POLIMEROS,CRISTALES Y MATERIALES CERAMICOS

1.1

Polímeros___________________________________________________3

1.1.1

Antecedentes____________________________________________________3

1.1.2

Clasificación de los polímeros.______________________________________4

1.1.2.1. Clasificación de los polímeros: Estructura___________________________________5 1.1.2.2 Clasificación de los polímeros: Tipo de reacción.______________________________6

1.1.3

Propiedades_____________________________________________________6

1.1.4

Polímeros orgánicos______________________________________________7

1.1.5

Impacto económico y ambiental de los polímeros______________________7

1.2. Cristales______________________________________________________8 1.2.1 Tipos de cristales__________________________________________________9 1.2.1.1 Cristales iónicos_______________________________________________________9 1.2.1.2 Cristales covalentes____________________________________________________9 1.2.1.3 Cristales moleculares__________________________________________________10 1.2.1.4 Cristales metálicos____________________________________________________10

1.2.3 Formación de cristales.____________________________________________11 1.2.4

Usos de los cristales._____________________________________________11

1.2.5

Impacto económico y ambiental de los cristales______________________12

1.3 Materiales cerámicos___________________________________________13 1.3.1 Producción de materiales cerámicos_________________________________13 1.3.2.1 Tipos de materiales cerámicos___________________________________________14

1.3.2 Usos de los materiales cerámicos___________________________________15

1.4 Impacto económico y ambiental de los materiales cerámicos._________16 Referencias bibliográficas__________________________________________18

Referencias bibliográficas

1.1 Polímeros Un polímero es una sustancia formada por macromoléculas, moléculas que contienen una cantidad muy grande de átomos y tiene un alto peso molecular. El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales. Entre los muchos polímeros sintéticos están el nailon, el polietileno y la baquelita. Los

polímeros no necesitan ser homogéneos, y la mayoría no lo son. Aun uno tan sencillo como el polietileno es una mezcla de macromoléculas con distintas longitudes de cadena y distintos grados de ramificación [1].

1.1.1 Antecedentes Las aplicaciones de la química de los polímeros implica la modificación química cuyo objeto era mejorar las propiedades físicas de los polímeros naturales. En 1839, Charles Goodyear transformo el hule natural, que es frágil cuando está frío y pegajoso cuando está caliente, es una sustancia que mantiene su elasticidad dentro de un margen de temperatura más amplio, calentándolo con azufre (vulcanización). Las primeras fibras sintéticas, llamadas rayones, fueron fabricadas por modificación por modificación química de la celulosa al final del siglo XIX. Leo Baekeland patento el primer polímero totalmente sintético, al que llamó baquelita en 1910. La baquelita es un material muy versátil y duradero, preparado a partir de materiales de bajo costo (fenol y formaldehido), y fue el material sintético de su tipo con m{as éxito durante muchos años. No obstante estos primeros éxitos, los conocimientos acerca de las estructuras de los polímeros eran muy escasos. Muchos químicos creían que el hule, las proteínas y cosas por el estilo eran dispersiones coloidales de moléculas pequeñas. Durante la década de 1920, Herman Staudinger, afirmaba que os polímeros eran compuestos de alto peso molecular, unidos por enlaces covalentes normales. Las ideas de Staudinger fueron confirmadas de modo convincente en un trabajo presentado por Wallace H. Carothers, de Du Pont, en 1929, quien llego a conclusiones semejantes

Fig. 1. Charles Goodyear [7]

Los estudios sobre las estructuras de los polímeros realizados por Staudinger, y los éxitos de Carothers en la síntesis de polímeros, aceleraron el desarrollo de la química de los polímeros, en especial desde modificar polímeros naturales hasta el diseño y síntesis de materiales nuevos. Hoy se conocen miles de polímeros sintéticos, algunos con las propiedades de los materiales, y otros con mejores propiedades que incluso los han reemplazado [1].

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1.1.2 Clasificación de los polímeros. Lineal Los polímeros se clasifican de acuerdo con Adición Tipo de reacción Estructura Ramificado Condensación Con entrelazamiento Escalera Estrella Dendrímetro

Fig.1 Clasificación de los polímeros [1].

La estructura, la síntesis, la producción y las aplicaciones de los polímeros abarcan tantas disciplinas que es difícil clasificarlos en una forma general. Aquí solo abarcaremos la clasificación de los polímeros de acuerdo a su estructura y su tipo de reacción.

