E M P R E S A DE R E F R A C T A R I O COLOMBO S U I Z A S . A . "E R E C O S" M E D E L L I . , r „ ^ Sala de — - Biblioteca General \. de A , I N G E N I E R I A Q U I M I C A O R G A N O D E L C E N T R O D E E S T U D I A N T E S A L S E R V I C I O D E L A E S C U E L A D E I N G E N I E R Í A Q U Í M I C A D E L A U N I V E R S I D A D D E A N T I O Q U I A . Apartado : D I R E C C I Ó N : U N I V E R S I D A D DE A N T I O Q U I A G E R E N C I A : R A F A E L L . D E F E X - — - / A L B E R T O P A L A C I O B . T e l . 177-10 A Ñ O V I I I — Medellín, Noviembre de 1957^ — Volumen V I — Ní> 3 T a r i f a postal reducida — L i c e n c i a número 1718 del Ministerio de Comunicaciones. L a Dirección no asume responsabilidad por los conceptos emitidos por sus colaboradores. COMENTARIOS LA ASOCIACION DE INGENIEROS QUIMICOS Es grato para nosotros referirnos, en esta oportunidad, a la Asociación de Ingenieros Químicos de la Universidad de Antioquia, fundada hace apro­ ximadamente un año por los egresados de nuestra Institución. Ella es la cristalización de varios proyectos que venían rodando por las activas mentes de nuestros Ingenieros Químicos y es fruto de una firme y arraigada conciencia gremial. En su formación y constitución colaboraron todos. Muchas fueron las fuentes inspiradoras que los impulsaron en sus pro­ pósitos de asociación y sus objetivos se condensan en estos movimientos cla­ ros y necesarios: a) Propender por un conocimiento más perfecto del verdadero campo de acción de la Ingeniería Química en Colombia. Reglamentar y defender la profesión. b) Imponer el tecnicismo universitario en el amplio escenario de la industria colombiana y de las realizaciones prácticas. E l espíritu de la Escuela está marcado, y el 'apoyo y la colaboración entre la Asociación y nuestro instituto está implícito en sus objetivos. La Asociación es un organismo útil porque promueve, el intercambio de ideas benéficas y el buen entendimiento entre técnicos e industriales y la Universidad. Su desarrollo interesa a todas las partes por igual, por lo NDVIEMBRE 1957 91 tanto nó deben escati7narle su apoyo y puede la Industria colombiana con­ siderarla como uno de sus mejores colaboradores. Consideramos además que, la Asociación de Ingenieros Químicos de la U. de A., es un eslabón más, que tiende a mejorar el nivel intelectual, social y económico de la profesión en el país. Existen núcleos de Ingenieros Químicos asociados esparcidos por el territorio nacional, y el próximo paso, para la formación de una Sociedad Colombiana de Ingenieros Químicos no está muy lejano. La Ingeniería Química es un nuevo ramo de la Ingeniería y, como to­ da profesión, crea un vinculo entre los profesionales que la ejercen, sin dis­ tinción ninguna. Creemos, pues, un deber de todos, el encaminar nuestras actividades hacia la fusión de los grupos. Sabemos que, en este respecto, nuestra Asociación ha entrado en con­ tacto con la Sociedad de Ingenieros Químicos de la U. P. B. y está dis­ puesta a hacerlo con las otras asociaciones similares que existan en el país, a fin de crear una entidad verdaderamente nacional. FACULTAD A petición de los egresados y estudiantes de la Escuela de Ingeniería Química, el Honorable Consejo Directivo de la Universidad resolvió elevar a la categoría de Facultad nuestra Institución. Este título, el máximo que puede adquirir un instituto de enseñanza superior dentro de las Universidades oficiales, viene a consolidar el prestigio de nuestra Escuela dentro del medio técnico y científico colombiano. DIEZ AÑOS Angel Zapata Ceballos, Luis Salas B., Orlando Camargo, Jesús M'^ Es­ cobar, Rafael Giralda, Carlos I . Delgado, Carlos López Pahón, Jaime Mon- dragón, Gustavo Moreno, Oscar Trujillo, Jorge Figueroa, forman el primer grupo de Ingenieros Químicos preparados por la Universidad de Antioquia para servir a las ciencias y a las industrias del país y del exterior. Esta promoción, forjadora de las bases de nuestra Escuela de Ingenie­ ría Química, demostró ampliamente, ante la industria y el público en gene­ ral, la utilidad del Ingeniero Químico en el campo técnico-industrial de Co­ lombia. H.:^ En este significativo aniversario felicitamos sinceramente a estos pro­ fesionales . 92 INGENIERIA QUIMICA ESTUDIO SOBRE FIBRAS SINTETICAS^. Por F R A N C I S C O J A V I E R G O M E Z ' " G : Ingeniero Químico ( U . de A . ) Las necesidades que la humanidad experimenta día a día de una pro­ ducción adecuada en la perfección y la variedad de diferentes fibras textiles, es siempre creciente. Con el desenvolvimiento cultural y económico de los pueblos, las exi ­ gencias de éstos en el campo t e x t i l crecen paralelas; es por ello que en los últimos diez años el consumo de textiles en países subdesarroUados sólo ha aumentado en u n 10 a 15%; en tanto que los países de un nivel elevado de vida (Suecia, Suiza, E E . U U . , etc.), se ha alcanzado un aumento del 50% en tiempo idéntico. L a química ha dado diferentes pasos en la solución de los diferentes problemas textiles y ellos se pueden ordenar así: Una primera etapa en la que encaminó sus esfuerzos a mejorar las propiedades de las fibras de origen natural utilizadas por el hombre. Una etapa posterior en la que se regeneraron fibras, partiendo de cuerpos químicamente idénticos a los constitutivos de las fibras naturales, pero que existían en arreglo diferente. Y u n paso final, en el que, la química, partiendo de cuerpos simples y de naturaleza variada sintetizó moléculas de cadena larga, abriendo así la era de los polímeros aplicables en el campo t e x t i l . Los primeros ensayos de polimerización no fueron dados a conocer con miras a u n producto industrial, sino con un carácter estrictamente científico. Pero a medida que se obtenía la síntesis de Poli-esteres y poco después las Poli-amidas, se comprobó la aplicabilidad, de ellos en la producción de textiles. E l presente estudio está dedicado a este último adelanto de la química. P O L I A M I D A S . Bien que las apariencias hacen creer otra cosa, el desenvolvimiento de los textiles naturales, no crece al r itmo en que se multiplican las necesidades de la humanidad en este ramo. Uno de los pasos trascendentales dados por la química con miras a una adecuada solución a ta l problema, fue dado por el investigador Wallace Carrothers, quien con el apoyo de la f irma D u Pont de Nemours, orientó sus trabajos a la obtención de polímeros de cadena larga y los métodos que deben aplicarse para hacer regulable la longitud de ellas. \ NOVIEMBRE 1957 93 OIASIFIOAOICW DE LAS FIBRAS SIBTEIIOAS. POLICONBEHSADOS 1 ) Po l lanldas 2) P o l l - e s t e r e e 3 ) Poll -acrIl le«i Amllan Enlcalon G r l l o n L l l l l o n Nylon Perlón ftllean Dacron.Dlolen T e r g a l . T e r l t a l T e r l l e n Enkalen A o r l l a n O r l l o r . E r a l o n D y n e l , F i b r a D Orion Pan-Dolan Redon * ) F o l l - v l n f l l c a a F l b r a a Mixtas : F l b r a v l l l a o v l l F i b r a PECE Rovyl .Termovyl Sarán,Vlnyon Mezclas de f i b r a s natura les o a r t i ­ f i c i a l e s con f i b r a s s intéticas . E l primer polímero fue síntesis de u n di-alcohol y u n di-ácido los que por reacciones sucesivas de esterificación, producían lona cadena de longitud suficiente para dar características de f ibra . Los cuerpos bases fueron: Hexametilen glicol y ácido adípico. L a reacción puede representarse esquemáticamente así: 0 H - ( C H 2 ) e - 0 H + O H - C - ( C H 2 ) , - C - 0 H O O O H ( C H 2 ) e - o - C - ( C H 2 ) 4 - C - O H O O 94 INGENIERIA QUIMICA Puede notarse que el polímero formado puede reaccionar en la mis­ ma