en la guerra de TroyaProtesilao, capitán de los filaceos, satisfizo esta profecía.

fuente

Inmediatamente después de casarse, Protesilao acudió a la expedición contra Troya. Un oráculo había profetizado que el primer griego que pisara la tierra al desembarcar sería el primero en morir. Protesilao, conociendo la profecía, pisó la tierra, y murió más tarde tras matar a varios troyanos.1Antes de que él pisó la tierra, Odiseo lanzó su escudo a la orilla y saltó sobre él.

fuente

Como podemos analizar, Odiseo desembarco primero, pero no toco la tierra de Troya, pues salto sobre su escudo, así la profecía cayo sobre Protesilao, que gran agilidad mental,  y que manera de eludir a un oráculo, en todo caso su escudo le salvo la vida.




Elaborado  28/12/2023

Actualizado 17/7/2024





martes, 19 de diciembre de 2023

SILOS DE CEMENTO-SILOTOP-EMISIONES

QUE ES UN SILO DE CEMENTO O  DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN?


El silo  de cemento vertical es una estructura elaborada para contener de manera cerrada (protegiendo
de los elementos y puntualmente de la humedad) materiales, en este caso es adecuado para el almacenamiento de cemento, ceniza volador, bentonita y otros materiales a granel.

Adaptado de Fuente


Estos se usan habitualmente y de manera temporal en obras de construcción que requieren de un suministro no menor de cemento, por lo cual las dimensiones de estos silos son de tal manera que puedan ser transportados en tractocamión (para un ancho de carretera de 2.7m a 3m máximo), también suelen emplearse en instalaciones ya sea para la elaboración de materiales de la construcción o en almacenes de ferretería de un formato mayor, por lo cual el diseño vertical permite ahorrar espacio en los sitios en donde se instalan.




ELEMENTOS DE UN SILO VERTICAL:

Son múltiples los elementos con que puede contar, los mas usuales son los siguientes:

  • fondo cónico (u otra geometría, pero con un determinado ángulo de diseño para evitar atascamientos) con válvula de apertura para la dosificación del mismo.
  • tornillo sin fin u otro dispositivo para retirar el material allí almacenado y dosificarlo según demanda del propietario.
  • Escalera para inspecciones y mantenimientos hasta la parte superior del silo.
  • Pasamanos en la parte superior del silo, para las actividades de mantenimiento y trabajos en alturas.
  • diafragma u otro sistema para nivelar presiones en el silo durante el cargue del mismo o durante las operaciones de vaciado a fin de evitar el colapso del mismo debido a cambios considerables de presión.
  • Sistema de desfogué o alivio de presión, usualmente relacionado a las operaciones de cargue del silo, el cual suele estar compuesto de filtros de cartuchos, filtros de mangas  u otro medio filtrante a fin de prevenir la descarga de emisiones fugitivas por la parte superior del silo en las operaciones de cargue.
  • Medidor de nivel para determinar el estado de cargue del silo y el registro de inventarios.
[Elaboración propia]

A continuación se recupera una imagen que ilustra algunos de los elementos del mismo :




El siguiente link amplia parte de la informacion relativa a los elementos de los silos: 


CLASIFICACION DE SILOS

Existen diversas formas de clasificar los silos y en lo que se refiere a las consideraciones generales de diseño, podríamos clasificarlos según:

  • Tamaño y Geometría: dependen de los requerimientos funcionales tales como el volumen de almacenamiento, el sistema y forma de descarga, las propiedades del material almacenado, el espacio disponible, consideraciones de tipo económico entre otras. Normalmente el depósito está constituido por una forma vertical (silo) con un fondo plano o con un fondo de paredes inclinadas (tolva). Suelen tener una sección transversal circular, cuadrada, poligonal. La figura 4  muestra secciones típicas de silos y tolvas. En cuanto a capacidad de almacenamiento de un silo de sección cuadrada, almacena un 27% más que uno cilíndrico de diámetro igual al lado del anterior. Si el silo tiene fondo plano su capacidad de almacenamiento es máxima para la misma altura. El tamaño del silo lo determina la relación entre la alimentación y la descarga, dependiendo así mismo de la cantidad de material a almacenar. Descargas muy rápidas requieren tolvas de paredes muy inclinadas y altas. Los silos de fondo plano se utilizan cuando la velocidad de descarga que se necesita es baja, el tiempo de almacenamiento es largo y el volumen de material es grande. La relación entre la altura del silo y su diámetro influye en las cargas que produce el material almacenado. El Eurocódigo los clasifica en esbeltos cuando h/dc > 1,5 y compactos si h/dc ≤ 1,5. Las tolvas son generalmente tronco-cónicas, tronco-piramidales u otras formas.
  • Patrón de flujo de descarga: Algunos documentos como el Eurocódigo describe dos tipos de flujo. Son el flujo de masa y el flujo de embudo. La presión de la descarga está influenciada por dichos patrones y, por tanto, debe asegurarse dicho patrón antes del cálculo de las cargas debidas al material almacenado. En el caso de flujo de masa, todo el contenido fluye como una masa única y el flujo sucede de manera que el material que entra primero sale primero. En silos de flujo de embudo el material fluye por un canal central y, por tanto, el último que entra el primero que sale. El tipo de flujo depende de la inclinación de las paredes de la tolva y del coeficiente de rozamiento de material contra las paredes. El flujo de masa ocurre cuando las paredes de la tolva son altas e individuales mientras que el embudo aparece en silos compactos con paredes de tolva poco inclinadas. Tomando referencia al Eurocódigo, en éste se presenta un método gráfico (mostrado en la figura 5) para determinar el patrón de flujo en tolvas cónicas u otras formas, únicamente para efecto de diseño estructural. Cuando no es claro el tipo de flujo deben comprobarse ambos.
  • Material Estructural: La mayoría de los silos son de acero o concreto armado. La elección depende, bajo el punto de vista económico, de los costos de materiales, de la fabricación y montaje. Hay otros factores tales como el espacio disponible. La elección de material estructural depende también de su geometría. Las paredes de los silos están sometidas a cargas horizontales y verticales. Las cargas verticales son debidas al rozamiento del material sobre las paredes y las horizontales debidas al empuje del material.


En cuanto  al diseño del cono o de la parte inferior de la tolva:
Esta ultima fuente indica lo siguiente en cuanto a su autor:

Luis Nuñez
Ingeniero Civil, especialista en Estructuras de Concreto Reforzado y Acero. Docente con amplia experiencia formativa en diversos programas universitarios y académicos.



DIMENSIONES




 





TABLA DE TAMAÑOS DE SILOS PARA CEMENTO


Capacidad de carga, m3Diámetro, mmAltura del tanque, mmAltura sobre patas de apoyo, mmPeso, kg
82400500064002000
102400660080002500
152400847597003000
20240010350119004500
25240010950123505000
30240011550130005500
35240013475150007500
40300010890122208000
60300011650130009000
803000132001470010000
1003000146501600011000
1203000168901700012000



TRANSPORTE DE UN SILO DE CEMENTO




Fuente



GUIA CONCEPTUAL DE DISEÑO

En este caso corresponde a una presentación en video de unos estudiantes de una clase de manejo de solidos.




DIVERSAS GUIAS PARA EL MANEJO DE ESTOS SILOS

El siguiente documento publicado por una entidad oficial del país Colombia presenta una guía en diversos aspectos para el manejo de estos silos, desde el punto de vista ambiental se pueden presentar situaciones de ruido y de  diversas emisiones fugitivas acorde al mismo, a continuación se recuperan  algunas recomendaciones en lo relacionado a los silos de cemento:

Manejo de silos para el almacenamiento de cemento o áridos (pagina 39 del documento):

  •  Verifique que los filtros superiores estén en buen estado. Revise también las mangueras, tuberías y accesorios. Tenga en cuenta que el cargue del silo es el momento crítico de emisión.
  • Al final del tubo de desfogue, coloque una caneca con agua cubierta con geotextil. Así evita el esparcimiento del polvo de cemento que se produce en el momento de inyectar cemento del carro-tanque al silo. 
  • Aísle el área de la base del silo con geotextil humedecido, dejando solo un lado libre para permitir el cargue de material en los coches.
  • Para evitar la caída o desperdicio de cemento, se debe prolongar la boca del silo mediante un tubo que llegue directamente a los coches utilizados en el transporte del cemento a la concretadora. 

 Manual de gestión socio-ambiental para obras en construcción

 

Obligatoriedad de equipos de control de emisiones en algunas operaciones, información recuperada de la guía consultada y publicada por la entidad INVIAS (país Colombia):

Para el caso de las plantas de concreto se debe tener especial cuidado con los equipos de control, puesto que los silos de cemento por ser alimentados por bombas neumáticas desde los camiones deben contar con filtros sobre los silos, con una capacidad superior al de las bombas. Lo mismo debe considerarse para la tolva báscula y el cargue de vehículos, cuyo control también deberá efectuarse por medio de filtros que pueden manejar un caudal adecuado. Este control deberá estar acompañado de un sistema de captación que cubra la zona de cargue y ventile la tolva báscula.(pagina 114 del documento de referencia).

