- Claude Bernard -
“The joy of discovery is certainly the liveliest that the mind of man can ever feel”
Química...y su estudio por la materia
El objetivo principal es dar conceptos acerca de la química dentro de un ámbito estudiantil y asi hacer una pequeña relación entre la química y la Mecatrónica.
Del egipcio keme (“tierra”), la química es la ciencia que se dedica al estudio de la estructura, las propiedades, la composición y la transformación de la materia. Es posible considerar a la química de hoy como una actualización o una forma evolucionada de la antigua alquimia.
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Ni la filosofía ni la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar verazmente la naturaleza de la materia y sus transformaciones. Sin embargo, a base de realizar experimentos y registrar sus resultados los alquimistas establecieron los cimientos para la química moderna. El punto de inflexión hacia la química moderna se produjo en 1661 con la obra de Robert Boyle, "El químico escéptico", donde se separa claramente la química de la alquimia, abogando por la introducción del método científico en los experimentos químicos. Se considera que la química alcanzó el rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine Lavoisier, en las que basó su ley de conservación de la materia.
La química y la mecatrónica
Por otra parte, la química se divide en diversas ramas como lo son la química física(termodinámica química, cinética química, electroquímica, coloides y metalografía), química inorgánica (estudio de elementos y los compuestos excepto el carbono), química orgánica (estudio del carbono y sus compuestos), química analítica, química industrial y bioquímica.
Como ya vimos en la definición anterior la química está en todas partes por lo que en el ámbito de la Mecatrónica también, principalmente en la eficiencia de motores, en el análisis de materiales para el diseño de varios instrumentos o aparatos.
Apliciones de la quimica en la ingenieria mecatrónica
En el campo de la Mecatrónica, la química se toma en cuenta con los conceptos vistos desde la Ing. Electrónica, así que para fundamentar las aplicaciones, debemos tomar en cuenta la electroquímica.
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"La electroquímica estudia los cambios químicos que producen una corriente eléctrica y la generación de electricidad mediante reacciones químicas." (Sosa Pichardo, 2003) .
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Es por ello, que el campo de la electroquímica ha sido dividido en dos grandes secciones. La primera de ellas es la Electrólisis, la cual se refiere a las reacciones químicas que se producen por acción de una corriente eléctrica. La otra sección se refiere a aquellas reacciones químicas que generan una corriente eléctrica, éste proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvánica.
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La descomposición electrolítica es la base de un gran número de procesos de extracción y fabricación muy importantes en la industria moderna. La sosa cáustica (un producto químico importante para la fabricación de papel, rayón y película fotográfica) se produce por la electrólisis de una disolución de sal común en agua . La reacción produce cloro y sodio.
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El sodio reacciona a su vez con el agua de la pila electrolítica produciendo sosa cáustica. El cloro obtenido se utiliza en la fabricación de pasta de madera y papel.
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Una aplicación industrial importante de la electrólisis es el horno eléctrico, que se utiliza para fabricar aluminio, magnesio y sodio. En este horno, se calienta una carga de sales metálicas hasta que se funde y se ioniza. A continuación, se deposita el metal electrolíticamente.
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Los métodos electrolíticos se utilizan también para refinar el plomo, el estaño, el cobre, el oro y la plata. La ventaja de extraer o refinar metales por procesos electrolíticos es que el metal depositado es de gran pureza. La galvanotecnia, otra aplicación industrial electrolítica, se usa para depositar películas de metales preciosos en metales base.
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También se utiliza para depositar metales y aleaciones en piezas metálicas que precisen un recubrimiento resistente y duradero. La electroquímica ha avanzado recientemente desarrollando nuevas técnicas para colocar capas de material sobre los electrodos, aumentando así su eficacia y resistencia. Tras el descubrimiento de ciertos polímeros que conducen la electricidad, es posible fabricar electrodos de polímeros.
Muchos de los elementos antes mencionados son utilizados para el desarrollo de aplicaciones tecnológicas, así como lo son aleaciones entre metales para la construcción de instrumentos utilizados y hasta prótesis hechas de dichos metales, o polímeros; Además una de las aplicaciones más desarrolladas en esta época es la celda fotovoltaica o panel solar.