forma y de manera indefinida, en cada uno de sus extremos. E l Polímero resultante se denominó poliéster. Si los ensayos iniciales fueron en un principio halagadores, poco des­ pués se comprobó que las propiedades mecánicas y físicas del material ob­ tenido eran de una deficiencia tal , que los investigadores pretendieron, en u n momento, abandonar el trabajo en ta l sentido. Posteriormente se hicieron estudios en los que se cambió de cuerpos reaccionantes, sustituyendo el di-alcohol con una diamina de seis Carbonos, Hexametilén-Diamina, la que se polimerizó oon el mismo ácido en la for­ ma que esquemáticamente se formula así: NHs - ( C H 2 ) e - N H 2 + HOOC - ( C H 2 ) , - COOH O - » N H 2 - ( C H 2 ) 6 - N H - C - ( C H 2 ) , - C - 0 H O E l proceso es similar al que se sigue en la formación de los poliésteres, pero en el caso presente lo obtenido es una poliamida. E l resultado de la investigación sobre las poliamidas y su síntesis abrie­ ron una nueva era en el mundo de la química text i l , al salir a l mercado la primera fibra completamente sintética: el Ny lon . Estructura Química. - E l nombre de "Ny lon 66" es ampliamente cono­ cido y los numerales que acompañan el nombre, indican el número de car­ bonos que forman la molécula de cada uno de los componentes que al pol i - merizar darán origen al N y l o n . Con miras a aumentar la producción de materias primas y diversificar sus fuentes se han aplicado diferentes métodos que han logrado disoninuir gl precio de la fibra y son, entre otros: A ) A part ir del benceno obtenido del alquitrán de la hu l la . B) A part ir del fúrfur al, aldehido éste que aparece como coproducto en las industrias derivadas de los cereales. C) Tratando el butadieno, el cual se somete a reacciones que lo trans­ forman en Adipo-Nitr i lo , que constituye el monómero base para la síntesis de las poliamidas. Polimerización. - L a condensación del ácido adípico y la hexametilen diamina para producir el Nylon debe ser ordenada con el f in de regular la longitud de la cadena y el monómero estabilizado, para lo cual se aplica ge­ neralmente el ácido acético. \ NOVIEMBRE 1957 95 Se practican dos métodos para la formación de fibras a part ir del mo­ nómero base: A ) Fundir el material y extrusionarlo a cámaras de baja temperatura; en t a l caso e l material fundido no debe estar en contacto con aire, lo cual se logra manteniendo atmósfera de Nitrógeno o Hidrógeno, la temperatura requerida es 280°C, el proceso dura cuatro horas. B ) Hacer una disolución en un solvente apropiado del monómero (Fe­ nol o Metacresol) y hacer pasar la solución por orificios a un baño coagulante o cámaras de evaporación, con lo cual se forma el h i lo . Este método es me­ nos aplicado en la industria. Filatura. - Para la f i latura del Nylon los cristales resultantes de la p r i ­ mera fusión se someten a u n nuevo proceso de fusión en una cámara en don­ de el material se regula evitando cambios en el color y descomposición de la poliamida. Se inyecta luego por orificios y el hilo formado se recibe en cámaras de aire en las que se solidifica a medida que sale. Con el f in de hacer más fácil su manipulación el hilo se recibe inic ial - mente en bobinas que le dan u n retorcido, que a la vez le confiere resis­ tencia al frote. Tensión en frío. - Los hilos obtenidos en este proceso están constituí- dos por cadenas de poliamidas dispuestas en forma desarreglada, lo que los hace poco resistentes a los agentes mecánicos y cuyas propiedades son tnfe^ riores a las requeridas por una fibra t e x t i l . Se da orientación a las cadenas sometiendo los hilos a una tensión por medio de bobinas que giran a velocidades diferentes. Propiedades. - Se denominan polímeros lineales los cuerpos químicos que dan origen a las fibras sintéticas, sin que ello quiera decir que sólo t ie ­ nen un solo sentido, ya que puede haber grupos transversales y la polaridad misma de las moléculas da una configuración zigzagueante a las cadenas, que­ riendo pues decir que: se denominan lineales los polímeros, por tener una dimensjón muchas veces mayor que las otras. Las propiedades de u n polímero se rigen por el carácter de los cuer­ pos q i j i e lo conatituyen y por la longitud de la cadena de cada utio de ellos. En el caso de las poliamidas, el polímero no tiene n i cadenas transversales, n i grupos reactivos libres, y ello es la causa de varias dificultades que tales fibras presentan en su hilatura, t intura, apresto, etc. Propiedades Mecánicas. - Tiene el Nylon una gran resistencia a la ten­ sión, tanto en seco como en húmedo. Sometido a esfuerzos de abrasión su­ pera aun a la lana. Sus propiedades elásticas son magníficas. 96 INGENIERIA QUIMICA Propiedades físicas. - E l punto de fusión del Nylon es 263°C. Super­ ficies metálicas a temperatura superior a 180°C puestas en contacto con te­ jidos de poliamidas, producen variaciones en el color y ablandamiento. Propiedades químicas. - Las poliamidas son estables a la mayoría de los solventes comunes en los laboratorios; el fenol y el metacresol sí las d i ­ suelven . Los ácidos diluidos no tienen efecto alguno; el ácido clorhídrico con­ centrado y en caliente causa la hidrólisis del polímero. E l ácido fórmico d i ­ suelve las poliamidas. E l Nylon, a diferencia de otras fibras, tiene gran resistencia a los hongos y bacterias. La luz siempre causa en los tejidos de fibras naturales o artificiales una degradación progresiva; en el caso de las poliamidas este efecto es me­ nor, dependiendo del aspecto físico del tejido, el tipo de colorante aphcado, el tono del color, etc. Tienen las fibras naturales una propiedad hasta el presente no igua­ lada por las fibras artificiales o sintéticas: la retención de humedad. En las poliamidas la humedad de equilibrio a 70°F y 65% de humedad relativa, es de 3.6%; esto hace los tejidos extremadamente cálidos y facilita la concen­ tración de cargas electrostáticas que son molestas no sólo en la hi latura y demás procesos de la elaboración, sino también en el uso ordinario de los tejidos, ya que atraen el polvo que se encuentra en suspensión en el aire. Procesos. - Una propiedad de las poliamidas que es ampliamente apro­ vechada es la estabilidad dimensional que se logra sometiendo los tejidos a un preformado a 120°C en vapor sobrecalentado; este hecho permite aplicar tratamientos posteriores, sin causar deformación en las dimensiones del ar­ tículo, siempre y cuando no se sobrepase la temperatura del preformado. Por el método antes descrito, no sólo se f i jan dimensiones sino que se se puede dar diferente aspecto a u n mismo tej ido. OTRAS P O L I A M I D A S . Dentro de la gran variedad de poliamidas que se encuentran en el mer­ cado merecen anotarse algunas fibras de fabricación alemana, cuyas carac­ terísticas, si bien no son mejores que las del Nylon, pueden considerarse co­ mo aceptables en la mdustria t e x t i l . P E R L O N U - Polímero constituido por la condensación de la Hexa- metilén diamina y el ácido adípico. PERLON L - Esta fibra se denomina en el mercado "Ny lon 6" y se produce condensando la caprolactama en una serie de reacciones, a part ir del fenol. . \ NOVIEMBRE 1957 97 .