GUÍA DE MANEJO AMBIENTAL DE PROYECTOS DE INFRAESTRUCTURA SUBSECTOR VIAL


SILOTOP Y EMISIONES


Actualmente el elemento filtrante encontrado con mas frecuencia en los silos, corresponde aun diseño que comúnmente se conoce como silo-top, también puede ser otro tipo de sistema de filtros.


DESCRIPCIÓN

Con decenas de miles de unidades trabajando en todo el mundo, desde la primera vez de entrar en producción en 1998, SILOTOP se ha convertido en la solución preferida en el mundo para el venteo de los silos. SILOTOP ZERO es un filtro colector de polvo en forma cilíndrica, creado para desempolvar neumáticamente los silos. El cuerpo de acero inoxidable contiene los elementos filtrantes de POLYPLEAT fabricados con tejido ABSOLUTO. El sistema de limpieza por aire comprimido está integrado en la tapa con bisagras del equipo y cuenta con protección para agentes externos El polvo se separa del flujo de aire mediante el sistema especial de cartuchos POLYPLEAT con tejido filtrante ABSOLUTO. Estos elementos residuales serán devueltos hacia el interior del silo, mediante el sistema de limpieza neumática integrado en el interior de la tapa protectora del filtro contra la intemperie. • Emisión de polvo < 1mg/Nm3 • Superficie filtrante de 14m2 • Altura de mantenimiento ≤ 1,100 mm • Alta eficiencia de Filtración gracias a los elementos filtrantes de POLYPLEAT con tejido ABSOLUTO EPA-CLASS • Unidad de limpieza de mantenimiento integrada en la tapa de protección contra la intemperie mediante chorro de aire comprimido • Cubierta de protección para la intemperie con sistema de apertura rápida. • Cambio de elementos filtrantes sin necesidad de herramientas




Esta misma fuente contiene un video ilustrativo cargado directamente en su web, razón por la cual la pagina de blogger no me permite cargarlo pues no se encuentra en youtube o no es un video propio.

fuente

fuente

Adicional esta pagina web, permite descargar un folleto (silotop_en_0316_edit.pdf) del producto en donde se destaca la siguiente información allí contenida:


CAMBIO DE FILTROS Y CUBIERTA DE UN SILO CON FALLAS EN SU LIMPIEZA


fuente 

CUBIERTA DE UN SILO FIN FILTRO

En  este caso podemos ver en el video la parte superior del silo, pero en este caso no cuenta con filtro, lo que si podemos ver que tiene la válvula de seguridad de alivio de presión  y un manhole (agujero de inspección), en este caso el video nos sirve para ejemplificar que en ausencia de un filtro se escapa una cantidad no despreciable de material por la parte superior del silo.


fuente 


En cuanto a algunos elementos de diseño de este:


Colector de polvo de silo de cemento

No importa si es a granel o en bolsa.; corrientemente, la mayor parte del cemento es transportado por energía eólica. La entrada de cemento para eliminar el aire requiere el uso de colectores de polvo de silo de cemento.

Hoy en día, comúnmente se usa un filtro de bolsa. El aire con polvo de cemento pasa a través de la bolsa de tela del colector de polvo, y el aire pasa a través de la bolsa de tela para mantener el polvo de cemento en la tela de la bolsa. El colector de polvo del silo de cemento hace vibrar periódicamente la bolsa para que el cemento caiga en el contenedor de cemento., manteniendo así el rendimiento de ventilación de la bolsa..

La velocidad del aire filtrado de la tela de la bolsa es menor o igual a 1 m/s ~ 2 m/s. Con aire a alta presión para transportar el cemento al silo, el volumen de aire es <9m3/min. con baja presion, el aire es de unos 15m3 /min. Entonces el área de 14 metros cuadrados es suficiente para el filtro de mangas.

