Plásticos eléctricos, una nueva realidad

Un material recurrente en las investigaciones sobre nuevos materiales son los plásticos eléctricos. Hasta hace poco se ignoraba que sus propiedades eléctricas o magnéticas fueran las protagonistas de su aplicación final, y continúan sorprendiéndonos con nuevos usos.
Los plásticos eléctricos constituyen un subgrupo de los denominados materiales eléctricos, concretamente el de los polímeros o "plásticos" con características eléctricas útiles. Un polímero es un compuesto químico, natural o sintético, creado de una reacción química en la que dos o más moléculas se combinan para formar otra en la que se repiten las unidades estructurales.

Aunque, en general, en este tipo de materiales sólo se suelen incluir aquellos que son conductores o semiconductores, pues son los que están teniendo más atención por parte de las grandes empresas, es razonable considerar también a todos aquellos plásticos que poseen propiedades útiles, por ejemplo, aquellos que actúan como aislantes, dieléctricos para condensadores, agentes encapsulantes, adhesivos y materiales para la fabricación de circuitos electrónicos. Algunos de estos usos son bastante simples en un sentido químico, pero son necesarios como partes integrales de los procesos completos de embalaje y protección de circuitos integrados frágiles, pues evitan su daño, al prevenir, entre otras cosas, los efectos perjudiciales de la humedad y corrosión.
Surgieron como sustitutos, en ciertas aplicaciones, de otros materiales inorgánicos eléctricos más convencionales como el cobre o el silicio, y han despertado extraordinario interés al poseer, adicionalmente a sus propiedades eléctricas tan deseadas, otras que no tienen los materiales inorgánicos convencionales, como flexibilidad, baja densidad y bajo costo. Otra ventaja es que permiten obtener con facilidad piezas con geometrías complejas.

Ver también: 6 nuevas clases de materiales eléctricos

En estos momentos, existe una carrera científica vertiginosa en cuanto a la búsqueda de los materiales plásticos ideales para todo tipo de aplicaciones eléctricas. Algunos investigadores nos hablan de moléculas orgánicas que son capaces de autoorganizarse en capas ultrafinas (menos de seis nanómetros) para su uso en los componentes dieléctricos o no conductores de un transistor. Otros, de transistores orgánicos que permitan encender y apagar la luz de los diodos orgánicos. Otros, proponen materiales híbridos compuestos por semiconductores inorgánicos y polímeros con lo que se obtiene nuevos materiales fácilmente procesables con una eficiencia energética aceptable para utilizarse como células solares.
Según lo anterior, en términos de investigación, es crucial la síntesis de nuevos polímeros, su análisis estructural y caracterización, así como la de nuevos materiales compuestos a partir de polímeros con especiales propiedades eléctricas, ópticas y electro-ópticas.

Es importantísimo controlar todos los aspectos relativos a los procesos de los nuevos materiales considerados, por lo tanto, los aspectos científicos más importantes se enfocan al entendimiento fundamental de las relaciones síntesis-procesado-estructura-propiedades de los materiales orgánicos eléctricos, y esto se consigue, en general, a través de la utilización de técnicas de caracterización especiales, por ejemplo: electro-ópticas, de medidas fotofísicas, microscopía electrónica de barrido,
microscopía electrónica de transmisión, etcétera.
El gran potencial de aplicación de los polímeros o, dicho en palabras más llanas, ‘plásticos eléctricos’, es evidente, no obstante, todavía queda mucho trabajo por hacer. Y éste no se debe restringir únicamente a conocer mejor y de manera más profunda dichos materiales, sino que también debe abrirse a la búsqueda de nuevas aplicaciones, entre otras, aquellas en las que los plásticos ofrezcan más ventajas que las que nos dan los materiales que hoy en día se están utilizando.

6 nuevas clases de materiales eléctricos

Los avances tecnológicos en el campo de la construcción, las telecomunicaciones o el cuidado de nuestro planeta, exigen nuevas capacidades de los materiales eléctricos, por ello se busca mejorarlos, incluso crear otros con características específicas o buscar nuevas aplicaciones para materiales ya conocidos.
Una rama del conocimiento relativamente nueva y muy dinámica es la ciencia de los materiales. Es una ciencia multidisciplinar, sus equipos de investigación reúnen profesionales de distintas áreas: físicos, químicos, ingenieros, informáticos, biólogos, incluso médicos. Su trabajo se basa en el centenar de elementos de la tabla periódica, donde se encuentra contenido todo lo que conocemos del universo. Con este reducido número de elementos el número de combinaciones es tan grande que las posibilidades que brindan son inimaginables.

