QUÍMICA Objetivos específicos del proyecto: PROYECTO INTEGRADO
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QUÍMICA PROYECTO INTEGRADO Objetivos específicos del proyecto: 1. ¿La química tiene aplicaciones en los robots? 2. ¿Qué puede aportar la química en el funcionamiento de un robot? 3. ¿Se pueden producir reacciones en la construcción o en los trabajos que realiza un robot? 4. Cuando se produce una caída de tensión en una cadena de montaje, ¿qué medidas deberían tomarse para evitar que el robot “olvide” lo que está realizando en ese instante? 5. ¿Se puede preservar la vida de un robot frente a trabajos en condiciones adversas? Tareas a realizar: Búsqueda de información de todos los objetivos de los que consta el proyecto. Buscaremos información acerca de los objetivos específicos que se incluyen anteriormente. 1. ¿La química tiene aplicaciones en los robots? Hemos encontrado en los siguientes enlaces los usos de la química en los robots: http://es.m.wikipedia.org/wiki/reduccion-oxidacion http://www.uclm.es/profesorado/pablofernandez/QG-08http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizado La química en la robótica tiene un papel muy importante, tanto a nivel de fabricación de robots como al funcionamiento de los mismos. Para la fabricación de los robots se utiliza la química para la obtención de los materiales de los que consta. Los distintos materiales que se utilizan en su fabricación son tratados mediante galvanizado o zincado para prolongar la vida del robot y retrasar lo máximo posible la corrosión (debido a las posibles condiciones adversas a las que esté sometido ese robot) de esos materiales. Debido a esto podemos decir que la química juega un papel fundamental en la robótica. 2. ¿Qué puede aportar la química en el funcionamiento de un robot? En el funcionamiento de el robot la química juega un papel importante, tanto previniendo un posible corte de electricidad (pila ó celda galvánica) como en el mismo funcionamiento del mismo (soldaduras). Este objetivo se desarrolla en los puntos 3 y 4. 3. ¿Se pueden producir reacciones en la construcción o en los trabajos que realiza un robot? Hemos buscado información en los siguientes enlaces: http://es.m.wikipedia.org/wiki/reduccion-oxidacion http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso2005/06/q uimbach/apuntes_redox.pdf http://www.uclm.es/profesorado/pablofernandez/QG-08equilibrio%20redox/redoxteoria.pdf http://www.construmatica.com/construpedia/Electrólisis La pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox. Una reacción de reducción oxidación (reacción redox) es una reacción química en la cual existe una transferencia electrónica entre los reactivos, que da lugar a un cambio en los estados de oxidación de los reactivos. Para que exista un reducción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte: - - El agente reductor es aquel elemento químico que cede electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido. En la industria los procesos redox son muy importantes, tanto por su uso productivo (reducción de minerales para la obtención de aluminio y hierro), como por su prevención (prevenir corrosión de los materiales). Como hemos comentado en el párrafo anterior se producen reacciones redox tanto en la fabricación del robot (obtención de materiales para fabricar el robot) como en los trabajos que realiza un robot (tanto en prevención de la corrosión de los materiales en condiciones adversas, como en los distintos tipos de soldaduras que realizan los robots). 4. Cuando se produce una caída de tensión en una cadena de montaje, ¿qué medidas deberían tomarse para evitar que el robot “olvide” lo que está realizando en ese instante? Hemos encontrado los siguientes enlaces, para saber qué es una pila ó celda galvánica y sus aplicaciones: http://es.m.wikipedia.org/wiki/Pila_galvanica http://www.uclm.es/profesorado/pablofernandez/QG-08equilibrio%20redox/redoxteoria.pdf http://es.m.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad) Para poder responder a la pregunta primero deberíamos saber qué es una pila galvánica o celda galvánica: La pila galvánica (o celda galvánica) también es llamada pila voltaica o pila electroquímica, desde que Alessandro Volta inventó la pila de Volta, la primera batería eléctrica. En el uso común, la palabra "batería" incluye a una pila galvánica única, pero una batería propiamente dicha consta de varias celdas. Una pila galvánica consta de dos semipilas (semiceldas o electrodos), cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. La solución de la sal contiene un catión del metal y un anión para equilibrar la carga del catión. La semipila contiene el metal en dos estados de oxidación, y la reacción química que se produce en la semipila es una reacción redox. En una pila galvánica de un metal es capaz de reducir el catión del otro y por el contrario, el otro catión puede oxidar al primer metal. Las dos semipilas deben estar separadas físicamente de manera que las soluciones no se mezclen. Se utiliza un puente salino o una placa porosa para separar las dos soluciones. El voltaje de la pila galvánica es la suma de los potenciales de las dos semipilas. Se mide conectando un voltímetro a los dos electrodos. El voltímetro tiene una resistencia muy alta, por lo que el flujo de corriente es insignificante. Cuando un dispositivo como un motor eléctrico se conecta a los electrodos fluye una corriente eléctrica y las reacciones redox se producen en ambas semipilas. Cuando se produce una caída de tensión en una cadena de montaje se deben conectar unas baterías o acumuladores para que el robot no olvide el trabajo que está realizando. Una batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, es un dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga. 5. ¿Se puede preservar la vida de un robot frente a trabajos en condiciones adversas? Hemos buscado información en los siguientes enlaces, para estudiar la corrosión en los materiales: http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizado ¿Por qué debemos generar un recubrimiento del material?: http://www.comercialprova.com/oxido.html En este enlace habla de la corrosión y del galvanizado: http://www.avgal.net/pdfs/Ponencia%20LV%20WEB.pdf Zincado: definición, características y aplicaciones. http://www.comercialprova.com/zinc.html A mitad de página, es corto pero nos puede dar una idea general sobre el zincado. http://www.industriaskotnicasa.com.ar/pls/skotnica/h?p_url=INFORMACION_TECNIC A__TRATAMIENTOS_TERMICOS__ZINCADO__ACEROS__ETC_ Más características del zincado frente al galvanizado. http://www.comercialprova.com/zinc.html ¿Por qué debemos generar un recubrimiento del material? La oxidación de una pieza es un problema industrial importante, pues puede causar accidentes como la ruptura de una pieza y, además, representa un costo importante. La forma de óxido comúnmente vista en hierros (óxido férrico Fe2O3) y estructuras de acero oxidadas, ataca desde puentes hasta carrocerías de automóviles y es tremendamente destructiva. 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) La corrosión roja deteriora el material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales. Para prevenir la corrosión y otros problemas derivados se utilizan el galvanizado y zincado. El galvanizado o galvanización es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro. La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro(Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Se usa de modo general en tuberías para la conducción de agua. El zincado electrolítico es un tratamiento que aporta, por electrólisis, un depósito de zinc a las piezas de acero, con el objetivo principal de protegerlas contra la corrosión. Los espesores de capa de zinc, habitualmente, no superan las 20 micras. Beneficios del zincado electrolítico frente al galvanizado: - El espesor de la capa protectora de zinc suele ser de 10 micras y no superior a las 30 micras, consiguiendo que no se aumente el volumen de la pieza. En algunos casos esto se hace imprescindible. - La capa protectora se adhiere electrolíticamente a la pieza. Esta capa pasa a formar parte de la pieza, con lo que se podrá doblar, plegar y modificar la pieza sin perdida de capa protectora. - El zincado electrolítico no deforma los materiales, el proceso se realiza a temperatura ambiente. - El precio del zincado electrolítico es mas económico, que otras opciones de recubrimiento. - Versatilidad en acabados, distintos pasivados. El zincado electrolítico tiene un aspecto fino y brillante, no deja rebabas, ni impurezas.