Si el cemento es transportado al almacén por viento de alta presión, el colector de polvo del silo de cemento puede estar sin el ventilador de tiro inducido; la presión restante es suficiente para pasar la bolsa de filtro; si se utiliza el viento de baja presión, es mejor llevar el ventilador de tiro inducido al escape, que también ayuda al transporte del viento. Porque el colector de polvo tipo bolsa está instalado en la parte superior del silo de cemento, está sujeto a los vientos más fuertes y, a menudo, está mojado por la lluvia. Por lo tanto, la forma de este colector de polvo es preferiblemente en forma de barril para reducir la fuerza del viento y debe ser resistente a la lluvia.

domingo, 10 de diciembre de 2023

Análisis gravimétrico aplicado al método EPA 5

 Descripción del método:

El análisis gravimétrico se basa en la determinación del contenido de analito en una muestra mediante operaciones de pesada. 


Los métodos gravimétricos pueden clasificarse en dos categorías: 

Métodos de volatilización: El analito o algún producto del analito se separan en forma gaseosa. El gas se recoge y pesa, o se determina el peso del producto gaseoso a partir de la pérdida de peso de la muestra. Las aplicaciones más importantes son la determinación de agua en muestras sólidas y la de carbono en compuestos orgánicos por formación de CO2. 

Métodos de precipitación: El analito se separa de los demás constituyentes de la muestra por formación de un compuesto insoluble. El peso del analito en la muestra se determina a partir del peso del compuesto obtenido inicialmente, o de un compuesto producido posteriormente por calentamiento. El resto del tema se referirá a este tipo de métodos.

Documento de origen


Información relacionada al método 5 de la EPA

Para el caso de la aplicación del método 5, se ajusta a la descripción de precipitación, pues el gas que fluye por la chimenea contiene el contaminante material particulado (Solidos y/o otros materiales condensables  a la temperatura del filtro(120ºC+-14ºC) o por debajo de esta, recordar que es posible debido a distintos fenómenos, la producción de alquitrán, óxidos u otros materiales).

Para la determinación de la masa del contaminante, se debe  pesar previamente el filtro (a unas condiciones de humedad, etc.) a fin de establecer un blanco, con lo cual cuando se pesa el filtro que contiene el contaminante se debe restar este valor de blanco, para el caso de los filtros el valor del blanco es muy importante, ya que el solo filtro puede pesar 200mg-600mg esto depende del material del filtro del tipo etc. Recordar que la concentración de contaminante se obtiene  de la siguiente manera:


Concentración=masa /(volumen del gas)


Entonces a manera de ejemplo, si el material particulado se obtiene de la siguiente manera:


masa MP=  (peso filtro con el contaminante capturado) - (peso filtro, es decir el blanco) 


asumiendo un valor de blanco de 200mg y un valor de peso de filtro con contaminante capturado de 235mg, así como un valor de volumen de gas de 0.9m3 a condiciones normales.

masa MP=  235mg-200mg

masa MP=35mg


así la concentración tendría el siguiente valor: 

C=35mg/(0.9m3)

C= 38.89mg/m3


En caso de que no restáramos el valor de blanco al filtro tendríamos el siguiente valor:


C=235mg/(0.9m3)

C= 261.11mg/m3

El valor es de unas  6,7 veces al real, he allí la importancia de realizar la corrección por el blanco, en este caso el valor de blanco del filtro, el método 5 de la EPA también incluye, la gravimetría a las aguas de lavado, allí es muy similar el procedimiento, la acetona a emplear debe cumplir con un criterio de calidad de que al evaporarse deje un residuo igual o inferior  al  0.001%, lo cual indica que el aporte de masa de la acetona en la gravimetría no es muy significativo, sin embargo por buena practica y por calidad a fin de presentar resultados confiables, sin embargo el método 5 EPA en su numeral 7.2 indica que en caso de no contar con una acetona de esta calidad, debe restarse el valor del residuo a la muestra, es decir corregir por blanco.

"Elaboración propia"

A continuación se presenta un filtro(material fibra de vidrio):


link imagen

 

Imágenes de filtro con el contaminante  material particulado :



Esta foto se presenta a manera de ilustración, en ella se compara el material particulado capturado en la descarga de motores de vehículos de trabajo liviano (Light-duty vehicles) de diferentes tecnologías.

link imagen



Link imagen


Corrección de blanco con motivo de la acetona empleada para lavar la sonda

Revisado el numeral 7.2 del método (recuperación de muestra), en este se indica que el grado de reactivo (es decir un requisito de calidad) debe ser de tal manera que esta contenga un residuo inferior o igual a 0.001% y contenido en botellas de vidrio ,en este apartado se indica que la acetona de contenedores metálicos de manera general suele contener una gran cantidad de residuo como blanco residual para los análisis a realizar,  por lo cual esta ultima no debe ser utilizada.

