MELANY FORO CARBONO

MELANY FORO CARBONO

El material más duro y resistente conocido por el hombre el aluminio no lo absorbe el acero tampoco pero también es uno de los más blandos es limpio sucio brillante y negro una cucharada tiene una superficie de media hectárea purifica el aire y el agua te da energía al mundo y altera su clima es el material de las estrellas es un elemento casi mágico.

 La fibra de carbono es solo una parte de lo que nos da el carbón intenten imaginar un mundo sin carbón o incluso un bólido de carreras sin carbono no podemos olvidar la elegante pintura derivada del hidrocarburo tampoco podríamos frenar sin las pastillas de carbono pero no importa porque también nos quedaríamos sin el combustible de metano los neumáticos la carrocería y por último y no menos importante la forma de vida que lo conduce basada en el carbono todos los elementos importantes de este coche y del mundo contienen carbono es crucial para la formación de los enlaces que conforman los seres vivos y el material que a ciertos seres vivos les gusta fabricar el carbono es el elemento más abundante del universo y forma estructuras muy sólidas por supuesto el hidrógeno el oxígeno y el helio son más abundantes pero el carbono forma estructuras de hecho es un elemento único casi mágico la clave reside en la configuración y el tamaño del átomo de carbono lo que hace que el carbono sea tan versátil son dos cosas la primera es la cantidad de electrones que tiene en la capa externa su valencia es 4 y la segunda es que se encuentra en la primera fila de la tabla periódica de los elementos lo que significa que es muy pequeño el átomo de carbono se une a elementos mayores como metales cediéndole sus electrones de valencia y a elementos más pequeños como los gases ganándoles sus electrones como resultado el carbono forma una enorme variedad de compuestos actualmente se conocen más de 10 millones de compuestos de carbono el enlace más estable entre átomos de carbono se da en los diamantes una trama cristalina de carbono puro los diamantes tienen una dureza extrema porque los átomos de carbono que contienen se han ido comprimiendo a lo largo de miles de millones de años hasta formar esa red entre cruzada tetraedro este tipo de enlace entre los átomos convierte al diamante en un material extremadamente resistente de hecho es el material natural más duro conocido el carbono con su exclusiva capacidad de combinación es también el componente esencial de todo ser vivo de ahí la expresión forma de vida basada en el carbono, el carbono es el elemento químico ideal es lo suficientemente estable para crear el material de la vida y las reacciones con las que está relacionada pero también es bastante inestable de modo que no necesita mucha energía para esas reacciones químicas es esta combinación ideal de estabilidad y reactividad lo que convierte al carbono en la columna vertebral de todos los seres vivos gracias a su capacidad de adhesión los azúcares simples se transforman en moléculas complejas como el ADN realmente es el elemento de la vida.

Una fábrica en Abel in Texas se ve cómo funciona uno de los materiales más resistentes del mundo:

Comienza siendo un tejido sintético derivado del petróleo parecido al nailon y el poliéster estamos en la fase inicial del proceso de oxidación que estabiliza el material llamado poli acrilonitrilo o pan para abreviar introducimos el pan en el primer horno de oxidación y a medida que empieza a cocerse empieza a cambiar de color jane y lo que estamos haciendo es eliminar gran parte del resto de componentes y cuanto más carbono queda más oscuro se vuelve el material de la cocción lenta permite al oxígeno del aire unirse a los átomos de carbono que pasan a formar una cadena en forma de escalera mucho más resistente del proceso de estabilización se obtiene un material muy fuerte con un 68 por ciento de carbono llamado pirona en esta etapa el material se utiliza para crear el freno de un avión aunque el compuesto de Perona tenga resistencia suficiente para detener un avión convertirlo en una fibra con un 100% de carbono requiere mucho más calor este es uno de los hornos de alta temperatura que completa la carbonización de la fibra tenemos un total de 5 y en su interior se extraen los restos de hidrógeno y nitrógeno para conseguir la fibra de carbono es la parte más crítica en el proceso porque la temperatura que apliquemos define exactamente el módulo la rigidez de la fibra y el límite de elasticidad por ello es muy importante mantener un control preciso del horno en esta fase del proceso la fibra es calentada en ausencia de oxígeno para que no arda en vez de ello el calor extremo obliga a los átomos a vibrar hasta que los elementos ajenos se desprenden lo que queda son cadenas cristalinas de átomos de carbono el proceso consigue fusionar los átomos de carbono de una forma muy resistente que requiere gran cantidad de energía para romperse a continuación es sometido a un baño electro químico que arruga la superficie del material y lo hace más apropiado para su uso en compuestos el último paso es semejante al de cualquier fábrica textil la fibra de carbono es enrollada en bobinas la fibra con un diámetro diez veces inferior al del cabello humano se puede cortar como cualquier hilo pero cuando se trenzan 50.000 fibras empieza a mostrar su fuerza pero como pasa la fibra de carbono de esto a esto primero se confecciona un tejido para otorgarle fuerza multidireccional.