Gran parte de lo que anteriormente se fiaba a la intuición o a la buena suerte ahora está fundamentado en la aplicación de los constantes descubrimientos en física y química, algunos de los cuales acaban siendo incluso premios Nobel. Los diseñadores de nuevos materiales utilizan sistemas de simulación por computadora para combinar átomos, calcular su estructura molecular y deducir sus propiedades. A partir de ahí, elaboran los prototipos de aquellos modelos que tienen más posibilidades de poseer las características buscadas, con el consiguiente ahorro de tiempo y costos.
El desarrollo de nuevos materiales vuelve obsoletas las clasificaciones tradicionales de los materiales, y las líneas de investigación abiertas son múltiples. Por ejemplo, la fundación COTEC para la Innovación Tecnológica estima que, sólo en la Unión Europea, se han elaborado 1 400 proyectos de investigación en esta área en los últimos años.
Según Emilio Castro Otero, investigador del Departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), los nuevos materiales con que conviviremos en nuestra vida diaria durante el siglo XXI serán creados a la medida de nuestras necesidades, serán nano, inteligentes y biomiméticos, así como energéticamente más eficientes, reciclables y menos tóxicos en favor del medio ambiente y el desarrollo sostenible.
Ésta es una clasificación breve de los nuevos materiales:

1. Los metamateriales obtienen sus propiedades de su estructura y no de su composición, es decir, son compuestos ordenados cuyas propiedades físicas son distintas a las de sus constituyentes. Este término se utiliza, sobre todo, cuando el material al que se hace referencia tiene cualidades que no se encuentran en materiales presentes en la naturaleza. Algunos de ellos se fabrican con técnicas de nanotecnología similares a las que se usan para fabricar micromáquinas y circuitos integrados. Una ventaja de estos metamateriales es que con ellos se podrían fabricar lentes planas que permitirían enfocar la luz en áreas más pequeñas que la longitud de onda de la luz, útiles en el terreno de la óptica o de las comunicaciones.
   
   
   


2. Los materiales inteligentes están diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía o simplemente ajustarse para ser más confortables al ser humano. Algunos de ellos son: Electro y magnetoactivos, que actúan o reaccionan ante cambios eléctricos o magnéticos, ampliamente empleados en el desarrollo de sensores. Los piezoeléctricos, con la capacidad de convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, muy usados como sensores y actuadores, vibradores, zumbadores, micrófonos. Los fotoactivos actúan emitiendo luz. En el caso de los electroluminiscentes, cuando son alimentados con impulsos eléctricos, emiten luz; los fluorescentes devuelven la luz con mayor intensidad; y los fosforescentes almacenan la energía y la emiten después de cesar la fuente de luz inicial. Son ya aplicados a sistemas de señalización y seguridad. Los cromoactivos, que modifican su color ante cambios de temperatura, luz o presión. Los termocrómicos están ya presentes en forma de etiquetas de control de temperatura, artículos de hogar (microondas, sartenes, mangos, etc).
   
   
   


3. Los materiales biomiméticos buscan replicar o imitar los procesos y materiales biológicos, tanto orgánicos como inorgánicos. La llamada biomedicina y otras nuevas disciplinas, como la biotecnología, persiguen la creación de nuevos materiales que puedan dar lugar al desarrollo, por ejemplo, de tejidos y órganos artificiales biocompatibles o contenedores de tamaño molecular e inteligentes para la dosificación controlada de fármacos. Otro ejemplo, partiendo de la madera como materia prima, el grupo de Materiales Biomiméticos y Multifuncionales de la Universidad de Sevilla ha elaborado una cerámica biosintética de carburo de silicio, o bioSIC, con la que esperan modelar prótesis quirúrgicas que se integren mejor en los tejidos, minimizando la contaminación bacteriana.
   