1.1.2.1. Clasificación de los polímeros: Estructura Los polímeros obtenidos con los mismos compuestos pueden tener distintas propiedades, según como se fabriquen. Esas diferencias de propiedades físicas son los resultados de diferencias en la estructura general de la cadena de polímero. Los tres principales tipos estructurales son: lineal, ramificado y entrelazado. Hay otros tipos estructurales, más especializados: escaleras, 3

estrellas y dendrímero, que tienen propiedades únicas, y alos que se investiga de forma activa. Los polímeros lineales tienen una cadena continua de unidades que se repiten. Las unidades repetitivas dentro de la cadena están sujetas a los requisitos normales de la conformación en química orgánica. El conjunto de las cadenas puede variar de aleatorias, hasta ordenadas. Los polímeros que pertenecen al extremo aleatorio se llaman amorfos, y los del extremo ordenado cristalinos. La mayoría de los polímeros son una mezcla de enredos aleatorios intercalados en dominios cristalinos llamados cristalitos. Para determinado polímero, la densidad aumenta con la cristalinidad, Fig. 2 Estructura de los polímeros [14]. porque las cadenas enredadas al azar ocupan un mayor volumen mientras que el empaquetamiento m{as cercano pone la misma masa en menor volumen. La eficiencia con que se empacan las cadenas entre sí está muy influida por el grado de ramificación de la cadena. Los polímeros ramificados tienen ramificaciones que salen de la cadena principal. En general, al aumentar la ramificación se reduce la cristalinidad de un polímero y se alteran sus propiedades, como por ejemplo, la densidad. Las cadenas en un polímero entrelazado o de red se unen entre sí por se unen entre sí por unidades de enlazamiento, que pueden ser largas o cortas y estar formadas por las mismas unidades repetitivas que la cadena principal u otra distinta. Por ejemplo, en la vulcanización de el hule natural mediante unidades –S-S-. En general, el entrelazamiento aumenta la rigidez d, porque restringe el movimiento de las cadenas de polímero. El hule vulcanizado es un elastómero muy entrelazado; la baquelita es muy entrelazada [1].

1.1.2.2 Clasificación de los polímeros: Tipo de reacción. Los polímeros de adición se forman con reacciones de tipo: A+B 3

A- B

Den del producto (A – B) conserva todos los átomos de los reactivos (A+B). En la ecuación general, A y B son monómeros que reaccionan para formar el polímero. Cuando A=B, el resultado es un homopolímero. Cuando los dos átomos son diferentes, el polímero es copolímero. No es necesario que los dos componentes del copolímero estén presentes en cantidades equimolares. Los polímeros de condensación se preparan por la formación de enlace covalente entre monómeros, acompañada por la pérdida de alguna molécula pequeña, con agua, un alcohol o un halógeno de hidrogeno. Los polímeros de condensación mas conocidos son las poliamidas, los poliésteres y los policarbonatos. Las aramidas son poliamidas en las que los enlaces amida unen anillos aromáticos, y son una clase de polímeros de condensación [1].

1.1.1 Propiedades. La forma en que un polímero responde a cambios de temperatura es importante, no solo con respecto a las condiciones bajo las que se pueda usar, sino también por los métodos con que se transforma en un producto comercial. Los polímeros termoplásticos son los más comunes, y se reblandecen al calentarlo. En su temperatura de transición vítrea cambia de vidrio a flexibles y elásticos. Más allá de ese punto, los polímeros amorfos se transforman gradualmente en líquido al elevar la temperatura. Los polímeros cristalinos sufren una segunda transición, y solo se licuan cuando llegan a la temperatura de fusión. A diferencia de los polímeros termoplásticos que se reblandecen al calentarlos, los polímeros termofijos pasan por un estado líquido y después se solidifican al calentarlos en forma continua. El material solidificado es termofijo; se forma por reacciones químicas irreversibles que forman enlaces cruzados al calentar el polímero Termofijo. La baquelita, un polímero fijo muy entrelazado, fabricado a partir de fenol y el formaldehido produce un polímero que es su estado líquido, se coloca en moldes y se calienta, con lo que se solidifica formando una masa dura y rígida. Los elastómeros son polímeros flexibles que pueden estirar, pero retornar a su estado original cuando cesa la fuerza de alargamiento. La mayoría de los polímeros amorfos se vuelven flexibles más arriba de su temperatura de transición vítrea, pero no todos los polímeros flexibles son elásticos. Los entrelazamientos en 3

los elastómeros pueden deformar estos materiales y después regresar a su forma original cuando se les suelta [1].