-.v' Este mismo polímero se produce en Holanda con el nombre de E N - : ,^^||0L y otro tanto se hace en Alemania, donde se le denomina P R I L O N . S"! Aplicaciones. - La aplicación de una fibra guarda relación con las pro- • pipáades físicas y químicas que presenten los tejidos hechos con ellas. Las poliamidas se aplican en la fabricación de paracaídas, cables y de­ más tejidos que van a soportar tensiones: refuerzos de llantas, bandas de transmisión, etc. Se usan además en los procesos de filtrado de reactivo, marcos de estampación, etc. Por último se usan para mezclas con fibras na­ turales, impartiendo al tejido características provechosas. R I L S A N . Con el f in de aumentar y mejorar la producción de poliamidas, se han hecho investigaciones sobre la manera de diversificar y ampliar las fuen­ tes de materia prima, a la vez que se han ideado métodos para hacer que los tejidos reúnan mejores características y por tanto sean más útiles. Uno de los resultados obtenidos, ha sido la síntesis de una nueva su- perpoliamida, E L R I L S A N , de propiedades químicas y físicas excelentes, :uya producción industrial va en marcha creciente y representa para los países tropicales u n medio de desenvolvimiento industrial . E l descubrimiento de esta fibra se debe a los franceses, quienes actual­ mente la producen. Además se ha iniciado la producción de ella en el Bra ­ sil, partiendo de materia prima producida en el mismo país. Otra característica que debe notarse es el hecho de que es una pol i - amida cuya materia prima es vegetal, siendo la de las otras (Nylon, Parlón L , etc.) e l carbón. Existe en el aceite de ricino un compuesto orgánico formado por una cadena de diez y ocho carbonos, a part ir del cual se pueden sacar un alde­ hido denominado Oenantol.y el ácido Undecilénico. Por una serie de reac­ ciones se transforma el ácido en el Amino-undecilénico, el cual da base al polímero constitutivo del R I L S A N . Propiedades físicas. - Como se ha visto, las propiedades físicas de una fibra sintética guardan estrecha relación con la estructura química: se ha comprobado que una gran parte de las propiedades físicas son función de la distancia que existe entre los grupos amídicos de una cadena. E l punto de fusión del Rilsán es de 180°C, lo cual contrasta con el de las otras pohami- das: Nylon Pf. 263°9C; Nylon 610, 205°C. Esto debe tenerse en cuenta en el preformado de los tejidos. Tiene el Rilsán una baja densidad, ya que su valor es de 1,04, en tanto que diferentes especies de Nylon tienen una densidad promedia de 1,14. L a absorción de humedad en el Rilsán a una temperatura de 20°C y 98 INGENIERIA QUIMICA una humedad relativa de 65%, es de 1,30%. En esta propiedad es como otras, inferior al Ny lon . Propiedades mecánicas. - Las propiedades mecánicas del Rilsán, comb las de otras poliamidas, son excelentes. La baja retención de humedad hace* que sus propiedades sean invariables, aun en el caso que la fibra esté húmeda. Propiedades químicas. - L a estabilidad a los agentes químicos, puede considerarse como la principal característica del Rilsán. Los cuerpos alcalinos tiene sobre esta superpoliamida, una acción me­ nor que la ejercida sobre las diferentes clases de Ny lon . L a acción de ácidos concentrados sobre el Rilsán no es apreciable. Los ácidos orgánicos casi no tocan la f ibra . Los agentes oxidantes ejercen una acción nociva sobre las fibras pol i - amídicas, aun en soluciones diluidas, pero en el Rilsán el fenómeno es de menor importancia. Los investigadores Champetier y Ael ion han comparado diversas cla­ ses de Nylon con el Rilsán, sus anotaciones al respecto se resumen: 1) E l contenido del Rilsán en grupos nitrilos es poco en relación con el Nylon ("66") . Este hecho acerca la estructura de la superpoliamida en once carbonos a la del polietileno. 2) E l Nylon "6 " forma uniones electrostáticas menos fuertes que el Nylon "66". 3) Las fuerzas electrostáticas que enlazan entre sí las cadenas del R i l ­ sán, son menores en cantidad, ya que para u n número igual de carbonos los grupos reactivos se presentan en menor cantidad. Métodos de Tintura. - Por la s imil i tud que existe entre esta fibra y las otras poliamidas se ha utilizado en su t intura los mismos métodos y coloran­ tes aplicados en la coloración de los tejidos de Ny lon . E l resultado no ha correspondido enteramente, ya que con los mismos colorantes no se obtienen los mismos tonos y la solidez de éstos no es idéntica en las dos fibras. En todas las fibras sintéticas se ha aplicado la t intura con colorantes plastosolubles; la facilidad en la aplicación y las solideces que ellos presentan han determinado su uso general en las fibras poliamídicas. P O L I E S T E R E S Las propiedades físicas, mecánicas y químicas del poliéster obtenido por Carrothers en sus investigaciones, distaban mucho de las requeridas en --ma fibra text i l : baja consistencia, bajo punto de fusión, fácil degradación en presencia de agentes atmosféricos, etc. '< EMBRE 1957 99 E l paso posterior fue el de uti l izar diaminas en lugar de alcoholes y con ello se dio nacimiento a la familia de las fibras poliamídicas, que es hoy la más importante de las fibras sintéticas, con representantes bien conocidos: Nylon, L i l i on , Rilsán, Perlón. Posteriormente mientras se desenvolvían con gran éxito las poliami­ das, se sometió a una nueva serie de estudios la polimerización y obtención de poliésteres. Los investigadores Whinfield R. y Dickson, de la Calicó Printer Asso- ciation, sintetizaron u n poliéster; partiendo de un diácido que contiene un anillo aromático, con lo cual llegaron a un polímero de excelentes propie­ dades físicas, mecánicas y químicas. Estructura química. - Para la obtención de los poliésteres que se en­ cuentran actualmente en el mercado, se parte de la polimerización de dos cuerpos químicos: el Dietilén-glicol y el ácido Tereítálico. Este último se utiliza unas veces puro y otras en forma de éster metílico, para hacer más fácil su manipulación. L a reacción puede representarse así: 0 0 0 ^ 0 CHg - CHg + O H - C - S - C - O H O H - C H g - C H g - O - C - Q - C - O - C H g - C H g - H O OH OH La fibra obtenida en el proceso recibe diferentes nombres, según el productor. Pero químicamente son idénticas: D A C R O N , EE. U U . ; TERY- L E N , Inglaterra; T E R G A L , Francia. Fabricación. - Las materias primas necesarias para la obtención del poliéster se encuentran abundantemente en el mercado: el di-alcohol se pro­ duce partiendo del etileno, el ácido tereftálico se obtiene del para-xileno que se ha logrado producir con un alto grado de pureza del petróleo. L a polimerización se hace en cámaras de vacío a altas temperaturas. E l polímero así obtenido se funde y da forma de hilo por extrusión a través de filiares de diámetro del orden de los décimos de milímetro. Luego se ha­ ce u n estirado del hilo con bobinas que giran a diferente velocidad. Esta ope­ ración se hace en frío, con ella la fibra mejora en sus propiedades. Propiedades físicas. - La presencia del Benceno en la cadena le da un punto de fusión de 249°C, muy cercano al de las poliamidas. L a absorción de humedad de los poliésteres es casi ninguna: poniendo en una atmósfera cuya humedad relativa sea de 100%, los tejidos de poliéster sólo retienen una proporción del 0,8% de agua. Este fenómeno tiene los inconvenientes cono­ cidos para las fibras poliamídicas. ; IDO INGENIERIA QUIMICA Propiedades químicas. - La resistencia a la acción de los ácidos es ex­ celente, cuando actúan a baja temperatura; pero si éstos están concentrados y tienen alta temperatura, degradan el material después de algún tiempo. Los álcalis y los cuerpos oxidantes son soportados en una forma que puede considerarse buena. La resistencia presentada por las fibras de poliéster a los solventes y detergentes aplicados comúnmente en las lavanderías, es excelente. A l g u ­ nos cuerpos químicos disuelven los poliésteres: Ortoclorofenol, meta-cresol, mezclas de fenol y tricloro-fenol, etc. Otros sólo alcanzan a dilatar