En ocasiones los proveedores transfieren la acetona a botellas de vidrio desde recipientes(contenedores) metálicos, con lo cual se debe  realizar un análisis de blanco (acetone blanks shall be run) de manera previa a su uso en campo, con lo cual solo la acetona con bajos valores de blanco (<= 0.001%) deberán usarse.

Adicional a lo anterior se indica lo siguiente, que para evitar  confusiones de traducción emplearemos la traducción realizada por el IDEAM (entidad oficial en Colombia): En ningún caso un valor de blanco debe ser superior de 0.001% del peso de la acetona, si este es utilizado se restara del peso de la muestra.


Lo anterior nos indica que debemos calcular el valor de blanco del residuo dejado por la acetona, para el caso de que este no sea superior a 0.01% del peso de la acetona no se indica si este valor se resta como corrección de blanco al material particulado. Por el contrario cuando el residuo de blanco dejado por la acetona es superior al 0.01% el valor del peso del residuo de la acetona debe ser restado del valor obtenido de material particulado en los lavados que se realizan, es decir cuando la acetona no cumple este criterio de calidad, nos sugiere que aporta una cantidad de material no despreciable a la masa de material particulado, por lo cual debemos de restar esta masa aportada por el residuo de la acetona.


Calculo residuos que aporta la acetona


Este se realiza como dispone  el numeral 12 del método,  y lo denotamos con Ca (Concentración blanco de acetona)  , ecuaciones 5-4  y 5-5 de este método.









En donde: 

 

ma= masa del residuo de acetona en unidades de mg (después de que se evaporó la acetona)

Va=Volumen del blanco de acetona  mL

Pa= Densidad de la acetona  mg/mL  (de las especificaciones del fabricante, ver etiqueta o ficha técnica del producto)


Wa= peso del residuo de la acetona en el lavado,   mg

Vaw=  volumen de la acetona usada en el lavado , mL 

 

 a manera de ejemplo:

Se determina en el laboratorio que la acetona a emplear presenta un valor de residuo de 0.02% en peso, si para un muestreo se emplean 150 mL para un lavado, cual seria el valor a restas como blanco de acetona en la masa de material particulado?

Densidad: 0.79mg/mL

Vaw=150mL 


Del laboratorio

masa de residuo/masa de acetona=(0.02/100) , con este valor puedo calcular que para una acetona con densidad de 0.79mL requeriría de 126.582278mL, y asi obtengo Ca


Calculemos Ca= (0.02mg)/(126.582278mL*0.79mg/mL)  Ec 5-4

Ca=0.0002mg/mL


Wa=Ca Vaw Pa


Wa=(0.0002mg/mL)*(150mL)* (0.79mg/mL)

Wa=0.0237mg  

Este seria el aporte de masa que nos aporta el residuo  de lavar con 150mL de acetona en este ejemplo.



versión del método 5 traducida al español por el  IDEAM

versión del método 5 original de la EPA



Creación  10/12/2023

Actualizado 28/1/2024

----Fin---



MECHERO BUNSEN

 

¿Qué es un Mechero Bunsen?

Un mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en los laboratorios científicos para calentar, esterilizar o proceder a la combustión de muestras o reactivos químicos.12345



Fue inventado por Robert Bunsen en 1857 y provee una transmisión muy rápida de calor intenso en el laboratorio. Es un quemador de gas natural o de gases licuados procedentes del petróleo (normalmente propanobutano o una mezcla de ambos), siendo la llama el producto de la combustión de una mezcla regulable de aire con uno de estos gases.6

Link


Historia:

En 1852 la Universidad de Heidelberg contrató a Bunsen y le ofreció asignarle un nuevo edificio de laboratorios. La ciudad de Heidelberg había comenzado a instalar el alumbrado público mediante farolas de gas, por lo que la universidad pudo dotar al nuevo laboratorio de suministro de gas.

Las diseñadoras del edificio previeron la utilización del gas no solo para la iluminación, sino que también instalaron quemadores para las operaciones de laboratorio. En los quemadores de laboratorio era deseable maximizar la temperatura y minimizar la luminosidad. Sin embargo, los quemadores de laboratorio existentes por entonces dejaban mucho que desear, tanto en términos del calor de la llama, como respecto a su economía y simplicidad.