1.1.2 Polímeros orgánicos Los polímeros orgánicos son compuestos formados por la unión de dos o más unidades moleculares carbonadas idénticas que reciben el nombre de monómeros Los polímeros pueden llegar a contener cientos o incluso miles de monómeros, constituyendo moléculas gigantes o macromoléculas .Existen en la naturaleza diferentes sustancias que desde un punto de vista molecular son polímeros, tales como el caucho o las proteínas; pero en el terreno de las aplicaciones los más importantes son los polímeros artificiales. Su síntesis en los laboratorios de química orgánica ha dado lugar a la producción de diferentes generaciones de nuevos materiales que conocemos bajo el nombre genérico de plásticos. La sustitución de átomos de hidrógeno de su cadena hidrocarbonada por otros átomos o grupos atómicos ha diversificado las propiedades de los plásticos; la investigación en el terreno de los polímeros artificiales ha dado como resultado su amplia implantación en nuestra sociedad, sustituyendo a materiales tradicionales en una amplia gama que va desde las fibras textiles a los sólidos resistentes.

1.1.3 Impacto económico y ambiental de los polímeros La producción de los polímeros dentro de las distintas industrias es una gran fuente de trabajo, y esta aumenta en medida de que la elaboración de estos genera menos gastos, pero la producción de estos causa distintos daños sobre el ambiente. A continuación hablaremos del impacto ambiental que generan uno de los principales tipos de polímeros, los plásticos. El impacto en la extracción y utilización de las materias primas de los plásticos es el mismo que se produce en la industria de la extracción y refinamiento del petróleo. Este tipo de industria es una de las más contaminantes que existen. No está convenientemente demostrado que algunos de los plásticos utilizados como envases y embalajes sean materiales inertes, que en ningún caso cedan componentes a los alimentos. Los envases de plástico no son biodegradables, no son reutilizables y cuestan mucho de reciclar. El envase de plástico procedente de la basura doméstica es un material que muchas veces no se puede reciclar por procesos mecánicos porque: La diversidad de plásticos existentes dificulta 3

muchísimo su reciclaje tanto a nivel del coste de la recuperación como de la identificación del plástico (por ejemplo, para separar el PVC del PET, como tienen densidades muy similares, se tiene que utilizar un aparato de rayos X que detecte los átomos de cloro del PVC). La suciedad con la que llegan los materiales de la basura impide, en la práctica, que el reciclaje del plástico se pueda llevar a cabo. Además, con el plástico doméstico reciclado normalmente sólo se fabrican materiales de baja calidad como macetas para plantas, bolsas de basura, escobas, etc. Por otro lado, el reciclaje químico actualmente está en fase de desarrollo y, por lo tanto, hay poca información fiable (los EUA y Alemania son los países que más investigan en este campo); a pesar de todo, parece ser que este tipo de reciclaje no está exento de problemas ambientales. Si los envases de plástico se llevan a un vertedero, lo llenarán fácilmente debido al gran volumen que tienen, y permanecerán allí durante muchísimos años porque no se degradarán; además, los aditivos que contienen se pueden desprender fácilmente y migrar hacia las aguas subterráneas. Si en lugar del vertedero se llevan a incinerar, hay que tener en cuenta todas las emisiones contaminantes que se producen al incinerar cualquier plástico (aunque se pongan los filtros adecuados): desde grandes cantidades de CO2 hasta metales pesados, o en algunos casos substancias más peligrosas que las que se han incinerado [11].

1.2. Cristales Los sólidos se dividen en dos categorías: cristalino y amorfos. Un sólido cristalino un cristal es un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada de sus partículas reticulares, sean átomos, iones o moléculas. Gracias a la distribución de estas partículas en el sólido cristalino, las fuerzas netas intermoleculares de atracción son máximas. La palabra proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy se llama cristal de roca. Aunque el vidrio se le suele confundir con un tipo de cristal, en realidad el vidrio no posee las propiedades moleculares necesarias para ser considerado como tal. El vidrio, al contrario de un cristal, es amorfo. Un cristal suele tener la misma forma de la estructura cristalina que la conforma. Del estudio de la estructura, composición, formación y propiedades de los cristales se ocupa la Cristalografía [2].