las fibras: Acido benzoico, salicílico en soluciones al 2%; Monoclorobenceno, paradicloro- benceno, en sol. al 5%; Ortofenil-fenol, parafenil-fenol en sol. a l 0,3%; etc. P O L I A C R I L I C A S . E n los primeros días del año 1940 la f irma D u Pont de Nemours dio comienzo en sus laboratorios al estudio de la aplicación del acrilo ni tr i lo , co­ mo base de síntesis para la producción de un polímero aplicable como fibra en el campo t e x t i l . Cinco años después se inició la producción semi-indus- t r i a l de tales fibras en una planta piloto, y en el año 1950 se conoció en los mercados textiles una nueva variedad de tejidos confeccionados con hilos constituidos por cadenas de polímeros derivados del acri lo-nitri lo . Aspecto químico. - E l acrilo-nitrilo es un líquido incoloro de olor pro­ nunciado y volátil, con u n punto de ebullición de 77°C. Sus propiedades ge­ nerales están regidas por el grupo ni tr i lo y al mismo tiempo, por el carácter etilénico del monómero. Ciertos textiles acrílicos se fabrican con polímeros enteramente forma­ dos por acrilo-nitrilo, pero otros están constituidos por co-polímeros, resul­ tantes de una polimerización en común de una mezcla de productos pol i - merizables. Los principales monómeros que son co-polimerizados con el Acr i l o - n i tr i lo , con el f i n de fabricar hilos con el cuerpo resultante son: Acetato de vinilo, CH3COOC2H,; Acrilato de metilo, C2H3COOCH3; Metacrilato de Me­ tilo, CH2 (CH3) CH-COO CH3 . E l acrilo-nitrilo puede hacerse polimerizar en forma aditiva así: H H H H H H H H H H H R c=c + ¿ = c - » - ¿ - ¿ — > - ¿ - c - . ¿ - ¿ - c - c - • I I I I I 1 1 ( 1 1 1 H CN H CN H CN H-. CN H CN H CN para que el polímero obtenido sea aplicable a la fabricación de fibras textiles la longitud, de la cadena debe ser tal que su peso molecular sea de 10.000. NOVIEMBRE 1957 101 E l monómero base de las fibras acrílicas se obtiene por dos métodos industriales: A ) Tratando óxido de etileno (proveniente del etileno del Gas de Re­ finería) con H C N y luego efectuando una deshidratación. Este método es la base del desenvolvimiento de las fibras acrílicas en Alemania y E E . U U . B) A part ir del Acetileno y H C N . Polimerización. - E l acrilo-nitrilo tiene tendencia espontánea a formar polímeros. Con el f i n de formar el polímero se hacen soluciones acuosas del pcrilonitrilo y se agrega a ellas soluciones "Redox" constituidas por dilu^ ciones de Persulíato de Amonio y Bisulfito de Sodio, empleándose a veces el Hiposulfito de Sodio. En la operación de polimerización, las cadenas obtenidas no tienen to­ das la misma longitud y por tanto debe hacerse una selección adecuada, ya que el peso molecular inferior límite es de 10.000, para que sea aplicable co­ mo fibra, y no puede sobrepasar u n peso molecular de 50.000, porque sus propiedades físicas la harían aplicable ya como material plástico. Filatura. - Las fibras poliacrílicas presentaron en un principio u n gra­ ve obstáculo, al no formar soluciones con ninguno de los solventes general­ mente aplicados en la industria química; con el f in de evitar ta l dificultad, se trató de hacer la f i latura en estado de fusión y se encontró que ta l modo era inaplicable por razón de la fácil descomposición del polímero a ta l tem­ peratura. En el año de 1952 u n químico alemán descubrió que los poli-acrílicos son fácilmente solubles en dimetil-formamida. Con ta l paso la técnica de la formación de hilos de poliacrilonitrüo se facilitó; haciendo soluciones del polímero ya formado en dimetü formamida, luego se hace pasar por orificios a u n baño coagulante constituido por agua o glicerina. E l método aplicado en la hilatura de las fibras acrílicas en forma lí­ quida ha sido aplicado en diferentes países, y cada uno de ellos ha denomi­ nado en forma diferente el producto, así: D R A L O N , Bayer; P A N , Casella; ORLON, D u Pont. A l recibir las bobinas el hilo, éste es sometido a u n estiramiento con el f in de orientar las cadenas, y luego se da a los hilos u n período de rela­ jamiento para facilitar la completa evaporación y lograr así ima completa estabilidad. Propiedades físicas. - La gravedad específica de las fibras poliacríhcas 1D2 INGENIERIA QUIMICA es en general 1,18, lo que hace que los tejidos en que entran tengan buen cuerpo y tacto. La resistencia a la luz solar y a los agentes químicos atmosféricos es magnífica. Poseen gran resistencia a la abrasión y bastante elasticidad. Estas fibras también adolecen de baja retención de humedad. En atmósfera calentada a 100°C los tejidos no sufren disminución; el contacto con superficies metálicas es soportado hasta temperaturas de 160°C. A medida que se aumenta la temperatura se suceden fenómenos como cam­ bios en la dimensión, en el color, en la contextura física, que hacen concluir que el preformado tiene una temperatura límite de 160°C. Propiedades químicas. - L a principal propiedad de las poliacrílicas, es su gran estabilidad a la mayoría de los agentes químicos. Las bases, a baja temperatura, no tienen ninguna acción sobre las f i ­ bras, cualquiera que sea la concentración; pero a 100°C, una solución de NaOH al 20% alcanza a saponificar las fibras. La acción de los ácidos sobre las fibras acrílicas no es apreciable a bajas temperaturas y aun después de varios días de acción. Los cuerpos oxidantes no causan deterioro a bajas concentraciones. Para la tinturación de la fibra se usan los compuestos que tienen la propiedad de hinchar la fibra, a medida que la cadena se va separando entre sí, el colorante se abre paso y penetra dentro de la estructura de la f ibra . Las investigaciones se han orientado a conferir a los mismos este po­ der para facilitar la t intura, sin necesidad de transportadores. Ya existen en el mercado colorantes de tal t ipo. Puede sumarse a lo anterior, el hecho de que se ha tratado de colo­ rear las fibras acrílicas aplicando los procesos y colorantes utilizados común­ mente en otras fibras con resultados relativamente satisfactorios. P O L I V I N I L O S En los años 1932 y 1933 se iniciaron los estudios sobre la aplicación de derivados clorados y acetilados del Vini lo en el campo t e x t i l . En un principio se tropezó con polímeros, derivados de los cuerpos antes mencio­ nados, que no presentaban propiedades que los hicieran aplicables en el campo t e x t i l . L a investigación se orientó posteriormente hacia la obtención de la polimerización de monómeros diferentes, con el f in de alcanzar cuerpos de propiedades físicas y mecánicas superiores a las exhibidas por polímeros derivados de un solo monómero. Como resultado de tales estudios, se llegó a la síntesis de un copolí- MQVIEMBRE 1957 i 103 mero que apareció en los mercados en los mismos días que lo hicieron las poliamidas, y que se denominó " V I N Y O N " . E l copolímero se obtuvo haciendo una polimerización aditiva de 88 partes de cloruro de vinilo y 12 partes de acetato de v in i lo . La consistencia y demás propiedades de la fibra obtenida están re ­ guladas por la longitud de la cadena del polímero. Existe un límite inferior del número de monómeros que forma la cadena, debajo del cual no llenan los requisitos para rormar hilos textiles; al otro extremo se encuentra i m límite superior de monómeros, encima del cual las propiedades de rigidez e insolubilidad del polímero, lo hacen solamente aplicables en el campo de ios plásticos. Estos límites corresponden a pesos moleculares de 10.000 el inferior y 28.000 el superior. E l aspecto de la fibra al microscopio es muy similar al presentado por el algodón mercerizado. V I N Y O N " N " . - Se