el principal emisor de un gas de efecto invernadero el dióxido de carbono produciendo un tercio del total de emisiones cuando tomamos algo lo estamos combinando con oxígeno así que cuando quemamos un material compuesto de carbono lo estamos mezclando rápidamente con oxígeno así pues obtenemos carbono y oxígeno juntos reducir las emisiones de co2 producidas por el carbón puede ser una tarea enorme pero no imposible junto a la central eléctrica de antelope valley se encuentra la planta de combustible sintético great plains que utiliza una técnica innovadora conocida como gasificación del carbón con la clasificación del carbón es un proceso único no existe otra planta como ésta en todo eeuu dentro de los 14 gasificador estanques de alta presión de más de 165 toneladas de peso cada uno la combinación de calor presión oxígeno y vapor provocan la ruptura de la estructura molecular del carbón el hidrógeno y el carbono forman metano puro o gas natural y mientras que el producto principal el metano es canalizado para su utilización como combustible otros compuestos como el sulfato de amonio son recogidos y empleados para hacer fertilizantes hacen con la de un y creo que lo mejor de esta planta es que es el sueño de todo químico a diferencia de las centrales de combustión de carbón que liberan una mezcla de gases las de combustibles sintéticos pueden separar capturar y condensar sus emisiones de dióxido de carbono esta corriente de gas este desecho es canalizada hasta yacimientos petrolíferos agotados de canadá allí el co2 es inyectado a muchos cientos de metros bajo la superficie en formaciones de rocas porosas que lo atrapan de forma permanente el proceso se denomina aislamiento del co2 y su tecnología apenas ha empezado a desarrollarse mientras tanto las emisiones mundiales de dióxido de carbono aumentan cada año en parte debido al incremento del uso del carbón pero también está en auge otra forma de energía basada en el carbono en vez de fuentes de energía prehistóricas las centrales aprovechan la capacidad de las plantas para consumir el dióxido de carbono del aire y las plantas son las recicladoras de carbono de la biosfera sin ellas la vida animal no sería posible ya que éstas toman el dióxido de carbono de la atmósfera y utilizan la energía solar para fijarlo y convertirlo en parte de su estructura la mayor parte de la estructura de una planta está formada por celulosa iem y celulosa complejas cadenas de azúcares que forman el resistente tejido fibroso que las mantiene erguidas otra de las virtudes del carbono la fuerza para revolucionar los viajes espaciales actualmente sólo hay una forma de escapar de la gravedad terrestre pero los despegues impulsados por cohete son caros por no mencionar el peligro por ello se investiga una alternativa algo estrambótico conocida como el ascensor espacial consiste en un cable de 100 mil kilómetros de longitud unido a la tierra con un contrapeso en órbita geosíncrona a más de 35 mil 700 kilómetros la fuerza centrípeta ejercida por el anclaje contra la velocidad orbital del contrapeso permitiría mantener una tensión suficiente en el cable para la subida de cargamento al espacio el ascensor espacial es una idea fascinante porque no se ha hecho antes porque con los materiales actuales el peso del cable provocaría su caída a la tierra pero existe un material que podría funcionar los nanotubos de carbono los nanotubos de carbono tienen una combinación de propiedades únicas son duros son resistentes 10 veces más que el acero y seis veces más ligeros los nanotubos de carbono son partículas de grafito nanométricas cuya estructura ha sido reforzada radicalmente si esto representa una capa de grafito esto es un nanotubo de carbono las partículas están dispuestas en capas microscópicas formando estructuras a gran escala de repente la idea de un ascensor espacial no es tan estrafalaria web que al ser los nanotubos cien veces más fuertes que el acero y seis veces más ligeros parece una idea factible y la nasa stein y esa es solo una aplicación posible de los nanotubos en los próximos años podrían prolongar la vida de las baterías de los aparatos electrónicos hacer las veces de semiconductores a escala molecular en ordenadores más potentes y transformarse en un material biocompatible y súper resistente que sirva para reemplazar las articulaciones de las formas de vida basadas en el carbono el carbono es el elemento que podría y puede formar las cosas más ligeras resistentes duras blandas absorbentes útiles peligrosas e interesantes del planeta.

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