1.2.1 Tipos de cristales Las estructuras y propiedades los cristales, como punto de fusión, densidad y dureza, están determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las

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partículas. Cualquier cristal es susceptible de clasificarse como uno de los cuatro tipos: iónico, covalente, molecular, o metálico [2]. 1.2.1.1 Cristales iónicos. Los cristales iónicos tienen dos características: están formados de especies cargadas y los aniones y cationes suelen ser de distintos tamaños. El conocimiento del radio de los iones ayuda a comprender la estructura y estabilidad de estos compuestos. No es posible medir el radio de un ion individual, pero en ocasiones es posible obtener el radio de un ion individual, pero en ocasiones es posible obtener un estimado razonable de esta propiedad.

1.2.1.2 Cristales covalentes Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional Fig. 3 Cristal iónico del NaCl [15] únicamente por enlaces covalentes. Los dos alótropos del carbono, el diamante y el grafito. Los enlaces covalentes fuertes en tres direcciones contribuyen a la dureza particular del diamante y a su elevado punto de fusión. La dureza del grafito se debe a los enlaces covalentes; sin embargo, como las capas se mantienen unidas por fuerzas débiles de van der Waals, se pueden deslizar entre sí. El cuarzo es otro tipo de cristal covalente. La distribución de los átomos de silicio en el cuarzo es similar a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un átomo de oxígeno entre par de átomos de silicio. Como el silicio y el oxígeno tienen diferente electronegatividad, el enlace SiO es polar. No obstante, el SiO2 comparte algunas de las propiedades del diamante con la dureza y el punto de fusión alto (1610°C).

Fig. 4 Estructura molecular de un diamante [8]

1.2.1.3 Cristales moleculares En un cristal molecular los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se mantiene unidas por fuerzas de van de Waals y puentes de hidrógeno. El dióxido de azufre sólido es un ejemplo de un cristal molecular, en que la fuerza de atracción predomínate es una interacción dipolo-dipolo. Los puentes de hidrogeno intermoleculares son los que mantienen la red tridimensional del hielo.

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Con excepción del hielo, las moléculas de los cristales moleculares suelen empacarse juntas como su tamaño y forma lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los puentes de hidrogeno son más débiles que los enlaces iónicos y covalentes, los cristales moleculares son más quebradizos que los cristales covalentes o iónicos. De hecho, la mayoría de los cristales moleculares se funden a temperaturas menores de 100°C [2]. 1.2.1.4 Cristales metálicos La estructura de los cristales metálicos es la más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal. Los átomos metálicos por lo regular tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo o centrada en las caras; también pueden ser hexagonales de empaquetamiento compacto. Por consiguiente los elementos metálicos suelen ser muy densos. Los enlaces en los cristales metalicos son diferentes. En un metal, los electrones de enlace están des localizados en todo el cristal. La gran fuerza de cohesión debida a la deslocalización de electrónica es la que Fig. 5 Cristal metálico [9]. confiere la resistencia al metal. La movilidad de los electrones des localizados hace que los metales sean buenos conductores de calo y de electricidad. En la siguiente tabla se resumen las propiedades de los cuatros tipos distintos de cristales [2].

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Tabla 1. Propiedades de distintos tipos de cristales [2].

1.2.3 Formación de cristales. Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido; esta formación puede resultar de la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido. En toda formación de cristales ha y que considerar dos etapas: •

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Nucleación.- Es la formación de los primeros cristales a partir de los iones o moléculas que se encuentran en el seno de la solución. Puede ser que estos primeros cristales que se forman se destruyan debido a un proceso inverso de la nucleación. Crecimiento.- Es la formación de la estructura cristalina [16].

