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El Gran Colisionador produce una nueva forma de materia

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La colisión entre las partículas dentro del Gran Colisionador de Hadrones (GCH) del CERN ha creado una nueva forma de materia, según creen los científicos.
La materia es líquida y fue bautizada como ‘condensado de color vidrio’. Es el resultado del choque de protones e iones de plomo a altas velocidades, similar al plasma quark-gluón, una materia que estaba presente en los primeros instantes de existencia del universo después del Big Bang.

Los científicos del CERN no esperaban la aparición de este tipo de materia, que hasta ahora sólo existía en teoría. Sin embargo, cuando varios protones y átomos fueron acelerados para provocar su choque, las explosiones que siguieron despertaron nuevas partículas. La mayoría de ellas voló en diferentes direcciones casi a la velocidad de la luz, pero algunos pares de partículas que colisionaban terminaron volando en la misma dirección.

“De alguna forma, vuelan en la misma dirección aunque no está claro cómo se comunican su ruta entre ellas. Eso nos sorprendió bastante”, señaló el físico Gunther Roland del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

La existencia del ‘condensado de color vidrio’ la predijo el físico Raju Vanugopalan del Laboratorio Nacional de Brookhaven, quien considera que los gluones, bosones portadores de una interacción nuclear fuerte, podrían ser los responsables de mover las partículas en la misma dirección.

En el término ‘condensado de color vidrio’ cada palabra se refiere a las características de una onda de gluones hipotética. ‘Condensado’ significa una alta densidad de gluones. ‘Color’ se refiere al tipo de carga que tienen los quarks y los gluones después de una interacción fuerte. La palabra ‘vidrio’ hace alusión a las propiedades del material con el mismo nombre, que pueden ser comparadas con algunas de los gluones.

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Los 5 experimentos científicos que pueden acabar con la humanidad

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A continuación les presentamos los cinco experimentos científicos que podrían destruirnos a todos… o no.
Por lo general, confiamos en lo que dicen y hacen las personas que visten bata de laboratorio. Pero ¿qué pasa si uno de ellos decide poner el conocimiento y la ciencia por encima de todo lo demás y desencadenar acontecimientos que conducirían a una catástrofe global, incluso universal? Les presentamos cinco peligrosos experimentos que pueden llevar al Apocalipsis.

1. Recreación del ‘Big Bang’

El ‘Big Bang’ no deja de interesar a los científicos, que, decepcionados por no haber presenciado el evento que significó el inicio de todo lo que existe, arden en deseos de que la Gran Explosión vuelva a ocurrir. Y ya están haciendo que ocurra, al reproducir in vitro un millón de tales explosiones por segundo.

Nos referimos al Gran Colisionador de Hadrones, nuestro posible asesino, puesto en marcha en septiembre de 2008. Es en esta máquina donde las mentes más brillantes del mundo de la física aceleran las partículas elementales por un anillo de 26 kilómetros para ver qué pasa

El principal problema es que ningún científico sabe exactamente cuáles pueden ser las consecuencias de estos experimentos. Quizás el descubrimiento más importante que permitirá el Colisionador será precisamente que este artefacto es capaz de pulverizar el planeta.

2. El efecto Zenón cuántico

Durante muchos años, los científicos han estado escudriñando el cosmos en busca de la antigravedad, que no saben si existe pero que se empeñan en llamar “energía oscura”. Pero lo más raro de todo es el efecto Zenón cuántico, una teoría que afirma que, con solo observar las partículas, las cambiamos (o más bien, cambiamos el nivel en el que se descomponen). ¿Cómo? Bueno, eso nadie lo sabe.

Un reconocido científico, el profesor Lawrence Krauss, propuso una teoría según la cual la simple observación de la energía oscura puede provocar su destrucción, lo que a su vez provocaría la destrucción de nuestro Universo.