ha efectuado otra copolimerización del cloruro de vinilo con el acrilo-nitrilo, con el f in de obtener fibras que presen- :en mejor estabilidad química y mejor degradación térmica (la principal desventaja de las anteriores) . E l resultado de los estudios anteriores permitió llegar a una polime­ rización de 60% de cloruro de vini lo y 40% de cianuro de vinilo o acrilo- ni tr i lo , que presenta características mejores de las que posee el copolímero en el que hace parte el acetato de vini lo . D Y N E L . - Cuando se habla de Dynel se hace referencia a una fibra cuya composición química es similar a la del Vinyon N , del cual sólo se diferencia por la la longitud de las fibras, ya que éste se compone de u n hilo continuo, en tanto que el Dynel lo forman fibras cortas. La propiedad más interesante de esta fibra es su gran resistencia a los hongos y bacterias, los cuales tolera sin degradación alguna durante varios meses. S A R A N . - U n nuevo paso en el mejoramiento de los diferentes clo­ ruros de vinilo, se ha dado al comprobar que, aumentando el número de átomos de cloro en las cadenas del polímero, el compuesto se va haciendo progresivamente menos combustible y sus propiedades físicas mejoran no­ tablemente . Con miras a aumentar el número de cloros en la cadena se ha hecho una copolimerización a partir de cloruro de vinilo y el vinilidén-cloruro ( H , C = C C l . ) . ^ 1D4 INGENIERIA QUIMICA F I B R A S M I X T A S . - Con el f i n de mejorar las propiedades químicas y físicas de diferentes fibras, se han polimerizado mezclas de diferentes mo­ nómeros con lo cual se ha aumentado la variedad de fibras sintéticas en forma geométrica, mostrando cada una de ellas propiedades específicas d i ­ ferentes . En la mayoría de las combinaciones se ha incluido el cloruro de vinilo. Una de las principales aplicaciones de las fibras sintéticas es el me­ joramiento que éstas dan a las fibras naturales o artificiales al mezclarse con ellas. SE FUSIONAN DOS IMPORTANTES EMPRESAS EN LA CIUDAD DE CALI Laboratorios F i x a l i a Ltda. , y Colombia Sales Company han entrado a formar p a r ­ te de la firma COMPAÑIAS T E C N O Q U I M I C A S L T D A . , quedando constituidas en d i v i ­ sión científica y comercial respectivamente, de la famosa empresa, la que destinará tin capital de $ 4.000.000 en el desarrollo de las investigaciones científicas y en el i n c r e ­ mento de la distribución de drogas. Durante muchos años, Laboratorios F i x a l i a y Colombia Sales Company han v e ­ nido prestando eficaz colaboración en el campo investigativo y distributivo, y, gracias al prestigio que han adquirido en nuestro país, sus nombres serán utilizados por C O M ­ PAÑIAS T E C N O Q U I M I C A S en sus respectivas divisiones. Laboratorios F i x a l i a Ltda. , único laboratorio que hoy produce insulina en C o ­ lombia, cuenta con una larga trayectoria de veinte años y Colombia Sales Company d i s ­ tribuye no sólo los productos Fixa l ia , sino los de Ames Company, Productos Mennen, Revlón, A lka -Se l tzer y otros. Con motivo de la fusión de tan importantes firmas, se reunió en la ciudad de Cal i la Asamblea General de Accionistas de COMPAÑIAS T E C N O Q U I M I C A S L T D A . , la que tuvo a su cargo el nombramiento de la siguiente Junta Directiva y Ejecutiva para el primer año de labores: Presidente de la Junta Directiva: S r . L u i s J . Rodríguez. Suplente: D r . Alfredo Ocampo. Vocales: S r . Alberto Madra y S r . Hellmuth Wild, con la suplencia de la señora Rosa viuda de Jiménez y del S r . L u i s Gutiérrez. P a r a Gerente y Sub-Gerentes fueron elegidos el S r . Francisco Barberi , D r . E n ­ rique Orjuela E . y S r . Rafael Guillermo Salcedo. . ) . 9 KOVIEMBRE 1957 105 ASOCIACION DE INGENIEROS QUIMICOS UNIVERSIDAD DK ANTIOQUIA ACTIVIDADES L a Asociación de Ingenieros Químicos ( U . de A . ) se fundó en Octu­ bre del 56 cuando un grupo de antiguos alumnos de la Escuela decidieron unirse a f in de lograr una mejor organización en su función profesional. Con el mayor ánimo se convocó a una Asamblea de los egresados que tuvo lugar en el Au la Máxuna de la Escuela y allí se nombró la Junta Directiva de la Asociación formada por los I n g . Químicos Hernán Gómez, Fabio Ga­ llego, Juan J . Echeverri, Guillermo Staaden, María Luisa Velásquez, Blan­ ca Ester Molina y Julio Enrique Chaux. Más tarde y ya en la semana universitaria, se convocó a una reunión general a f in de otorgar los diplomas de Miembros Honorarios al D r . A n ­ tonio Duran, Director de la Escuela y a los señores Profesores Aycardo Orozco, Luis Pérez Medina, K u r t Karner, Gracián Tru j i l l o , Gabriel Tru j i l l o y José María Sepúlveda. A f in de conseguir e l primer objetivo propuesto o sea la aglutinación de los profesionales salidos de la Escuela, se empezó una propaganda por medio de circulares que se enviaron a los varios lugares del país y del ex- íerior donde se encontraban los varios Ingenieros. A l poco tiempo empeza­ ron a llegar solicitudes de los muchos entusiastas colegas lo que fue engro­ sando poco a poco la Asociación. Oficialmente matriculados hay 43 Inge­ nieros Químicos y hay unas 10 solicitudes en estudio. Esperamos que estos números asciendan en los próximos meses. Hay que resaltar la colabora­ ción y el gran interés que se demostró por muchos de los solicitantes que residen fuera de Medellín. A l enviar los diplomas que acreditaban como Miembros Activos se incluyó una hoja de información profesional con el f in de organizar un archivo que contenga todos los informes técnicos y cientí­ ficos de cada uno de los integrantes de la Asociación. De esta manera se busca ayudar a seleccionar personal para las diversas especializaciones en la Industria. Junto con esta campaña de aglutinamiento se pensó en vincular a los estudiantes de los dos últimos años como 'socios estudiantes. Así se hizo y en la actualidad han ingresado 19 estudiantes a la Asociación. Esperamos que de esta manera se cree una mejor camaradería entre el profesional en la fábrica y el futuro ingeniero en la Escuela. Además con el f i n de ayudar a resolver en parte el problema de la carencia de textos, la Asociación creó 106 INGENIERIA QUIMICA un Club de libros que se alquilan a los estudiantes a precios bajísimos y con el dinero así recogido se espera aumentar la cantidad de volúmenes de dicho Club. La Asociación ha organizado un ciclo de conferencias en el A u l a Máxima de la Escuela. De esta manera espera crear una mayor colabora­ ción entre la Industria y la Universidad y al mismo tiempo mejorar la ca­ lidad de sus estudiantes por medio de las demostraciones prácticas e infor­ maciones técnicas dadas por los varios conferencistas. Con la venida del D r . W . F . Schurig del Politécnico de Brooklyn y quien ha diseñado la mayoría del equipo de Operaciones Unitarias de la Escuela, la Asociación creyó su deber nombrarlo Miembro Honorario, darle una comida en uno de los centros sociales y patrocinar una charla sobre tópicos de la Ingeniería Química. Inclusive se habló con él a f i n de v incu­ lar la Asociación al Instituto de Ingenieros Químicos americanos. En la actualidad se está tratando el problema de la personería jurí­ dica de la Asociación y se espera seguir adelante con nuevas campañas en pro de la Ingeniería Química y el progreso de la Escuela. Contamos con la ayuda de todos los egresados a f in de lograr u n éxito total, pues ya debi­ damente organizados podríamos entrar en contacto con las otras Asociacio­ nes similares, a f in de crear una entidad nacional que vele por el prestigio y el progreso de la Ingeniería Química