1.2.4 Usos de los cristales. Hoy día podemos encontrar muchos ejemplos de aplicaciones de los cristales en diferentes áreas, por ejemplo: -Biología molecular y bioquímica: Los trabajos en síntesis de moléculas orgánicas, y la relación entre la estructura tridimensional de la sustancia y su función, han adentrado al mundo de la cristalografía en la biología molecular, con las debidas particularidades. -En la física con las celdas fotovoltaicas para la obtención de energía a través de la captación de energía solar, este consta de un cristal de sílice que, al ser estimulado por un fotón, es capaz de desprender electrones (efecto fotoeléctrico) que son recogidos por un material conductor. -En la informática con los chips. 2

También tenemos la aplicación de los cristales líquidos, los Fig. 6. Celdas fotovoltaicas [13]. cuales constan de un fluido compuesto por moléculas alargadas que tienen la propiedad de ordenarse como un cristal ante la polarización eléctrica del medio. Al ordenarse cambian sus propiedades ópticas (color, opacidad, etc). Se han utilizado intensamente en las pantallas de pequeños aparatos electrónicos (calculadoras, relojes) y actualmente se están introduciendo en el mercado de los monitores (pantalla plana) [13].

1.2.5 Impacto económico y ambiental de los cristales Los cristales son la base de algunas economías en el mundo, por ejemplo dentro del continente africano los diamantes han causado guerras civiles y sobre todo pobreza ya que solo un pequeño sector es el beneficiado y la mayoría de los recursos extraídos de estos son utilizados para la guerra, alguno de los países más perjudicados son el Congo, Ruanda, Costa de Marfil y la mayor parte de la parte central de África. Los cristales no tienden a contaminar, solo aquellos que son extraídos de la industria minera ya que la extracción de minerales, requiere la deforestación de las áreas donde se encuentra el mineral. Entre las consecuencias más graves tenemos la contaminación del aire, aguas y el suelo por las máquinas y técnicas empleadas para la extracción. También contribuye a la contaminación del aire mediante los gases tóxicos generados por las máquinas excavadoras. Otros gases nocivos surgen por las explosiones que rompen las rocas, generando enfermedades respiratorias en los trabajadores y pobladores cercanos a la zona de excavación y perjudicando a plantas y animales. Los suelos no escapan al fenómeno de la contaminación, los residuos explosivos que se dispersan los empobrecen, perjudicando así, el desarrollo de la vida. Las partículas diseminadas por las explosiones también ocasionan la contaminación del agua al depositarse en mares, ríos y lagos. Aunado a esto, el mercurio utilizado para extraer el oro, envenena los ríos. Los derrames de sustancias como el petróleo causan daños muy serios al ambiente. En general, las actividades mineras en sus diferentes facetas pueden originar problemas muy graves de tipo social, económico, político y ambiental [5].

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1.3 Materiales cerámicos Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos que normalmente son duros y estables a altas temperaturas. En general son aislantes eléctricos. Los materiales cerámicos tienen una variedad de formas químicas, incluyendo los óxidos, carburos, nitruros, silicatos y aluminatos. Los materiales cerámicos son muy resistentes al calor, corrosión y deterioro; no se deforman con facilidad ante un esfuerzo; y son menos densos que os metales utilizados para aplicaciones de altas temperaturas. A pesar de esta ventajas, el uso de materiales cerámicos como materiales de ingeniería ha siso limitados debido a que son extremadamente quebradizos. Las diferencias importantes entre las propiedades mecánicas de los metales y los materiales cerámicos surgen de las interacciones de enlaces en la escala atómica. En los materiales cerámicos, los átomos están unidos por enlaces iónicos o covalentes polares. Estos enlaces en general son fuertes, pero también son muy direccionales, lo que evita que los átomos se deslicen entre sí, y son responsables de la naturaleza quebradiza de los materiales cerámicos [3].

1.3.1 Producción de materiales cerámicos. Los materiales cerámicos están formadas por mezclas de arcillas y otros componentes sometidos a un proceso de cocción y una determinada temperatura, que puede incluso llegar a la fusión. Cada uno los cerámicos tiene características especiales y son objeto de aplicaciones diversas en la construcción, pudiéndose emplear como elementos resistentes de separación, decorativos y múltiples usos mas.

Ejemplos de materiales cerámicos • Nitruro de silicio (Si3N4), utilizado como polvo abrasivo.

Fig. 6 Ejemplos de materiales cerámicos [10].

• Carburo de boro (B4C), usado en algunos helicópteros y cubiertas de tanques.

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• Carburo de silicio (SiC), empleado en hornos microondas, en abrasivos y como material refractario. •

Óxido de zinc (Zn O), un semiconductor [12].