Mientras el edificio estaba en construcción a finales de 1854, Bunsen sugirió ciertos principios de diseño al mecánico de la universidad, Peter Desaga, a quien pidió que construyese el prototipo de un mechero. El diseño de Bunsen/Desaga era muy eficiente en la generación de calor, en la reducción del hollín generado y en la obtención de una llama no luminosa mediante la mezcla del gas con el aire de manera controlada antes de la combustión. Desaga ideó unas ranuras ajustables para el aire en la parte inferior del quemador cilíndrico, con la llama de encendido en la parte superior. En el momento en que el edificio se inauguró a principios de 1855, Desaga había construido cincuenta de estos quemadores para los estudiantes de Bunsen. Dos años más tarde publicó una descripción del mechero Bunsen, y muchos de sus colegas pronto adoptaron este diseño.

Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen construyeron hacia 1860 un espectroscopio para el análisis de los patrones lumínicos generados mediante el calentamiento de diversas sustancias con su mechero, procedimiento que permitió descubrir en muy poco tiempo el cesio (1860), el rubidio (1861), el talio (1861) y el indio (1863).7

Principios similares habían sido utilizados anteriormente por Michael Faraday en el diseño de un quemador, así como en un dispositivo patentado en 1856 por el ingeniero de gas R.W. Elsner, pero no obtuvieron la difusión del diseño de Bunsen/Desaga.

Link


Perfil de llama y temperaturas de llama obtenidas:

La llama presenta una serie de regiones características, con distintas propiedades específicas en cada caso:7
Partes de la llama:

  • I) Cono interior de la llama: no hay combustión, al tener una temperatura demasiado baja; contiene gas sin arder, con aproximadamente un 62% de aire.
  • II) Manguito de llama: formado por gas en combustión y aire.
  • III) Punta luminosa: aparece cuando los orificios de aire están parcialmente cerrados.

A su vez, se localizan una serie de puntos específicos con propiedades determinadas zonas de reacción


Las distintas propiedades fisicoquímicas de las regiones características de la llama del mechero Bunsen, permiten la realización de una serie de pruebas para la identificación de diversas sustancias químicas o minerales. Para ello, se suele utilizar un diminuto anillo de platino sujeto a un alambre del mismo material (unido a su vez a una varilla de vidrio), que sirve para situar las muestras pulverizadas (bien directamente o bien adheridas a una pequeña perla de sales de bórax humedecida que se forma previamente por fusión en un extremo del alambre, procedimiento denominado flujo vítreo), en el punto de la llama deseado, pudiéndose estudiar entonces:7

  • Fusibilidad.
  • Poder de colorear la llama.
  • Volatilidad.
  • Comportamiento ante la oxidación y la reducción.

En todas estas reacciones se utiliza la llama de gas no luminosa. El gas suele contener pequeñas proporciones de CO2, O2 y N2; el resto son sustancias reductoras, es decir, que se combinan con el oxígeno durante la reacción de combustión. La luminosidad de la llama suele deberse a la presencia en el gas de pequeñas trazas de hidrocarburos no saturados (como etileno, propileno o acetileno), que al calentarse se descomponen en metano y carbono libre, que es el material que al entrar en incandescencia produce la luminosidad de la llama. Cuando se hace llegar en la proporción adecuada aire al gas antes de quemarse, la llama tiende a no ser luminosa.

Link

Zonas de reacción :

  • 1) Base de la llama: su temperatura es relativamente baja, al estar en contacto con corrientes de aire exteriores. Se utiliza para investigar la presencia de sustancias volátiles que puedan colorear la llama, detectándose en esta zona las que se volatilizan con temperaturas más bajas.
  • 2) Zona de fusión: es la zona de mayor temperatura, y está situada a poco más de un tercio de la altura de la llama y en el centro del manguito (la Zona II). Sirve para investigar sustancias respecto a su fusibilidad y volatilidad.
  • 3) Zona oxidante inferior: situada en el límite exterior de la Zona de fusión, se usa para la oxidación de sustancias disueltas en flujo vítreo.
  • 4) Zona reductora inferior: situada en el límite exterior de la Zona II; presenta un poder reductor moderado, siendo utilizada para reducciones sobre carbón vegetal o con flujo vítreo.
  • 5) Llama reductora superior: es la punta luminosa del cono interior de la llama, y se produce disminuyendo gradualmente el acceso de aire. No contiene oxígeno libre, siendo rica en carbono libre incandescente, lo que permite utilizar esta zona para reducir óxidos en forma de incrustaciones.
  • 6) Llama oxidante superior: es la punta de la zona no luminosa de la llama, actúa más eficazmente cuando los orificios de entrada de aire están completamente abiertos y se utiliza para pruebas de oxidación, para desprender productos volátiles, y para procesos oxidantes que no requieren temperaturas excesivamente elevadas.