Colombiana. Se ha tenido una reunión con la Junta Directiva de la Sociedad de I n ­ genieros Químicos de la U . P . B . en la cual se trataron temas de importan­ cia, entre otros la reunión de un Congreso de Ingenieros Químicos en Me­ dellín. A l efecto la Junta de la Asociación ha nombrado varios Ingenieros Químicos para que en unión con los representantes Bolivarianos formen el Comité Organizador del Primer Congreso de Ingenieros Químicos que ten­ drá lugar en Medellin en 1959. Son ellos los Ingos. Químicos Angel Zapata C , Alberto Bernal R. y Fabio Gallego. A l cumplirse los primeros diez años de vida profesional de los más antiguos egresados de la Escuela, la Asociación ha querido rendirles u n ho­ menaje que tendrá lugar e l 8 de Noviembre en uno de los Clubes de la c iu­ dad. Además se ha dispuesto despedir en dicho día a los profesores K u r t Karner y Francisco Lema, quienes se ret iran de la Escuela. La A S A M B L E A G E N E R A L de la Asociación y la elección de la Junta Directiva se efectuarán el mismo ocho de Noviembre. NOVIEMBRE 1957 107; EGRESADOS DF LA ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA Y SUS DIRECCIONES INDUSTRIALES 1947 Angel Zapata C. Jesús M . Escobar Rafael Giraldo Carlos I . Delgado Carlos López Pabón Jaime Mondragón Luis Salas Gustavo Moreno Orlando Camargo ; Jorge Figueroa • Oscar Tru j i l l o 1948 Alfredo Bacci Hernán Gómez . Manuel Domingo Mier María del Carmen Puerta Hernán González Manuel Toro Efraín Giraldo 1949 Jorge Amaya Apolinar Velásquez Arana Manuel Guzmán Alberto Mesa Luis Flórez Mera Emigdio Rincón Edgar Vieira Luisa Velásquez Roberto Fernández Vicente Parra Gabriel Bernal Jaime Toro A r t u r o Botero Industria Particular - Carrera 51-C 67-24. Pin tuco - Medellín - Apart . Aéreo 1198. Pin tuco - Medellín - Apart . Aéreo 1198. Inst. de Aprovechamiento de Aguas - Bogotá. Apartado aéreo 4865. Ibagué - Carrera 10 W 5-84. EE. U U . Cementos Nare - Puerto Inmarco. Pintuco - Medellín. Zaccour. EE. U U . Ecopetrol - E l Centro (Santander) . Larco Ltda. - Edif. Bco. de la República, Cali. Ureña - Venezuela. Escuela de I n g . Química. U . de A . Intercol - Bogotá. Tejicóndor - Medellín. Peldar - Medellín. Indurrayón - Barranquilla - Apart . aéreo 836. Ecopetrol - E l Centro (Santander). Universidad de Santander - Bucaramanga. Universidad del Valle - Cal i . Alcsldía - Pasto. L . & R. Peláez y Vélez Angel - Bogotá. Servicio Minero - Marmato. Laboratorio Químico N a l . - Bogotá. Cervecería Bavaria - Bogotá. Codiscos - Medellín. Empresa Siderúrgica - Medellín. Riosucio. Almacenes Mecano-Electro - Cal i . Laboratorio Químico N a l . - Bogotá. Acerías Paz de Río. IOS INGENIERIA QUIMICA 1950 Homero Ramírez Ernesto Peláez Octavio Frehydell León Domínguez Virgi l io Flórez David Farkas Vicente Villegas Julio C. Torres Rodrigo Peñaloza Aquil ino Londoño Juan Rangel 1951 Gustavo Cárdenas Francisco Lema Nohemy Chaverra León Pérez Jaime Gallón Alberto Bernal 1952 Juan Echeverri Hugo Ortiz Hugo Ruiz ' Jaime Correa Gustavo Aguirre Hernán Vélez Iván Hernández Estela Gómez Blanca Ester Molina Oscar Casas 1953 Javier Gómez Hernando Ríos Humberto Gallego Fabio Gallego Nivea Hernández Jaime Posso Jorge Villegas Fea. de Caucho E l Sol - Bogotá. Baterías "Crown" - Peláez & Cía. Locería Colombiana - Bogotá. Cristalería Peldar - Medellín. Ingenio Azucarero - Pajonales (Tolima) . Industria Particular - Bogotá. Acueducto Municipal - Manizales. Ingenio La Manuelita - Palmira (Valle) . Calle 20 N? 19-20 - Manizales. Ingenio Mayagüez - Candelaria (Valle) . Acueducto Municipal - Ibagué. Laboratorios Abbott - Medellín. Escuela de I n g . Química. U . de A . Fabricato - Medellín. Cervecería Bavaria - Ipiales. Ministerio de Higiene. SCISP. - Bogotá. Ferrocarri l de Antioquia - Medellín. Talleres de Bello. Escuela de I n g . Química. U . de A . Celanese Mejicana S. A . - Ocoplán (Jalisco), Méjico. Larco - Medellín. Ecopetrol - El Centro (Santander) . Empresa Siderúrgica - Medellín. Fabricato - Medellín. Cervecería Unión - Medellín. Probst y Cía. Ltda. - Medellín. Rentas Departamentales - Medellín. Fabricato - Medellín. Coltejer - Medellín. Empresa Siderúrgica - Medellín. Colcerámica - Bogotá. Empresa de Refractarios Colombo-Suiza - Medellín. Gaseosas Posada Tobón - Medellín. Icollantas - Bogotá. Actividades particulares. - Ap . aéreo N'? 1842. NOVIEMBRE 1957 109 Leónidas Castaño Manuel Mejía Wi l l iam R. Fadul 1954 Guillermo Staaden Juan Medina Lázaro Gómez Jaime Moneada Alberto Angel 1955 Fabio Vargas Alfredo Rivas Hugo Guerrero Alvaro Henao John Gutiérrez Norbey Ramírez 1956 Jorge Arango Gilberto Ríos Orion Toro Víctor Usme Jairo Rodríguez Teresa Molina Fabricato - Medellín. Industria Química Andina - Bogotá. Acerías Paz de Río - Dpto . de Organización y Métodos - Belencito. Coltejer - Medellín. Locería Colombiana - Medellín. Fabricato - Medellín. Ministerio de Higiene. SCISP. - Bogotá. Industrias Puracé - Popayán. Empresa Siderúrgica - Medellín. Pintuco - Medellín. Croydon del Pacífico - CaU. Locería Colombiana (Actualmente en EE. UU. ) Fabricato - Medellín. Peldar - Medellín. Empresa Siderúrgica - Medellín. Locería Colombiana. Fea. Baterías C E L N A - Medellín. Medellín. Fadales Ltda . - Medellín. Medellín. n a INGENIERIA QUIMICA MONOGRAFIA INDUSTRIAL EMPRESA DE REFRACTARIOS COLOMBO-SUIZA S A. -ERECOS- Medellín J U N T A D I R E C T I V A : Principales: S r . Jesús M . Mora C . Suplentes: Ingo. Raúl Zapata L . D r . Hans v . L a u d a S r . Francisco F . Schuschny D r . Jorge Velásquez Toro S r . Jorge Sobelman E . D r . Max B r i k Ingo. Horacio Ramírez G a v i r l a S r . Antonio D e r k a S r . J u a n L u r s . Cere nte: S r . L u i s A . Restrepo R . Personal Técnico: Subgerente: Ingo. Gerhard Himmelbauer Jefe de Venias y Servicio Técnico: Ingo. E n r i q u e V i l l a M . Superintendente: Ingo. Josef Vollmost Control de Laboratorio: Ingo. Fabio Gallego Z . • . , i Secre tario ; D r . Eduardo S ierra R . G E N E R A L I D A D E S SOBRE REFRACTARIOS En el lenguaje corriente, la palabra refractario significa "resistente, obstinado" y además "cuerpo que aguanta sin fundirse una temperatura ele­ vada". En el lenguaje técnico se emplea este término para describir los ma­ teriales utilizados en la construcción de hornos, canales, crisoles, etc., cuya parte interior está sometida no solamente a altas temperaturas sino también a efectos físicos y químicos. E l material debe soportar todos estos agentes reunidos, para llenar sus funciones en la forma más adecuada. En la vida diaria hay algunas cosas que satisfacen nuestras necesida­ des inmediatas como son habitación, alimentos, etc. y otras que como los re ­ fractarios, sirven de base para obtener las primeras ya que preceden ne- NOVIEMBRE 1957 111 cesariamente a la producción de aquéllas, lo cual les da a unas y otras el carácter de imprescindibles. Es interesante observar que hay ciertas características comunes a to ­ dos los recipientes en que se producen los artículos más necesarios. Por ejemplo: ya sean los recipientes en que se producen hierro y acero; o aque­ llos en que se funden cobre y plomo y zinc y oro y plata; o en los que se obtienen coque y sus valiosos subproductos; los que dan su forma perma­ nente a la porcelana; los que resisten la poderosa acción del arco eléctrico; los que permiten la formación del cemento y los que sirven para la obten­ ción de la cal, del azufre y del carbonato de sodio, básicos como son en la industria química; los que hacen posible la producción de vidrio y de papel y los recipientes en donde se lleva a cabo la combustión de aceites y carbón con la consiguiente