“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y EL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

I Semestre: Estudios Generales

Tema:Aleaciones

Curso:Física - Química

Instructor:Renzon Joel

Aprendices:Silva Zegarra YeremiArnijos Vivas JeanCamacho Becerra LuisAgurto Rueda DavidLazo Bruno Juan

Sullana, agosto del 2015.

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INTRODUCCIÓN

A finales del siglo XIX pioneros de la microbiología, de los conocidos cazadores

de microbios; como S. Winogradsky describió la existencia de microorganismos

del suelo que usan la energía de elementos y compuesto inorgánicos para

crecer, este procariote de ambientes inorgánicos

también cambio su metabolismo para usar materia orgánica (Bolivin et al.,

1990; Furussaka et al., 1991). Las bacterias que oxidanminerales que

contienen (Gaylarde y Videla) fijan CO2 son autótrofas como las plantas, se les

conoce como quimiolitotroficos (Kearns y Little, 1994) o que come piedra, la

siguiente ecuación describe esta clase de bacterias (Alexander, 1977).

En la superficie de una aleación, la reacción de los elementos que la constituya

con el ambiente, resulta en un deterioro o corrosión (Lowes et al., 1993) como

se esquematiza en la figura 2, por lo anterior Winogradsky sugirió que se

trabaja de un grupo altamente especializado (Duquette, 1986).

El segundo grupo microbiano investigado, los microorganismos heterotróficos,

que en ausencia de oxigena molecular, usan formas combinados de estos

elementos como los sulfatos (Sanders y Hamilton, 1986), los nitratos (Touvinen

y Mair, 1986) o los fosfatos, en consecuencia al producto de la reducción es

otro agente oxidante fuerte él: H2S responsable del deterioro localizado en la

superficie de la aleación del metal (Pintado y Moreno, 1986), en donde se

ubican los microorganismos al establecer la biopelicula (Silva et al., 1986), la

ecuación que resume está capacidad en bacteria, referida al sulfato es la

siguiente (Costello, 1969).

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DEDICATORIA

El presente trabajo está dedicado a mis

compañeros de estudio, a usted profesor por saber

instruirnos y enseñarnos lo necesario para ser un

bien a la sociedad y a todas nuestras familia ya que

gracias a ellos seguimos adelante día a día.

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ALEACIONES

El origen de los microorganismos, actúan en transformaciones orgánicas y

minerales en suelo (Alexander, 1965; Brock y Gustafson, 1976; Furussaka et

al., 1991), estos agentes biológicos son parte de una comunidad con capacidad

metabólica extraordinaria (Dexter, 1976; Inverson, 1987), como usar elementos

y compuestos orgánicos como fuente de energía ó como aceptores finales de

electrones, para la latencia, crecimiento que involucra resistencia a factores

ambientales adversos, ausencia de oxigeno molecular, en anaerobiosis. La

actividad microorganismos del suelo, permite el reciclaje de lo inorgánico a

orgánico, en la conversión de materia en energía y viceversa (Characklis, 1986;

Burdige y Nelson, 1986).

Aspecto superficial de la aleación.

Una de las formas de identificar la BC es la inspección microscópica de la

muestra (Cragnolino, 1983).Varios tipos de cambios en la superficie del metal

puede ser atribuidos a la presencia de microorganismos: depósito

característicos, blandos y/o mucilaginosos (Dester et al., 1991) tubérculos o

excrecencias del matal (Cragnolino, 1983; Kearns y Little, 1994) que contiene

microorganismos vivos y perforaciones en las superficie de aleación de acero

inoxidable (Ballesteros et al., 1995; Ballesteros-Almanza et al., 2000) acero ala

carbón aleaciones de cobre (Cragnolino, 1983), en general distribuidos

irregularmente, pequeños orificios con cavidades formadas por debajo de la

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superficie (Daumas et al., 1988). Estas estructuras son frecuentes en el acero

inoxidable por la actividad de bacterias del genero Gallionella (Belkin et al,

1986; Belkin et al, 1986). Estrías brillantes, visibles después de la remoción de

depósitos (Rossmoore y Rossmoore. 1993). El aspecto de los depósitos

pueden indicar cuales son los microorganismos participantes:

fibroso; hongos filamentosos (Hill et al., 1987) negro: bacterias reductoras de

sulfato (Daumas et al., 1988) naranja o castaño: bacterias oxidantes de hierro

como Gallionella spp,(King, 1995), mientras que las bacterias oxidantes de

azufre con el genero Thiobacillus spp, grupo conocido que produce cambios en

el material de color amarrillo, debido a la liberación de ácido sulfurillo que

causan la oxidación (corrosión del metal), o bien el color marrón del material

capsular (mucopolisacáridos), producidos por los microorganismos para

adherirse y atrapar nutrientes, lo cual le da un aspecto viscoso, de las bacteria

formadores de limo. Sin embargo esto es lo principio el análisis microbiológico,

es fundamental para confirmar que la causa tiene origen biológico.