1.3.2.1 Tipos de materiales cerámicos Según el proceso de cocción y el tipo de componentes, los materiales cerámicos se clasifican en: productos de alfarería (tierra cocida), azulejos, gres, porcelana, refractarios y abrasivos. •

Productos de alfarería (tierra cocida) .- Estos a su vez se dividen en:

- Ladrillo.- Un ladrillo es una pieza cerámica, generalmente octaédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuya dimensiones suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Se emplea en albañilería para la ejecución de fábricas de ladrillo, ya sean muros, paredes, pilares, arcos tabiques, tabicones, etc. Se estima que los primeros ladrillos fueron creados alrededor del 6.000 a.C. - Teja.- Son elementos para la construcción empleados en la formación de cubiertas con la misión de recibir y dejar escurrir el agua de la lluvia. Se fabrican con arcilla y su proceso de obtención es similar al ya explicado para los ladrillos. Las tejas generalmente son de color rojizo, aunque también se puedes colorear. Si sobre una teja en fase de cocción se queman materias orgánicas, se obtienen colores muy decorativos; también se pueden conseguir otras tonalidades mediante barnices, vidriados y esmaltes [4]. •

•

Gres.- Gres es un galicismo que designa un tipo de pasta cerámica que después de la cocción a alta temperatura muestra una porosidad (coeficiente de absorción de agua) menor que el uno por ciento. Las materias primas que componen ésta pasta cerámica son: arcilla de bola (ball clay) o arcilla refractaria, que aporta plasticidad a la mezcla, feldespato que aporta fusibilidad y cuarzo. El resultado final es una cerámica impermeable, de gran resistencia a los ácidos, a la tracción, abrasión y flexión, pero de muy poca resistencia al choque térmico. Porcelana.- La porcelana es un material cerámico blanco, no poroso, duro (no lo raya el acero) y translúcido. Fue desarrollado por los chinos en el siglo VII u VIII. Fue un material altamente valioso en occidente, pasando un largo tiempo antes de que su modo de elaboración fuera reinventado en 3

•

Europa. Es una cerámica cuya pasta no se encuentra en estado natural sino que se obtiene después de una complicada elaboración, compuesta de arcilla blanca, caolín y feldespato. El proceso de cocción se hace a temperaturas que varían entre los 700 y los 1.450 grados, en diversas etapas. La porcelana se puede decorar con colores que se obtienen de óxidos metálicos. El coloreado se hace justo antes de la tercera cochura. Existen dos clases de porcelana. La porcelana dura o verdadera se hace con caolín y feldespato. La porcelana blanda se compone de arcilla y vidrio molido. Es usada como aislante eléctrico, en equipamiento de laboratorio y para vajillas y objetos decorativos. Refractarios.- Son refractarios aquellos materiales capaces de soportar elevadas temperaturas. Los materiales refractarios por excelencia son las cerámicas. Los refractarios deben soportar altas temperaturas sin corroerse o debilitarse por el entorno. Los refractarios típicos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxido aglutinadas con un material refractario más fino. El material refractario, se utiliza en todos los hornos industriales que se usan en refinerías de petróleo, industria química, etc. [4].

1.3.2 Usos de los materiales cerámicos Se desempeñan ampliamente en tecnologías relacionadas con la electrónica, el magnetismo, óptica y energía refractaria. También los materiales cerámicos se usan de acuerdo a su tipo: - Cerámica ordinaria.- Se usa a temperatura ambiente. - Cerámica refractaria.- Se utiliza a temperatura elevada sus componentes son: sílice, alúmina y algunos óxidos metálicos. Dentro de los materiales cerámicos, los más utilizados son: Alúmina, Nitrato de aluminio, Bióxido de Titanio, Nitrato de Bario, Boruro de Titanio, Carburo de Boro, Oxido de Zinc, Diamante, Ferrita, Sílice (sálica) y Carburo de silicio (SIC) [12].