Krauss cree que el resultado no tardará en llegar, sobre todo teniendo en cuenta que a finales de los años 90, cuando los científicos tuvieron la suerte de detectar la energía oscura, se observó una serie de explosiones de supernovas.

3. Materia extraña

Es una sustancia hipotética compuesta de ‘quarks’, las partículas que construyen nuestra realidad.

Hay dos hipótesis sobre la materia extraña. La primera afirma que esta va a desaparecer inmediatamente después de ser generada. La segunda sugiere que esta materia se estabilizará y empezará a convertir en la misma materia extraña todos y cada uno de los átomos que encuentre en su camino.

Ahora imaginen, al menos en teoría, qué hará esta materia extraña en el supuesto de que aparezca en la Tierra.

Afortunadamente para nosotros, la materia extraña solo puede surgir como resultado de colisiones de alta energía de las partículas elementales, de modo que no hay peligro en absoluto. Pero, esperen… ¡Tenemos el Gran Colisionador de Hadrones! Al construirlo, los científicos esperaban descubrir qué se genera al colisionar los átomos en un enorme túnel subterráneo, y la materia extraña figura en la lista de posibles descubrimientos.

4. Viajes a través del tiempo

A las muchas maneras posibles de poner fin al universo con la ayuda del Colisionador podríamos añadir los viajes a través del tiempo. Que hasta ahora ningún científico serio esté desarrollado la tecnología para estos viajes no excluye que alguien pueda descubrirla por casualidad, como ocurrió con la penicilina.

Una de las sugerencias es que las continuas colisiones de alta energía de las partículas elementales en el Colisionador abran un agujero en el tejido del universo, y que las generaciones futuras aprendan a utilizarlo para viajar a través del tiempo… con todas las consecuencias y riesgos que eso conllevaría.

5. Nanotecnología

Las tecnologías modernas tienen como meta producir dispositivos cada vez más pequeños y complejos. En ese sentido, la nanotecnología, que permite crear robots del tamaño de una molécula, es justo lo que hace falta.

¿Y en qué nos beneficia eso a nosotros? Bueno, pues imagínense millones de máquinas microscópicas que viajan a través de los vasos sanguíneos de personas enfermas para atacar un tumor maligno, o para destruir el virus del sida con pequeños láseres, etc.

Pero, fantasías aparte, existe un problema real, que es cómo producir en masa estos diminutos aparatos. La solución es simple: hay que enseñarles a producirse a ellos mismos a partir de materiales sacados de su entorno.

El problema de los nanorobots es que son capaces de convertirse en auténticos exterminadores de todos los organismos celulares, y podrían llegar a acabar en una sola noche con toda la vida orgánica. Eric Drexler, uno de los padres fundadores del concepto de nanotecnología, ha presentado varias teorías escalofriantes sobre el día del juicio final. Por ejemplo, un escenario conocido como el ‘problema de la plaga gris’ sugiere que los robots, al autoproducirse, consumirían todo el material disponible en el planeta, junto con la propia Tierra. El resultado de este proceso sería que una masa gris formada de nanorobots acabaría flotando a la deriva en el espacio.

Mientras tanto, los científicos informan de que están trabajando en un nanorobot ‘reproductor’, una especie de ‘abeja reina de los nanorobots’ capaz de producir miles de millones de máquinas diminutas… y de controlarlas.

Aunque quizá nos salvaremos de este triste panorama gracias al Gran Colisionador de Hadrones… que ya nos habrá matado antes.

Nueva partícula subatómica a la vista: ¿Estamos ante otra forma de la materia?

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La partícula subatómica Zc (3900) descubierta recientemente podría tratarse de una nueva forma de la materia. Los científicos no descartan que la partícula sea una estructura subatómica formada por cuatro quarks, algo nunca visto antes.
El descubrimiento corrió a cargo de forma más o menos simultánea por dos grupos de científicos: uno trabajó en el experimento Belle en el Acelerador de protones japonés KEK y otro en el espectrómetro BES III, parte del colisionador de partículas de Pekín. Ambos informes sobre la partícula han aparecido este lunes en el portal Physical Review Letters.