liberación de energía y separación de valiosos derivados, ellos deben recubrirse de "refractarios", es decir de materiales que resistan altas temperaturas y soporten al mismo tiempo, la acción de los demás agentes de destrucción presentes en tales procesos. Admiramos sin ambages el volumen de hierro fundido que fluye de un alto horno, o los productos que se forman bajo el intenso calor del arco eléctrico, pero olvidamos que estos resultados se deben a la poderosa i n ­ fluencia del calor y no damos importancia al maravilloso material, si bien menos brillante, cuya resistencia al mismo sin descomponerse es esencial 2n el éxito de estas operaciones. Pero sea que el país se dé cuenta de ello o que lo ignore, depende­ mos de los materiales refractarios para la producción de los demás, en la misma forma que la estabilidad de un edificio depende de sus escondidos cimientos. ' E R E C O S La industria colombiana venía importando materiales refractarios de distintos países, especialmente de los Estados Unidos, con las dificultades y demoras referentes a consecución de divisas, trámites aduaneros y trans­ portes . A fines de 1952, la Empresa Siderúrgica de Medellín, interesada en la eliminación de tales dificultades, entró en conversaciones con la empresa VEITSCHER M A G N E S I T W E R K E A . G. de Viena, Austr ia . Esta última, que constituye una de las compañías europeas más destacadas en la pro­ ducción mundial de refractarios, inició el estudio de la materia prima na­ cional, comprobó sus propiedades excepcionales para este propósito y sur­ gió así el primer acuerdo positivo entre la Empresa Siderúrgica y una de las fábricas afiliadas a la empresa europea, la SAPREF, de Basilea, Suiza. Por medio de tal acuerdo se procedió al establecimiento de la Empresa de 112 INGENIERIA QUIMICA Refractarios Colomibo-Suiza, por u n valor actual suscrito y pagado por par­ tes iguales, de tres millones de pesos. M A T E R I A P R I M A E l 95% de la materia prima utilizada proviene de las minas de pro­ piedad de la empresa, situadas en los municipios de Guarne, Rionegro y La Unión, todas ellas localizadas a una distancia inferior a 50 kms. de la fábrica. Ladri l los prensados en seco antes de ser transportados a los secadores. A l fondo l a Prensa Hidráulica y l a Prensa Mecánica para l a fabricación de ladrillos en seco y en Iiúmedo. PRODUCCION Los primeros ensayos de producción en escala industrial se llevaron a efecto en la planta piloto construida en el sector de Robledo. Allí se desa­ rrol laron nuevos equipos y ampliaciones y se originó el plan para la fábrica definitiva, que hoy funciona en el Barrio Colombia de MedeUín, en un área de 21.000 metros cuadrados. La instalación de todas las imidades, la construcción de edificios dise- NDVIEMBRE 1957 113 nados con ta l propósito y la planificación para producir 1.000 toneladas por mes, todas se han logrado hoy casi en su totalidad. Los productos refrac­ tarios producidos en diversas formas y tamaños, con contenido de alúmina hasta de 55%, abastecen el 85% de la demanda nacional. A l iniciar estudios en 1953, la importación anual era de 10.000 toneladas por un valor CIF de dos millones y medio de pesos, con cambio al 2.50. - SERVICIO TECNICO Queremos hacer hincapié en el completo servicio técnico que la em­ presa presta a la industria en forma directa y eficaz. Conocido es de todos que el carácter ácido o básico que predomina en determinado proceso influye casi siempre en la calidad del producto te rmi ­ nado y en las condiciones de operación. U n refractario básico, en contacto con una atmósfera fuertemente acida tendría una duración muy limitada, y viceversa. Además de estas consideraciones de orden químico, existen efec­ tos de abrasión, presión de los gases, difusión de los líquidos, cambios tér­ micos, peso de las estructuras y temperatura de trabajo, factores éstos que varían en forma muy desigual según el producto que se desee fabricar. M u ­ chas veces se requieren distintos tipos de refractarios en un mismo horno. En cada caso los técnicos de ERECOS, estudian a fondo todos los efectos que pueden inf lu ir tanto en la duración del refractario como en la cahdad del producto terminado, antes de recomendar al productor el tipo que me­ jor se adapte a sus necesidades, es decir, aquel que le produzca el óptimo resultado en su instalación. Sólo la honorabilidad y la base científica rigen las ventas de la em­ presa. Cada caso es una situación distinta. Los productos más convenientes en una fábrica pueden ser contraindicados en otra. Las recomendaciones técnicas en esta materia han sido siempre bienvenidas y agradecidas por to­ dos sus clientes. REFRACTARIOS DE A R C I L L A Es este tipo de refractarios el más extensamente usado en la indus­ t r i a . Su fabricación se hace por regla general utilizando varias clases de arcillas cada una de las cuales imparte a la mezcla sus propiedades ind iv i ­ duales, tales como el carácter refractario y la plasticidad. También se u t i ­ liza arcilla previamente calcinada para controlar la contracción. Estos ma­ teriales molidos en seco y seleccionados según el tamaño, se mezclan con una cantidad definida de agua antes de someterse a las operaciones de pren­ sado, secado y calcinación. Para esta última operación la fábrica dispone de un modernísimo horno túnel de control semiautomático. Así se obtienen los siguientes refractarios: 114 INGENIERIA QUIMICA M A R C A C L A S I F I C A C I O N C A R A C T E R I S T I C A S A P L I C A C I O N E S A m e r i c a n a A l e m a n a ( A S T M ) ( D I N ) U N I V E R S A L S U P E R A I S P 42 - 44% A1203 + T i 0 2 E S P E C I A L D U T Y Cono Orton 33 - 34 ( U E S ) 1745 - I T e C C 3173 - 3200°? B a j a contracción a altas tempe­ raturas, excelente resistencia me­ cánica, buen comportamiento a l ataque de las escorias y a los cambios bruscos de temperatura. Sistemas de fabricación: P H . F M . Revestimientos y mamposterías de calderas y hornos industr ia ­ les sometidos a temperaturas elevadas y continuas, en partes expuestas a l a acción directa del fuego. Quemadores de trabajo pesado. U N I V E R S A L 33 ( U 33) S U P E R D U T Y 40 - 4 2 % A1203 + T i 0 2 Cono Orton 32 - 33 1700 - 174500 3092 - 3173°F Excelente comportamiento a altas temperaturas variables y conti ­ nuas, muy buena resistencia m e ­ cánica. Sistemas de fabricación: P H . F M . Bóvedas, muros y demás m a m ­ posterías de calderas y hornos industriales expuestos a l a a c ­ ción directa del fuego. Quemadores de trabajo pesado, intermitente y continuo, con cambios bruscos de tempera- peratura . U N I V E R S A L H I G H A I I 35 - 40% A1203 + T i 0 2 32 D U T Y Cono Orton 31 - 32 1680 - 1700»C ( U 32) 3056 - 3092°F Buenas propiedades mecánicas y resistencia a los cambios de tem­ peratura . Sistemas de fabricación: P H . M V . y F M . Trabajos generales de revest i ­ mientos y mamposterías para servicio pesado y semipesado en calderas y hornos industriales . U N I V E R S A L I N T E R A I I I 30 - 35% A1203 + T i 0 2 30 M E D I A T E Cono Orton 29 - 31 D U T Y 1640 - 1680°C ( U 30) 2984-3056°F Sobresalientes propiedades mecá­ nicas y muy buena resistencia a l ataque de las escorias. Sistemas de fabricación: P H . M V . y F M . Servicio semipesado en muros, pisos y mamposterías en gene­ r a l , de calderas, hornos indus ­ triales, chimeneas, etc. U N I V E R S A L L O W B I I I Aluminoso semiácido. 