UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN

Polímeros en el sector automotriz y aeronáutico

Número de Actividad: #1

Nombre de Actividad: Ensayo

Número de equipo: 3

Tabla de contenido

Introducción

Introducción a los polímeros

i. Polímeros naturales ii. Polímeros sintéticos

Polímeros utilizados en el sector automotriz

Polímeros utilizados en el sector aeroespacial

i. Mejoras de polímeros en la aviación ii. Nanotubos de carbono y polímeros de polieterimida

Conclusión

Anexo 1

Anexo 2

Anexo 3

Anexo 4

Anexo 5

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IntroducciónActualmente el ser humano está buscando materiales alternativos que le permitan obtener mayores beneficios a menores costos, en este ensayo informaremos acerca de los polímeros utilizados en el sector automotriz y en el aeroespacial. Científicos buscan el uso de materiales más ligeros y más baratos para el uso en partes de aviones y automóviles, debido a que el uso de metales añade peso a los vehículos y grandes costos a las industrias. A lo largo de este documento mencionaremos los diferentes polímeros utilizados en la fabricación de estos vehículos.

En este trabajo decidimos desarrollar este tema debido al gran impacto que están teniendo los polímeros en el mundo. Con esto buscamos expandir fronteras y llegar más a fondo en la investigación de estos materiales ya que creemos que son el futuro hablando industrialmente.

Los polímeros en general, tienen un grado de complejidad al trabajar con ellos debido a su resistencia a separarse por sus cadenas. Por otro lado, una vez que se logra trabajar con ellos, se pueden lograr beneficios muy grandes debido a ellos, desde una doble funcionalidad del material logrado hasta revertir sus funciones y conseguir que hagan otras.

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Introducción a los polímeros Antes de comenzar a hablar acerca del uso de los polímeros en la industria automotriz y aeroespacial tenemos que comenzar explicando que es un polímero, así como explicar los tipos de polímeros que existen y los más utilizados dentro de las industrias. Es importante aclarar que no todos los polímeros son plásticos, más sin embargo todos los plásticos son polímeros.

¿Qué es un polímero?

Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones como las raíces de los árboles, algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

Lo que hace diferente a los polímeros de los demás tipos de materiales utilizados usualmente son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción entre las moléculas dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.

Los polímeros se dividen en dos grandes grupos, los polímeros naturales y los polímeros sintéticos.

Polímeros naturalesLa naturaleza nos proporciona numerosas sustancias importantes para nuestra vida diaria. Sus componentes fundamentales son macromoléculas formadas por la repetición de pequeñas moléculas llamadas monómeros. Entre estas grandes moléculas, se encuentran el almidón, la celulosa y otros tantos que son usados en la industria como el algodón, formado por fibras de celulosa, la seda la cual muy apreciada y es una poliamida semejante al nylon; las proteínas y los ácidos nucleicos. Estos ácidos nucleicos y proteínas son responsables de las características genéticas de cada individuo.

Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

Polímeros sintéticosLos polímeros sintéticos son aquellos que son obtenidos en laboratorio o en la industria. Algunos ejemplos de polímeros sintéticos son el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

Los polímeros sintéticos son creados por el hombre a partir de elementos propios de la naturaleza. Estos polímeros sintéticos son creados para funciones específicas y poseen características capaces de cumplir estas mismas.

Los polímeros tienen aplicación en diversas áreas de la ciencia y tecnología. Por ejemplo en la elaboración de componentes automotrices.

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Tabla Polímeros usados en un automóvil

Polímeros en el sector automotrizLos polímeros de alto rendimiento están jugando un papel importante en la industria del automóvil en estos días. El poco peso de los polímeros hace que la gasolina sea más eficiente. Se estima que cada reducción de 10% en peso del vehículo da como resultado una reducción de 5% a 7% en el consumo de combustible. Las preocupaciones económicas y ambientales actuales hacen que se elaboren más vehículos de bajo consumo en la industria automotriz. Como por ejemplo el policarbonato al ser un material muy ligero provoca que el automóvil tenga mayor rendimiento de gasolina así mismo como el la mayor duración de las llantas del auto. Cada automóvil lleva incorporado unos 120 kilos de plásticos, que sustituyen a 300 de otros materiales, permitiendo un ahorro de combustible que alcanza los 750 litros durante la vida útil del vehículo.

Algunas otras ventajas de los polímeros de alto rendimiento utilizados en vehículos de transporte incluyen:

La corrosión mínima, permitiendo una larga vida al vehículo Libertad de diseño, lo que permite la creatividad y la innovación Flexibilidad en sus componentes Seguridad y comodidad Reciclaje

A continuación se mencionan los polímeros de alto rendimiento utilizados en el sector automotriz. Mientras que en estos fácilmente se puede usar en un solo vehículo, sólo tres tipos de plástico constituyen aproximadamente el 66% del total de los polímeros de alto rendimiento utilizados en un coche: polipropileno (32%), poliuretano (17%) y PVC (16%).