   
   


4. Los materiales invisibles son especies y subespecies de materiales que no están a la vista, pero que constituyen la esencia de multitud de dispositivos y productos que cada vez nos parecen más indispensables. Su utilidad reside no tanto en sus propiedades mecánicas como en sus propiedades químicas, magnéticas, ópticas o electrónicas. Por ejemplo, gracias a la combinación de materiales orgánicos e inorgánicos, investigadores de la Universidad de Northwestern crearon transistores transparentes de alto rendimiento. Aunque ya existían transistores invisibles, su escaso rendimiento descartaba posibles aplicaciones. Los nuevos, producidos sobre plástico o cristal, permitirán proezas tecnológicas como pantallas de texto o imágenes que aparentemente flotan en el espacio y que pueden proyectarse sobre el parabrisas de un automóvil, en las gafas protectoras de los soldados e incluso en las ventanas domésticas.
   
   
   


5. Las cerámicas superconductoras de alta temperatura son materiales capaces de exhibir propiedades fascinantes, como la levitación y la suspensión, o permitir el transporte de corriente sin oponer resistencia.
   
   
   


6. Los materiales compuestos son combinaciones de materiales diversos como resinas epoxi, poliéster, acrílicas, poliuretánicas, etc., con materiales de refuerzo tales como fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras aramídicas, etc. Sus propiedades son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes, por lo que resultan materiales de características excepcionales, muy utilizados en la industria espacial, aeronáutica, química, náutica, etc. El ejemplo más representativo del desarrollo de los materiales compuestos está asociado a su aplicación en la industria aeronáutica: como se obligaba al diseñador a crear un material diferente para cada aplicación con el propósito de ahorrar peso y costos, permitieron una extraordinaria fluidez en la ingeniería de diseño.
   
   
   

Ahora bien, el futuro está en conseguir abaratar estos materiales y para aplicarlos de forma masiva con el objeto de mejorar la calidad de vida, incrementar la eficiencia energética de los procesos y mejorar la seguridad de los usuarios. Por ejemplo, algunas investigaciones con polímeros en la Universidad de New South Wales han logrado que, gracias al dióxido de titanio, activado por una luz ultravioleta, algunos materiales permanezcan siempre limpios. El siguiente paso consiste en conseguir esta activación con luz artificial para su aplicación, por ejemplo, en cuartos de baño de las viviendas, hospitales, etc. Por ello, el futuro para los edificios se presenta más seguro y más limpio. La empresa norteamericana Octillion ha desarrollado un prototipo de ventana de vidrio transparente capaz de generar electricidad.
Estos resultados optimistas indican que no pasará mucho tiempo para que podamos ver finalmente células fotovoltaicas transparentes con una relación eficiencia/precio lo suficientemente buena como para introducirse en el mercado de la energía solar.
En fase de investigación se halla todavía el empleo de la “técnica foto-voltaica orgánica” en grandes superficies.
Las empresas alemanas BASF, Bosch, Merck y Schott trabajan intensamente en el desarrollo y la producción industrial de láminas transparentes que puedan transformar luz en energía y que, a diferencia de las superficies fotovoltaicas rígidas actuales, puedan ser curvadas, enrolladas y plegadas. Colocadas sobre techos, en ventanas y fachadas, pueden transformar discretamente edificios, sobre todo rascacielos, en verdaderas plantas energéticas.

11 recomendaciones para ahorrar energía eléctrica en iluminación.

La iluminación representa una tercera parte del consumo de energía en los hogares y, por ende, de lo que se paga en la factura por consumo de electricidad.

¿Cómo puedes reducir tu consumo en iluminación sin prescindir de este importante servicio y, al mismo tiempo, ahorrar dinero?
Para lograrlo, pon en práctica las siguientes recomendaciones:

1. Sustituye los focos incandescentes por lámparas fluorescentes compactas. Comparados con los focos comunes y corrientes, dichas lámparas consumen 75% menos de energía eléctrica y generalmente duran en promedio diez veces más e iluminan igual.
2. Cuando compres lámparas ahorradoras, busca el sello FIDE.
3. Apaga la luz cuando no la necesites.
4. Usa focos incandescentes de 25 W en lugares donde se requiera poca iluminación: pasillos, bodegas, etc.
5. Mantén abiertas las cortinas y persianas durante el día; la luz natural siempre es mejor.
6. Pinta las paredes de tu hogar con colores claros; esto ayuda a aprovechar mejor la luz, tanto la natural como la artificial.
7. Realiza el mayor número de actividades aprovechando la luz solar.
8. Limpia periódicamente focos y lámparas, el polvo bloquea la luz que emiten.
9. Utiliza un atenuador electrónico (dimmer) para graduar la luz al mínimo necesario.
10. Instala lámparas en esquinas y zonas despejadas, para aprovechar al máximo la luz.
11. De ser posible, instala fotoceldas para controlar la iluminación de jardines, cocheras y patios.