Link

Mechero Bunsen partes y tipos (Link): 



Demostración del funcionamiento de un mechero Bunsen (Link):




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Composición de pegantes tipo pega amarilla (A base de LATEX de caucho natural y/o CLOROPRENO u otros cauchos sintéticos)


Composición de pegantes  tipo pega amarilla (A base de LATEX de caucho natural y/o CLOROPRENO u otros cauchos sintéticos)

Descripción 

Algunas de las características más destacadas de este tipo de productos son su fórmula de baja viscosidad (para usos con pistola a presión), secado rápido, increíble fuerza inicial y final, posibilidad de corrección en los primeros 5 minutos, gran resistencia al calor y excelente adhesión a diversos materiales.

Fuente 1  

Estos son empleados en multitud de aplicaciones, entre estas elaboración de zapatería y/o talabartería, así como pegante en muebles y forrado de superficies.

[Elaboración propia].


Componentes (Formulación)

Usualmente la formulación corresponde a  una mezcla de solventes (benceno, tolueno, aromáticos y/o otro tipo acorde a la formulación), material pegante ya sea látex natural o cloropreno (este es similar al caucho en algunos aspectos moleculares, pero es de origen sintético) y/o otras resinas, así mismo puede presentar colorantes(usualmente metálicos y/o otros sintéticos), además de otros aditivos.

[Elaboración propia].


A continuación se presentan algunas formulaciones encontradas en internet:

Formulación 1:

  • Tolueno (60% p/p aprox)
  • Disolvente 1A (40% p/p aprox)
  • Caucho de poli-cloropreno (12% p/p aprox)

Nota: El Disolvente 1A corresponde a productos derivados del petróleo de naturaleza química "alifáticos" (moléculas lineales), es un producto de la destilación de naftas o de la gasolina.

Formulación 2:

  • Tolueno (100gr)
  • Neopreno (15gr)
  • Dimetril-anilina (DMA) (1gr)
  • Estearato de Zinc (2gr)
  • Color amarillo a la grasa (0,5gr ó al gusto)

Fuente 3


Formulación 3:

  • Baypren 243 (Caucho sintético similar al cloropreno )
  • Disolvente 10/20 (Este es otro nombre para el disolvente 1A)
  •  Resina fenólica

Fuente 4


Formulación 4:

  • Poli-cloropreno
  • Tolueno (30-50%)
  • n-Hexano (10-30%)

Fuente 5


Es claro que la composición de este presenta solventes de diversos tipos, en el aspecto ambiental estos suelen ser relacionados a la emisión de compuestos orgánicos volátiles, adicional a esto, es de recordar que cuando la pega se seca o coagula, se van formando  materiales solidos (partículas, fibras cortas, otros), por lo cual es posible  la generación de material particulado, en cualquier caso, siempre debe revisarse puntualmente cada proceso y sus particularidades.


En relación al uso de látex natural, o de poli-isopreno, el siguiente link contiene información muy interesante : POLYISOPRENE VS. LATEX



COMPOSICION PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS

 

PINTURAS


Estas corresponden a formulaciones destinadas a aplicarse usualmente para proteger una superficie de las condiciones climáticas y del desgaste  usualmente también se emplea para fines artísticos y estéticos debido a la capacidad para incorporar diferentes colores.
[Elaboración propia]


Las pinturas usualmente están hechas de pigmentos, ligantes(binders),solventes, cargas(fillers) y aditivos, durante el proceso de formulación de una pintura, todos estos componentes deben ser ajustados y optimizados para producir una pintura de calidad acorde a las propiedades requeridas por el diseño. 

Referencia


Ligantes (Binders) :

Estos son resinas que pueden ser de origen natural o sintético (es lo mas usual), estas resinas sostienen los otros componentes en su cuerpo  y se pega a la superficie en la cual es aplicada.

Pigmentos y extendedores (pigments and extenders) :

Estos son  solidos orgánicos e inorgánicos usualmente en forma de polvo los cuales se adicionan a la formulación, estos le dan a la pintura su color, algunos pigmentos tienen la capacidad de actuar como anticorrosivos.  