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Polímeros Aplicación en el

automóvil

Estructura

Polipropileno (PP) Parachoques de automóviles, tanques químicos, aislamiento de cables, latas de gas, fibras de la alfombra.

l

Poliuretano (PUR) Asientos espuma flexible, paneles de aislamiento de espuma, ruedas y neumáticos.

Poli cloruro de vinilo (PVC)

Paneles de instrumentos de automóviles, revestimientos de cables, tuberías, puertas eléctricas.

Figura 1.

Figura 2.

Polímeros en el sector aeroespacial

Mejoras de polímeros en la aviación Vivimos rodeados de polímeros hoy en día, hay una tendencia a modificarlos para obtener de ellos nuevas aplicaciones. Recientemente se ha usado nanotubos de carbono en la implementación de propiedades mecánicas y su conductividad del polímero de poleterimida, además se usa en el desarrollo de partes aeronáuticas.

Nanotubos de carbono y polímeros de polieterimidaLos nanotubos de carbono tienen excelentes propiedades mecánicas; son muy duros, rígidos y lo más importante, conducen electricidad. El único inconveniente es que es muy difícil combinarlos con los polímeros; se ha intentado hacer que los nanotubos de carbono tengan u grado alto de dispersión y estabilidad con la matriz del polímero.

Últimamente se ha intentado mejorar las propiedades de los polímeros de polieterimida; estos tienen grandes propiedades mecánicas y térmicas, que entre otras cosas producen partes internas en las aeronaves. Sin embargo, como la mayoría de los polímeros, es un aislante visto desde la perspectiva eléctrica. Al añadir nanotubos de carbono no se pueden cambiar las propiedades mecánicas de los polímeros, pero sí podemos transformarlo en un conductor de electricidad.

La combinación de ambos hacen que las partes internas del avión mejoren tanto en calidad como en funcionalidad; en el pasado sólo cumplían sus funciones, hoy en día también, como lo pudimos leer antes, también conducen electricidad. Y al ser un polímero el peso interno del avión es menor al de uno no hecho con polímeros.

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Polipropile

no32%

Poliure-tano17%

Poli cloruro de vinilo16%

Otros35%

Polímeros usados comunmente en

un automóvil

Figura 3.

Figura 1. Esquema de nanotubos de carbonoFigura 2. Estructura del polímero de polieterimidaFigura 3. Partes del avión fabricadas con la aleación de polímero de polietilamida y nanotubos de carbono

ConclusiónCon la realización de esta investigación pudimos darnos cuenta del importantísimo papel que juegan los polímeros dentro de nuestra vida diaria, estos están presentes tanto de formas muy básicas como de formas industriales y complejas.

A su vez este trabajo nos ayudó a darnos cuenta de que los polímeros son una realidad la cual está adquiriendo cada vez más fuerza, ya que al ser más ligeros y baratos nos proporciona una alternativa más eficiente. Como prueba de esto son los datos utilizados en el trabajo para demostrar por qué el uso de polímeros es no solo importante sino necesario para reducir costos y mejorar la eficiencia de los modelos, todo esto en el sector automotriz

Aunque actualmente no se ha encontrado variedad de polímeros en el sector aeroespacial, por lo que podría ser una amplia área de investigación tanto para científicos como para aspirantes como nosotros que nos interesa descubrir mejores materiales que ayuden a cubrir las necesidades actuales de las industrias.

Mientras tanto en cuanto a ATI se refiere, con el proceso de elaboración de este ensayo pudimos aplicar todos los conocimientos que adquirimos durante las clases de aplicación de las tecnologías. Nos resultaron muy útiles todas las funciones que aporta Word; ya que hacen del trabajo más sencillo debido a todo lo que podemos ahorrarnos tanto en tiempo como en calidad. Fuimos capaces de utilizar desde una plantilla hasta hipervínculos, lo cierto es que todo esto no solo nos ayudara a culminar con éxito esta materia, sino que nos brindara herramientas para mejorar nuestros trabajos y además de que nos aportará un extra a la hora de entregar un trabajo debido a que todo lo que aprendimos lo podremos utilizar para otorgarle mayor calidad a nuestros trabajos.

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Bibliografía

Komunikazio Bulegoa. (-). Improvement in polymers for aviation. 20/sep/2016, de ELHUYAR Sitio web: http://www.basqueresearch.com/new/improvement-in-polymers-for-aviation

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-. (-). Termoplasticos. 20/sep/2016, de - Sitio web: http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm15/pfcm15_3.html

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