Según afirman los científicos, la partícula subatómica Zc (3900) podría consistir de cuatro quarks, constituyentes fundamentales de la materia. Es un número inaudito ya que los científicos solo pueden hablar con certerza de la existencia de dos tipos de agrupaciones de quarks: los mesones, formados por un quark y un antiquark (piones, por ejemplo) y los bariones, formados por tres quarks (protones, por ejemplo).

physics.aps.org

“No hemos visto nada parecido antes y por eso es emocionante”, escribe sobre el descubrimiento Eric Swanson, de la Universidad de Pittsburgh, EE.UU. Aunque en experimentos anteriores revelaron indicios de la existencia de tales partículas, los datos obtenidos en Belle y de BESIII han aportado la prueba más clara y más confirmada de forma experimental hasta la fecha.

Entre otras hipótesis los científicos creen que Zc (3900) podría ser resultado de una interacción de dos quarks tan fuerte que se percibe como una partícula de cuatro quarks, un fenómeno conocido como ‘molécula de hadrones’, cuya existencia se presupone en el mundo subatómico, pero nunca ha sido observado de forma concluyente.

El siguiente paso de los científicos será llevar a cabo más experimentos con las partículas de Zc (3900) y ver cómo se desintegran, lo que debe dar algunas pistas sobre sus propiedades. “Si los datos muestran que decaen como partículas ordinarias conocidas, se pueden descartar las interpretaciones exóticas. Pero si no, los científicos pueden haber encontrado algo muy interesante”, según escribe el diario ‘The Wired’.

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ECOTEC TECNICA ECOLOGICA AMBIENTAL

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ECOTEC TECNICA ECOLOGICA AMBIENTAL

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RECICLADO DE BATERIAS

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Un acumulador eléctrico o batería es un dispositivo que permite, mediante un proceso electroquímico, almacenar la energía eléctrica en forma de energía química y liberarla cuando se conecta con un circuito de consumo externo. Las reacciones químicas que tienen lugar son reversibles y pueden ser recargadas cuando se conectan los terminales a una fuente de energía externa, pero con polaridad invertida. Cuando una batería ha llegado al final de su vida útil debe ser reemplazada
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La batería gastada, debido a su contenido de plomo y ácido sulfúrico, se ha convertido en un residuo peligroso y no puede descartarse como cualquier residuo domiciliario. Por otra parte, una batería de plomo-ácido es un producto cuyos materiales pueden ser reciclados en su totalidad. La batería de plomo fuera de uso está catalogada como residuo especial y como tal, debe ser gestionada según los procedimientos especificados en las leyes relativas a residuos.
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La gestión de residuos comprende las siguientes actividades: recogida, transporte, almacenaje, valorización, disposición de los desechos, comercialización de los residuos y vigilancia de todas estas operaciones. Entre las actividades englobadas en el concepto de valorización está el reciclaje y la recuperación de materiales. En el caso de la batería de plomo fuera de uso, dichos materiales a recuperar son el plomo, el polipropileno y el ácido.

Cabe recordar que una sola batería de plomo fuera de uso contiene unos 10 Kg. de contenido en plomo, cerca de dos kilos de disolución de ácido sulfúrico y una cantidad considerable de plásticos contaminantes, por lo que el daño ecológico que una pequeña cantidad de baterías mal gestionada puede provocar es enorme.

El negro historial medioambiental de muchas fundiciones recuperadoras de plomo, el derramamiento del ácido en el alcantarillado o en suelos, el abandono de vehículos con sus baterías fuera de los espacios adecuados para su disposición, las operaciones clandestinas de desguace o las exportaciones masivas e incontroladas de millones de baterías de plomo fuera de uso a países en vías de desarrollo sin producción primaria, son costumbres extendidas que convierten a la batería de plomo fuera de uso en un residuo especial cuya gestión debe ser optimizada en el ámbito mundial.