Tipo de sustancia:

Los metales son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o más

elementos metálicos. Pudiendo también contener algunos elementos no

metálicos.

Los elementos metálicos pueden estar formando parte de compuestos

organometálicos.

Ejemplos de metales: Hierro, cobre, aluminio, níquel y titanio.

Clasificación:

Los metales y aleaciones clasifican en ferrosas y no ferrosas, atendiendo a

que en su composición exista Fe o no.

A su vez se subdividen en:

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FERROSAS:

-Aceros: Contienen entre 0,05-2% de peso en C.

-Aceros inoxidables: Requieren aleación de elementos para evitar ser dañados

por ambientes corrosivos.

-Hierro fundido: Contenido en Fe superior al 2%. Las propiedades mecánicas

son inferiores.

NO FERROSAS:

-Aleaciones de Al, Mg, Ti, Cu, Ni y Zn.

-Materiales refractarios.

-Metales preciosos.

Estructura cristalina:

Entorno al 90% de los metales cristalizan al solidificar en 3 estructuras

cristalinas de empaquetamiento compacto:

BCC (Empaquetamiento cúbico compacto centrado en el cuerpo)

·Posee los átomos de la celdilla unidad, en los vértices del cubo y en el centro

del mismo.

·El número de átomos es por celdilla unidad. Los átomos contactan entre sí a lo

largo de la diagonal del cubo.

·El IC es 8 ya que el átomo central se encuentra rodeado de 8 átomos vecinos.

·El factor de empaquetamiento atómico es del 68%, quiere decir que el espacio

ocupado en una celdilla unidad es del 68% y el resto espacio vacío.

·Ej: Fe, Cr (a temperatura ambiente), W

FCC (Empaquetamiento cúbico compacto centrado en las caras)

·Posee los átomos de la celdilla unidad en los vértices y en el centro de cada

cara.

·El número de átomos por celdilla unidad es 4.

·El IC es12. Los átomos contactan a lo largo de la cara.

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· El factor de empaquetamiento atómico es del 74%, reflejando que los átomos

están lo más compacto posible.

·Contactan a lo largo de la diagonal de la cara.

·Ej: Fe, Cr, Pb (a elevadas temperaturas)

HCP (Empaquetamiento hexagonal compacto)

Átomos ocupan los vértices del hexágono, centro de las caras hexagonales

superior e inferior y centro de 3 caras hexagonales.

·El número de átomos por celdilla unidad es 6.

·El IC es 12.

· El factor de empaquetamiento atómico es del74%. Empaquetados lo más

juntos posible.

Propiedades:

Tipo de enlace interatómico: -metálico conformando estructura cristalina

específica de los metales.

El enlace metálico involucra la compartición de todos los electrones

deslocalizados que producen un enlace no direccional.

·Resistencia aceptable hasta media temperatura.

·Buenos conductores del calor y la electricidad.

·Tenaces y deformables, en general.

·Altas densidades.

Ej: aceros, aluminios, cobres, titanio, superaleaciones…

-Propiedades MECÁNICAS:

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Determinan cómo responde el material al aplicarse una fuerza o esfuerzo.

·Resistencia mecánica: suelen ser duros y resistentes.

La dureza es la resistencia de un metal a la deformación permanente en su

superficie.

La resistencia es la tensión máxima alcanzada en el diagrama de tensión-

deformación

Ductibilidad: son dúctiles y maleables.

La ductilidad es considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que

poseen ciertos metales para poderse estirase en forma de hilos finos.

La maleabilidad es la posibilidad de cambiar de forma por la acción del martillo,

quiere decirse que puede batirse o extenderse en forma de planchas o láminas.

Impacto:

Resistencia a ser rayados y a la rotura.