Solventes y adelgazantes (solvents and Thinners) :

Mientras los solventes disuelven los ligantes (binders), el adelgazante (Thinner) ayuda a reducir la viscosidad de la pintura, la reducción de la viscosidad ayuda a el flujo libre en la elaboración de la pintura y la hace manejable para su aplicación. 

Aditivos (Additives) :

Los aditivos son materiales líquidos o solidos que se adicionan para alcanzar cualquier propiedad deseable a la pintura. Estos pueden ser cualquier material el cual mejore el desempeño de la pintura, estos pueden ser materiales metálicos (metallic soaps) que catalizan la oxidación , o agentes de flujo para mejorar el flujo y las propiedades de nivelación (leveling), también pueden ser agentes activos de superficie (surface active agents) o otros como agentes antia escamantes (anti skinning), preservativos, etc.  



Composición típica de una pintura:

  • Contenido de solidos: 30-40%
  • Contenido de solventes : 70-60%(depende de la formulación)  
    • Tolueno
    • Acetato de etilo
    • Acetato de isobutilo
    • xileno
    • 2-butoxietanol
    • 2-metilpropan-1-ol
    • Etilbenceno
    • Agua (Para pinturas base agua)

 


 Fuente 3      Fuente 4       Fuente 5

 En cuanto al contenido de solventes, es de anotar que con la abundancia de nuevas tecnologías y procesos, se ha venido reduciendo el uso de solventes en las pinturas, hay pinturas base agua, base solvente (alto contenido en solventes), estas ultimas han presentado mejoras en el sentido de nuevas tecnologías similares a emulsiones, o sustitución de solventes perjudiciales para la salud y el medio ambiente por materiales mas amigables y/o de origen "verde" 

[Elaboración propia]


Por lo anterior es usual encontrar que en las pinturas se presenta una gran presencia de materiales solidos, incluidos pigmentos entre los cuales es posible encontrar diversidad de metales, tales como los metales pesados, adicional a lo anterior  es usual que estas presenten gran cantidad de solventes, por lo anterior se considera que este material es susceptible de emitir  compuestos volátiles, así como materiales solidos como partículas, esto ultimo máxime cuando se aplica por medio de atomización de la pintura, pues  la atomización crea microgotas que a su vez se secan y con ello se crea material particulado, a diferencia de lo que puede ocurrir con una aplicación por medio de brocha en donde la pintura se transfiere de su recipiente a la superficie. 

[Elaboración propia]


ILUSTRACIONES PINTURA ATOMIZADA














Pintura anticorrosiva


Algunas composiciones tradicionalmente contienen metales pesados y/o componentes que tienen en su estructura molecular metales pesados, tales como : 

  • Óxidos de plomo (II , IV) también conocido como "minium", usualmente de color rojo.
  • Pigmentos de  sulfocromato (amarillo)  ;  lead sulphochromate
  • Cromato molibdato de  sulfato (rojo)  ;  lead chromate molybdate sulphate


Dentro de sus componentes, es posible encontrar los siguientes (muy comunes en las llamadas pinturas formuladas con plomo):

Pigmentos(Con plomo en su estructura):
  • lead sulphochromate (yellow)
  • lead chromate molybdate sulphate (red)
  • lead carbonate (white)
  • lead oxide (red, also called minium) 
Agentes secantes(con plomo en su estructura): 
    • lead naphthenate
    • lead octoate
    • lead versatate 
Inhibidores de corrosión
  • lead (II, IV) oxide, also called minium
 

Pigmentos anticorrosivos:
  • Cromato de zinc (Zinc Chromate)
  • Cromato de plomo (Lead Chromate)
  • Óxidos de zinc (Zinc Oxide)
  • Polvo de zinc (Zinc Dust)
  • Cromato de Zinc (Zinc Chromate)
  • Rojo plomo (Red Lead)


ILUSTRACIONES





Si bien actualmente están en desuso, aun es posible encontrarlas, máxime en países cuyo uso no ha sido vedado, adicionalmente es importante anotar que las anticorrosivas actualmente vienen reemplazando los metales pesados por otros componentes activos, tales como algunas aminas(moléculas basadas en nitrógeno), algunos de estos materiales pueden corresponder a silicato de sodio y ácido etilendiaminotetracético (EDTA), cuya  función es recubrir estructuras de acero  u otros materiales metálicos propensos a la corrosión.

[Elaboración propia] Referencia



OTRAS REFERENCIAS:







Fecha elaborado:  16/12/2023

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