El reciclaje de baterías usadas se lleva a cabo en la inmensa mayoría de casos mediante procesos pirometalúrgicos tradicionales. Estos métodos resultan poco rentables, además de muy contaminantes. El reciclado industrial de las baterías debe ser un progreso ecológico y económico considerable Por muchos años, el destino que los usuarios daban a las baterías agotadas fue, y en muchos casos continúa siendo, el vertido incontrolado.
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Composición aproximada por batería con peso promedio de 17kg:

Pasta de plomo:………. 35.0% 5.95 Kg
Electrolito:……………… 29.0% 4.86 Kg
Plomo metálico: …….. 29.0% 4.91 Kg
Polipropileno: …………. 5.0% 0.85 Kg
Separadores……………… 2.0% 0.43 Kg

El electrolito es una solución de ácido sulfúrico diluida. El ácido es reutilizable después del filtrado y tratamiento posterior. Las piezas grandes de plomo son refundidas. El plástico en general está demasiado alterado para ser reutilizado, y se utiliza como agente reductor en el proceso de reducción de óxidos, materia prima para la obtención de madera plástica o se valoriza energéticamente de acuerdo a las normas medio ambientales.

El proceso convencional de reciclaje de acumuladores empezaba con la descarga de las baterías usadas en un contenedor, donde una sierra les cortaba la tapa; posteriormente se les extraían los componentes: polipropileno, separadores, electrolito, óxido de plomo y plomo metálico. Los óxidos de plomo y el plomo metálico se separan y se introducen en un horno rotativo de donde se obtiene el plomo recuperado.

Este proceso presenta una problemática ambiental caracterizada por:

Generación de grandes cantidades de escorias consideradas como residuos peligrosos por sus características tóxicas.
Contaminación atmosférica por la concentración de partículas emitidas al aire.
Insuficiencia en almacenes temporales para depositar o almacenar residuos peligrosos.
Riesgo potencial de incumplimiento de las normas ambientales en las descargas de aguas residuales por la acumulación de electrolito.
Excesivos niveles de ruido.

La generación de escorias de fundición representa el mayor problema potencial debido a que éstas son consideradas como un residuo peligroso.

En todas las plantas que reciclan baterías existe una primera unidad de separación de componentes. En esta unidad inicialmente se extrae el ácido sulfúrico del electrolito y, a continuación, se trituran las baterías usadas para proceder a la clasificación de materiales.

De entre estos materiales, se separa el polipropileno, que se recicla en la misma planta, o se vende a otras industrias que se encargan de su reciclaje. Por otro lado se separan la pasta de plomo, el plomo metálico y sus aleaciones y, finalmente, se depositan los denominados residuos del triturado, entre los que se encuentran fracciones de vidrio, acero, PVC, y ebonita principalmente. El funcionamiento de la unidad de triturado y clasificación se basa en el resultado de sucesivas separaciones hidrodinámicas, mediante las cuales se procede con eficiencia al aislamiento de los distintos materiales.

Tras la separación de componentes se llevan a cabo las operaciones de recuperación del plomo. La inmensa mayoría de las plantas de reciclaje de baterías usadas son fundiciones de plomo secundario que emplean métodos pirometalúrgicos tradicionales.
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Por eso, en muchas de ellas, se introducen simultáneamente la pasta de plomo y el plomo metálico y sus aleaciones, en un mismo horno reductor. La temperatura necesaria para fundir el plomo metálico de las placas y las rejillas, es relativamente baja (por debajo de los 400 ºC), pero para reducir los óxidos y el sulfato de plomo de la pasta se necesita alcanzar temperaturas que rondan los 1100 ºC. El consumo de energía que requiere el trabajo de este primer horno es enorme. Además, si no se trata la pasta de plomo (lo cual no es una costumbre generalizada), la reducción del sulfato de plomo conduce a una considerable emisión de dióxido de azufre, SO2, gas altamente tóxico.