Ver también: 6 recomendaciones del FIDE para ahorrar energía eléctrica en el hogar

Generar energía eléctrica cuesta, por eso es parte importante en el desarrollo del país; usarla de manera responsable asegura un mejor futuro para todos.

6 recomendaciones del FIDE para ahorrar energía eléctrica en el hogar

El ahorro de energía comienza en casa, adoptando hábitos para el buen uso de la electricidad e inculcando a nuestros hijos a estas prácticas.
La producción de la energía eléctrica que disfrutamos cada día es costosa y contamina. La aplicación de medidas de ahorro, algunas de gran simplicidad, además de traducirse en importantes ahorros en el consumo, evita la emisión de millones de toneladas de contaminantes a la atmósfera.
Dejar las luces encendidas innecesariamente, mantener televisores o radios prendidos sin que nadie les preste atención; comprar productos cuyos envases o empaques se van rápidamente a la basura —a pesar de que su fabricación supuso un alto costo de electricidad—, son sólo algunos ejemplos de la falta de cuidado de la energía y del medio ambiente en los que incurrimos con frecuencia. En éstos y otros muchos casos, la solución está en nuestras manos.

Ver también: La electricidad, la energía más utilizada

Ahorrar y usar eficientemente la energía eléctrica, así como cuidar el ambiente no son sinónimo de sacrificar o reducir nuestro nivel de bienestar o el grado de satisfacción de nuestras necesidades cotidianas. Por el contrario, un cambio de hábitos y actitudes pueden favorecer una mayor eficiencia en el uso de la electricidad, el empleo racional de los recursos energéticos, la protección de la economía familiar y la preservación de nuestro entorno natural.
Para una familia ahorrar energía equivale a ahorrar dinero. Además, al hacerlo contribuye a que sea más eficiente el consumo de energía a nivel nacional y se utilicen menos combustibles fósiles, como gas, combustóleo o carbón requeridos para producirla.
El FIDE presenta estas recomendaciones que permitirán usar eficientemente las instalaciones eléctricas residenciales y obtener con ello importantes beneficios económicos y ambientales. Las siguientes recomendaciones generales son muy útiles y verás que bastante sencillas:

1. Mantén siempre limpios los aparatos eléctricos, principalmente los de la cocina. Elimina los residuos de alimentos en el horno de microondas, tostador, extractor, etc. Conservarlos en buen estado prolonga su duración, reduce el consumo de energía y los gastos, y contribuye a la seguridad de la familia.
   
   
   


2. Utiliza todos los aparatos de acuerdo con las recomendaciones de uso, mantenimiento y seguridad que aconseje el fabricante. Revisa siempre el instructivo o manual de usuario del aparato antes de ponerlo a funcionar y siempre que tengas alguna duda.
   
   
   


3. Revisa cuidadosamente aquellos aparatos que al conectarse producen chispas o calientan el cable. No los uses antes de resolver el problema. En todo caso, es recomendable que esto lo haga un técnico calificado.
   
   
   


4. Apaga los aparatos que producen calor antes de terminar de usarlos –por ejemplo, plancha, tubos o pinzas para el cabello, parrillas, ollas eléctricas, calefactores– para aprovechar el calor acumulado.
   
   
   


5. Desconecta los aparatos desde la clavija, nunca jales el cable. Es importante mantener en buen estado tanto el cable como el enchufe.
   
   
   


6. Apaga los aparatos eléctricos y desconecta los que carecen de interruptor cuando no se estén utilizando. Esto incluye los reguladores de voltaje.
   