-Propiedades FÍSICAS:

Dependen de la estructura y procesamiento del material, describen

características como, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y

comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerzas que actúan

sobre el material.

Punto de fusión:

Todos son sólidos a Tª ambiente, excepto el Hg. que es líquido a esta

temperatura. El punto de fusión varía de –39 ºC. del Hg a los 3410ºC. del W.

Todos los metales se expanden con el calor y se contraen al enfriarse.

Conductividad térmica y eléctrica:

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Los metales son, en general, buenos conductores eléctricos y térmicos, ya

que el empaquetamiento es muy compacto y la E se transmite de unos átomos

a otros.

Con impurezas se reduce la conductividad térmica y también eléctrica,

porque disminuye la eficiencia del movimiento de los electrones.

Propiedades ópticas:

Viene determinadas por la interacción entre el material y la radiación EM en

forma de ondas o partículas de E.

Al interaccionar la radiación con la estructura electrónica o cristalina de los

metales crean varios efectos ópticos.

Los metales reflejan y/o absorben fuertemente la radiación incidente desde λ

larga hasta mitad de la región del UV-Visible. La cantidad de energía

absorbida depende de la estructura electrónica de cada metal.

Los metales son opacos y tienen alta reflectancia.

La mayoría son de color grisáceo, pero algunos son de colores distintos

como el Bi que es rosáceo, Cu rojizo y Au amarillo.

·Propiedades magnéticas:

El comportamiento magnético está condicionado por los dipolos que están

dados por la estructura electrónica del metal, por lo que al cambiar la

microestructura cambia las propiedades.

El Fe, Ni y Co son fácilmente magnetizables por lo que son utilizados como

imanes permanentes. Son ferromagnéticos, debido a que los niveles de E

están parcialmente ocupados por los dipolos que al aplicar un campo

magnético se alinean en la misma dirección de éste.

Se mejoran estas propiedades introduciendo defectos en la microestructura.

Aplicaciones:

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Las aplicaciones de los metales son innumerables. La principal aplicación se

centra en el ámbito de la construcción, son útiles en aplicaciones estructurales

donde deben soportar cargas.

También en la electricidad, porque los metales son conductores y permiten el

paso de la corriente a través de ellos, son capaces de soportar tensiones

eléctricas importantes; sin ella no habría luz. Uno de los materiales más

utilizados es el Cu.

En los medios de comunicación y sistemas industriales, la mayoría de los

aparatos modernos y equipos que son fabricados con diferentes metales y

aleaciones. .

Como hemos podido apreciar a lo largo del trabajo los metales juegan un rol

muy importante en nuestras vidas ya que si nos ponemos a pensar muchas de

las cosas que nos rodean y utilizamos diariamente, están fabricadas de metal o

son aleaciones.

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CONCLUSIONES

La colonización microbiana de metales y aleaciones de uso industria a través

de la formación e biopeliculas (compuestas por células sésiles, MPS y agua)

modifican drásticamente de la respuestas de los materiales a la BC. Estos

cambios se deben a modificaciones de sitio localizados del tipo y concentración

de iones, pH y niveles de oxigeno, así como la introducción de barreras

al transporte de especies químicas desde y hacia la interfase metal/solución.

Se produce así un cambio en la composición y estructura de los productos de

corrosión y películas pasivantes. Así como de las variable electroquímicas

utilizadas en el seguimiento de la BC.

El uso de técnicas adecuadas de muestreo y seguimiento complementario por

métodos microbiológicos y electroquímicos de campo y laboratorio, es

necesario para entender los efectos derivados de la actividad microbiana y el

papel de las biopeliculas en proceso de la BC. Por tanto se considera, que

esta evaluación debe realizarse en cada sistema manera individual.

Principalmente por que hoy las leyes que regulan 1a calidad ambiental, son

cada vez más exigentes y restrictivas. El registro de nuevos biocidas y su

instalación demanda el estar sujeto a reglamentación. Cuanto más se conozca

sobre el efecto de biocidas y de otros agentes para el control de

bioensuciamiento y biopeliculas. Aunque para prevenir la BC deben agotarse

las alternativas no contaminantes: como la eliminación de fuentes de nutrientes

del consorcio que BC provenientes de productos orgánicos así como la

utilización de biocidas no contaminantes como el ozono, antes de emplear

sustancias tóxicas que afectan negativamente el ambiente.

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BIBLIOGRAFÍA

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