El alto consumo de energía, así como la generación de elevadas cantidades de gases tóxicos, cenizas y las denominadas escorias, están estimulando la búsqueda de alternativas a los procesos pirometalúrgicos tradicionales. La adición de compuestos en el horno reductor, con el fin de reducir la generación de SO2 y la temperatura de trabajo, es una de las soluciones, pero la verdadera alternativa consiste en el tratamiento separado de los compuestos metálicos de plomo y sus aleaciones, por un lado, y de la pasta de plomo por otro. En algunas plantas ya se trata por separado la pasta de plomo, sobre todo mediante procesos de desulfurización, gracias a los cuales la pasta puede introducirse en los hornos sin que la producción de SO2 sea tan elevada. Estos procesos son más ecológicos que los tradicionales, pero aún suponen la generación de nuevos residuos. Por ello se utilizan los procesos hidrometalúrgicos para el tratamiento de la pasta de plomo.

Proceso de recuperacion

Este proceso es más respetuoso con el medio ambiente, está más controlado y resulta más económico.

La recuperación del ácido sulfúrico del electrolito es otro tema de interés. A pesar de que en cualquier planta de reciclaje de baterías usadas se generan centenares de toneladas al año de ácido sulfúrico diluido, casi nunca se recicla o reutiliza, sino que simplemente se neutraliza y se deposita en vertederos, lo que implica un gasto adicional.

Existen métodos de purificación que dan una salida económica al ácido generado. También es factible el aprovechamiento del ácido mediante su integración en alguna de las fases de la recuperación del plomo de las baterías.

La escasa rentabilidad que sufren muchas plantas que reciclan baterías de plomo fuera de uso, provocada por las crecientes exigencias medioambientales, justifica sobradamente la búsqueda de alternativas que reduzcan costes y que, al mismo tiempo, mejoren las condiciones medioambientales. Las mejoras dentro de los procesos pirometalúrgicos existentes, el uso de métodos hidrometalúrgicos para el reciclaje de la pasta de plomo o la recuperación del ácido sulfúrico del electrolito, pueden ser soluciones adecuadas.
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Para dar una solución a todos estos problemas se ha puesto a punto su método patentado.

En primer lugar se procede a la rotura parcial de la batería mediante una trituradora, con la finalidad de extraer el ácido. A continuación, el ácido se almacena en un depósito de gran tamaño). La eficiencia en la extracción del ácido no puede ser total, pues se encuentra en contacto con la fase sólida de la pasta de plomo, por lo que una pequeña parte del ácido permanece siempre en las baterías. La disolución extraída tiene una concentración en ácido sulfúrico cuyos valores pueden ser casi nulos o llegar al 30 %, en función del estado en que la batería ha dejado de funcionar, pero la concentración habitual del ácido de una batería usada suele estar entre un 10 % y un 15 % en peso. No se trata de una disolución de gran pureza, pues en ella se hallan disueltos iones metálicos e impurezas plásticas.

A continuación se realiza un lavado de los restos y cribado de la pasta de plomo: cuando las baterías se encuentran fragmentadas, se separa primeramente la pasta de plomo, mediante una criba. Se trata de un mecanismo similar a un tamiz, que consta de una superficie plana o pantalla, que está atravesada por orificios de tamaño y forma característicos.

Para ello se envía agua a presión contra la superficie plana, que humedece la pasta convirtiéndola en una arenilla que atraviesa los orificios de la pantalla.

Los restos se someten a continuación a una separación hidrodinámica de plásticos para aislarlos resto de materiales, se introducen todos ellos en un depósito lleno de agua y pueden separarse por flotación en agua, pues su densidad es menor a la del agua, mientras que el plomo y las pastas que no se han separado anteriormente son retiradas del fondo mediante un tornillo sin fin.