1.4 Impacto económico y ambiental de los materiales cerámicos. Dentro de lo que son los materiales cerámicos, hablaremos de la repercusión de la industria ladrillera dentro de la economía nacional y sus afectaciones en el ambiente, al igual que el impacto ambiental de otro de los principales materiales cerámicos, el vidrio. La actividad de fabricación de ladrillos está ampliamente mercantilizada a nivel Nacional, existen en nuestro país ladrilleras legalmente 3

constituidas estas por lo general poseen en su mayoría tecnología desarrollada para sus procesos en cuanto a tipo de horno y combustible que utilizan y además existen grandes ,medias y pequeñas ladrilleras. El riesgo es latente para las familias ladrilleras que trabajan de forma artesanal, además están causando daño al medio ambiente por las diferentes frentes de explotación. Los principales impactos que genera la actividad de fabricación de ladrillos son sobre la calidad del aire y sobre la morfología del terreno. En el primer caso debido principalmente a las emisiones de humos procedentes de los hornos en la etapa de cocción que causan efectos directos e indirectos sobre la salud humana, la flora, la fauna, los cuerpos de agua, y contribuyen al cambio climático global. En el segundo caso porque la explotación de las canteras produce excavaciones que no solamente afectan el paisaje sino también la estructura y configuración del terreno ocasionando deforestación, pérdida de la capa productiva del suelo, y erosión [6]. A su vez el vidrio, el primer impacto que produce es el de la alteración del paisaje para obtener la arena y la piedra calcárea de las canteras (materiales que, de todas formas, no corren riesgo de agotarse). Además, las operaciones de preparación y transporte de estos materiales a la fábrica tienen unos gastos importantes de agua y electricidad, y contaminan el aire de polvo. A pesar de todo, para fabricar 1.000 kg. de vidrio se necesitan 1240 kg. de materias primas (mucho menos material en comparación con el aluminio, el plástico o el acero). El vidrio es un material reutilizable y 100% reciclable. Si para fabricar un envase de vidrio se utiliza vidrio reciclado en un 90%, se puede ahorrar hasta un 75% de la energía que se necesitaría si se utilizara vidrio virgen. El reciclaje de los residuos generados en la propia planta durante la fabricación se realiza desde hace muchos años; en cambio, la recogida y el reprocesamiento del vidrio de postconsumo es mucho más reciente. El lavado y rellenado de botellas produce un cierto impacto ambiental, ya que para limpiar y esterilizar las botellas, se utilizan lejías y tenso activos que van a parar a las aguas residuales. A pesar de todo, en países como Alemania, Francia o Dinamarca, los modernos sistemas de lavado en circuito cerrado que se han instalado reducen mucho el consumo de agua. En el momento de evaluar el impacto ciclo de vida, el vidrio reutilizable es el resto de envases porque, entre otros necesita pocas materias primas,

ambiental de los envases durante todo su envase que tiene más ventajas respecto al motivos, es reutilizable y 100% reciclable, genera pocos residuos y emisiones 3

contaminantes a lo largo de todo su ciclo de vida, y tiene un consumo energético bajo, especialmente en sistemas de distribución locales o comarcales (que son los sistemas de distribución que han funcionado siempre hasta la aparición de las grandes cadenas multinacionales de distribución) [11].

Referencias bibliográficas [1]. A. Carey, Francis; “Química Orgánica”; Mc Graw Hill Interamericana; Sexta edición, 2006; Páginas 1217-1226. [2]. Raymond, Chang; “Química”; Mc Graw Hill Interamericana; Novena edición, 2007; Páginas 464-465, 472. [3] Brown Theodore L., cols.; “Química La ciencia central”, Editorial Pearson educación, Décimo primera edición; México, 2009; Página 493. [4] www.scribd.com/doc/7293497/CERAMIKOS1 [5] http://www.rena.edu.ve/SegundaEtapa/ciencias/impacto.html 4

[6] http://www.scribd.com/doc/21338833/TRABAJO-COSTOS-AMBIENTALES [7] http://www.poolroom.com/articles/images/charles-goodyear.jpg [8] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Diamonds_glitter.png [9] http://html.rincondelvago.com/000736224.png [10] http://personales.upv.es/~avicente/curso/unidad1/FIG1-14.jpg [11] http://www.edualter.org/material/explotacion/unidad2_6.htm [12]http://www.slideshare.net/guest584a6/el-vidrio-y-los-materiales-cermicospresentation [13]http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/cristalizacion/conten ido7.htm [14] http://html.rincondelvago.com/000685816.jpg [15] http://www.textoscientificos.com/imagenes/quimica/estructura-nacl.jpg [16] http://www.scribd.com/doc/3429680/Smith-McCabe-08-Cristalizacion

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