   
   

4 causas de incendios eléctricos en el hogar

Nuestro hogar es fuente de seguridad y confortabilidad, no obstante, existen algunos peligros que pueden acechar detrás de las paredes en contra de nuestra seguridad y la de los demás habitantes, por eso es necesario averiguar qué tan a salvo estamos de estos riesgos.
Los peligros eléctricos van desde un inofensivo cosquilleo o chispa al tocar un metal, un choque eléctrico, que puede ocasionar quemaduras graves, hasta un corto circuito, que puede provocar incendios y con ello la pérdida de seres queridos y nuestro patrimonio.
De acuerdo con datos dados a conocer por Raúl Esquivel Carbajal, Primer Superintendente del Heroico Cuerpo de Bomberos de la Ciudad de México, en 2009 se atendieron 5970 incendios en el país, una parte importante relacionada con problemas eléctricos, tales como cables dañados, sobrecargas de circuitos o artefactos con fallas.

Es altamente recomendable que los propietarios realicen una inspección de posibles riesgos en sus viviendas y áreas exteriores como parte de la limpieza o mantenimiento general.
Recuerda que siempre hay algo que se puede hacer para resguardar a tu familia y casa de accidentes eléctricos.
Asimismo, organizaciones como la Comisión de Seguridad Eléctrica, en la cual participan importantes organismos como CANAME, ANCE, ESFI, y empresas del ramo, aconsejan dedicar tiempo cada año a la inspección de las condiciones del sistema eléctrico, los cables, extensiones, clavijas y receptáculos.

Ver también: 3 accesorios evitar que los niños sufran accidentes por culpa de los contactos eléctricos

Las señales que nos indican problemas en la instalación incluyen:

1. Las luces de los hogares tienen bajas continuas o parpadean, o la imagen su televisión reduce su tamaño.
2. Evidencia de arcos, chispas o destellos de luz brillante en el sistema eléctrico.
3. Sonidos de chispazos o zumbidos procedentes del sistema eléctrico.
4. El aislamiento de conductores está dañado, cortado, roto o agrietado.
5. Fusibles quemados o interruptores que se accionan frecuentemente.

Los receptáculos son también puntos de riesgos cuando están dañados o desgastados, por lo que deben sustituirse tan pronto como sea posible.
Inspecciona la temperatura de las placas en los receptáculos, si una placa está tibia o caliente al tacto puede indicar un problema de cableado grave, que debe investigarse más a fondo por un electricista calificado.
Además, hay que tomar nota de las placas de un apagador que pierda su color. La decoloración puede indicar que los cables eléctricos detrás de la placa del apagador se sobrecalientan. Inspecciónalas para ver si están calientes.
Una vez comprobado el sistema eléctrico, revisa que los cables no estén desgastados o dañados.
Las estadísticas muestran que dos terceras partes de todos los incendios eléctricos son causados por estas circunstancias:

1. Conductores eléctricos en malas condiciones. Reemplaza los conductores eléctricos si se encuentra desgastados o dañados. Además comprueba que todos los conductores entre la fuente de alimentación, extensiones y receptáculos en la pared estén bien instalados y no existan filos expuestos (aristas).
   
   
   


2. Clavijas flojas. Las clavijas que están flojas o sueltas en los receptáculos son riesgos de incendio y deben ser reparadas o sustituidas. Verifica que todas se acoplan correctamente en sus receptáculos.
   
   
   


3. Clavijas no aterrizadas. Asegúrate de que nadie en casa conecte una clavija aterrizada de 3 espigas en un receptáculo para 2. Los aparatos con clavijas aterrizadas siempre se deben conectar en receptáculos o extensiones aterrizadas (3 espigas).
   
   
   


4. Uso inadecuado de extensiones. Recuerda que las extensiones no están destinadas a ampliar permanentemente la instalación eléctrica de una vivienda. Son para uso provisional. Cerciórate de no sobrecargar cualquier circuito o cable de extensión.
   
   
   

La sustitución de los accesorios y materiales que puedan representar un posible riesgo en el hogar dará mayor seguridad a las personas que en ella habitan.
Las reparaciones o modificaciones deberá hacerlas un electricista capacitado en reparaciones eléctricas, el cual, antes de realizar cualquier trabajo en la instalación, deberá desconectar la energía del interruptor principal, caja de fusibles o interruptor termomagnético.
Un electricista capacitado asegura que el trabajo que realiza es de la mejor calidad. Además de que
podrá diagnosticar posibles riesgos de forma más detallada.