De este proceso se obtiene:
Las partes de plomo (placas, bornes, postes, rejillas, puentes, cordones de soldadura, etc.) se funden en un horno de fundición y se convierten en lingotes de plomo.
Las partes de chapa de hierro (ejemplo: cajas de baterías de tracción), que se separan y venden como chatarra.
Óxidos de plomo (lodos de sulfatos de óxidos de plomo de la pasta de rejillas) que se venden para su tratamiento en otras plantas o se tratan como se describe a continuación.
Plásticos y cauchos
Ácidos

En la planta de reciclaje un sistema mecánico-hidráulico separa por gravedad los diferentes componentes de la chatarra de baterías. Los principales componentes separados son: plomo, lodos de óxidos y plásticos. Eventualmente se separa también hierro y cobre.

El ácido es transportado a los tanques de recuperación.

El plástico, ya triturado y con el primer lavado, es secado para luego almacenarlo en sacos o en recipientes a granel para su venta o posterior tratamiento.
El plomo es conducido a las respectivas áreas de almacenamiento, para posteriormente hacer las cargas de materiales que entrarán a proceso de fundición.
Las pastas de plomo se separan en el proceso de lavado y son recuperadas con los lodos de depuradora para su posterior tratamiento.

En las diferentes rutas que toman los componentes de las baterías trituradas son manipulados con seguridad. El proceso de fundición de materiales de desechos de plomo consiste en la utilización de un horno de crisol trabajando a unos 500ºC donde se introduce la mezcla de material plúmbico compuesto por placas, bornes, postes, rejillas, puentes, cordones de soldadura, etc. de las baterías y residuos de plomo seleccionados de otros procesos de separación de materiales.

En este proceso resultan dos capas. La capa superior contiene las escorias y la capa inferior es la que contiene el plomo, que es extraído del horno y vertido en lingoteras de unos 20 Kg de plomo.

Las escorias sobrantes son tratadas en un segundo horno a unos 700ºC, eventualmente con mezcla de agentes reductores, y el plomo fundido se introduce en el primer horno. Las escorias se unen a las pastas y lodos para un tratamiento posterior.

La planta de reciclaje, en su nave industrial, cuenta con sistemas de extractores de techo, extractores de pared, entrada y salida de aire a través de celosías en la pared y áreas abiertas con la suficiente ventilación.

Recuperación de plásticos

Los plásticos utilizados habitualmente en la industria e incluso en la vida cotidiana son productos con una muy limitada capacidad de autodestrucción y en consecuencia quedan durante muchos años como residuos, con la contaminación que ello produce.

Por otra parte, la mayoría de los plásticos se obtienen a partir de derivados del petróleo, un producto cada vez más caro y escaso, y, en consecuencia, un bien a preservar.

Por ello, cada día está más claro que es necesaria la recuperación de los restos plásticos por dos razones principales: la contaminación que provocan y el valor económico que representan.

Una forma de aprovechamiento es la extrusión obteniendo perfiles para su utilización en construcción, agricultura, urbanismo etc., como sustitutos de la madera o metales.

Es conveniente disponer de la cantidad necesaria en función de los perfiles a fabricar a fin de unificar el producto en color y aspecto para cada lote de fabricación. Antes del extrusionado es necesario añadir al plástico almacenado la cantidad de colorante necesario para obtener el color deseado. Estos perfiles se pueden utilizar como sustitutos de la madera en construcción o mobiliario

Los plásticos son fundidos en un horno, eventualmente calentado con los rechazos del mismo plástico y llevados a una extrusora o prensa.

A la salida de la extrusora el plástico cae sobre un depósito lleno de agua para su solidificación y un alambre movido por un cilindro neumático se encarga, de forma automática, del corte de los perfiles en la longitud prevista, variable entre 50 cm y la profundidad del pozo (normalmente no superior a 2 metros).

DETERIORO AMBIENTAL

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