27 D U T Y Cono Orton 2 6 - 2 9 1595 - 1640"C ( U 27) 2903-2984»F s istema de fabricación: M V . Servicio general de trabajo l i ­ viano en revestimientos de c a l ­ deras, hornos industriales, c h i ­ meneas, duelos de humo, etc . U N I V E R S A L A I S L A N T E ( U A ) Cono Orton 32 1700°C 3092°F Peso específico aproximado K l s / D m 3 1.2 Porosidad volumétrica 50% Transmisión calórica aproximada entre 200 - 1000°C de 0.52 K c a l / mt-hr-°C Sistema de fabricación: M V . y F M . Muros intei-medios y mampos­ terías de aislamiento en toda clase de hornos industriales, en partes no sometidas a l a acción directa del fuego. P H t = Prensado Hidráulicamente. M V = Moldeado a l Vacío y prensado. F M = Fabricación m a n u a l . NOVIEMBRE 1957 115 Carro cargado con ladrillos prensados, listo para entrar en el horno-túnel semiautomático. E l D r . Rudolf S lama, del Depto. Técnico, muestra el manejo del tablero de control de temperaturas y movimiento de carros en el horno . REFRACTARIOS ESPECIALES a) PARA ACERIAS: Entre los muchos tipos de refractarios que utiliza una acería moderna merecen destacarse los siguientes: E n el alto horno, las condiciones de resistencia varían forzosamente desde el momento en que entra el mineral a la parte superior, hasta que se separa el hierro fundido en la parte inferior. A l principio se requiere dureza, resistencia a la abrasión y al paso de los gases; luego entra en juego la fuer­ za de desintegración del carbón; más abajo el refractario debe resistir la ac­ ción de la escoria, para lo cual se requiere un tipo de baja permeabilidad y baja porosidad y por último, la acción del metal fundido requiere u n tipo de gran estabilidad en su volumen a alta temperatura. En los dispositivos de vaciado, los ladrillos deben resistir cambios brus­ cos de temperaturas y no presentar adherencias en las boquillas. Los refractarios para convertidores Bessemer, los de los recuperadores de calor, en f in , la producción de todos los tipos necesarios en la metalurgia iel hierro merecen la atención y el estudio más cuidadoso por parte de ERECOS para garantizar un ladrillo apropiado para cada situación. 116 INGENIERIA QUIMICA Proceso de preparación de mezclas para las prensas en el molino mezclador. b) PARA HORNO DE CEMENTO: En la manufactura del cemento, el uso de refractarios encuentra u n amplio campo de aplicación. Los secadores, recuperadores de calor, hornos rotatorios y enfriadores del clinker, todos se benefician de las dtíerentes pro­ piedades inherentes a los refractarios. E l problema principal se presenta en ios hornos rotatorios. En la sección ce secado se necesita un material duro y denso que resista la acción penetrante de la humedad y la fuerte acción abrasiva de esta zona. En la parte intermiedia del homo, la elevada tempera­ tura y la manera como se disponga la colocación del refractario, son los fac­ tores que señalan el tipo más conveniente. Y por último, en la zona de cal­ cinación en donde la temperatura llega a 2900°F, se necesita un material de altísimo poder refractario y que tenga la propiedad de impregnarse del ma­ terial fundido para evitar así desgaste posterior. ERECOS abastece normalmente varias fábricas de cemento en el país NOVIEMBRE 1957 117 de sus necesidades en estos tipos de refractarios, con resultados ampliamente satisfactorios. c) P A R A L A I N D U S T R I A V I D R I E R A : Esta importante rama de la Industria Nacional encuentra en los re ­ fractarios ERECOS tipo V I D R A L una fuente de suministro de ladrillos de formas especiales para los alimentadores, bloques desnatadores, boquillas pa­ ra quemadores y, en general todas aquellas piezas de la cuba que no están en contacto directo con el vidrio fundido. Estos refractarios se fabrican hasta con un contenido de alúmina de 55% y los resultados prácticos obtenidos en instalaciones dedicadas a la pro­ ducción de vidrio común. Silicato de Sodio, etc., han sido por demás halaga­ dores, con eficiencias iguales y superiores a las alcanzadas con materiales importados. Vista total de la sección de silos de materias primas- en proceso y materiales semi-proce- sados (chamóte). E n el primer plano los elevadores y el molino de rodillos para triturar chamóte; al centro el recolector de polvo. d) P A R A L A I N D U S T R I A «aUIMICA: L a más nueva linea de ERECOS incluye una gama completa dé iréffác- 11B INGENIERIA QUIMICA tarios antiácidos desarrollados especialmente para la Industria Química. Es­ tos incluyen anillos de contacto y ladrillos de forma especial para el revesti­ miento de torres y tanques para la producción de ácidos, soda cáustica y de­ más instalaciones similares así como para el recubrimiento de protección de muros y piezas en instalaciones de jabonerías, cervecerías, etc. en donde los agentes químicos afectan la estabilidad de otros materiales de construcción. e) PARA FUNDICIONES EN CUBILOTES Y CUPULAS: En cubilotes y cúpulas, la naturaleza de la carga, el carácter de las co­ rrientes, la composición del combustible y la duración de la fusión, determi­ nan la escogencia de los ladrillos. ERECOS ofrece el refractario FERROLIT, cuyes características de dureza, densidad y resistencia a las escorias se adap­ tan en la forma más adecuada a estos procesos. f) PARA CALDERAS: Los refractarios desempeñan diversas funciones en las calderas, a sa­ ber: aislan el calor producido, mantienen los gases de combustión a la tem­ peratura conveniente, dirigen los gases a través de los canales, etc. Los pro­ ductos de ERECOS en esta aplicación han tenido acogida inmediata por parte de las diversas industrias que los ut i l izan. g) CEMENTOS REFRACTARIOS: Para la fabricación rápida y exacta de piezas refractarias no sometidas a grandes exigencias térmicas, ERECOS suministra el cemento refractario FRA-SEC de fraguado hidráulico. Una fácil preparación con agua y un f ra ­ guado por demás rápido son ventajas en la fabricación de boquillas para que­ madores, deflectores, y paredes de tubería en calderas, así como en revesti­ mientos monolíticos de hornos pequeños. h.) REFRACTARIOS PLASTICOS: El refractario plástico E R - P L A X de fraguado en caliente es un pro­ ducto desarrollado para la construcción de revestimientos monolíticos y la reparación rápida de mamposterías refractarias en toda clase de calderas. Las ventajas principales de este material incluyen facilidad en la ma­ nipulación y en la aplicación por medio de un mazo de madera o u n instru­ mento similar, y, además, una buena resistencia hasta temperaturas de t ra ­ bajo de 1350°C. i) AISLANTES PLASTICOS: E l aislante plástico refractario L I V I A N E R es un producto que viene a satisfacer la creciente demanda de la industria en aislantes térmicos de larga NOVIEMBRE 1957 119 ^^vlSaración y gran economía. Su campo de aplicación incluye revestimientos v-í!e4uberías de vapor de agua caliente, ductos de humo y gases, recubrimien- vJjíi^tos externos y en paredes intermedias de calderas y hornos. j ) MORTEROS: La gran variedad de morteros que ofrece ERECOS se ajustan a las ne­ cesidades impuestas por todos y cada uno de los tipos de refractarios para así obtener u n mayor rendimiento y una mayor economía. REFERENCIAS: Catlet, Charles - Cer. E. 610 - Chio State Xlniversity. Harbison Walker - Refractories Company - Modern Refractory Practice - Ti i ird ed. General Refractories Company - Refractories - 1949. Vinculo Shell - Abril -Junio 1957. Shreve - Chemical Process Industries. Erecos - Catálogos. 9 L A R E F I N E R I A D E L F U T U R O Quince millas al sur de Wilmington, Delaware (EE. UU. ) y a lo largo del río Delaware, la TIDEWATER OIL COMPANY ha comenzado a operar la refinería más moderna del mundo. Ocupa 5.200 acres de extensión y seis do las once mayores unida­ des, son las más grandes contruídas hasta ahora: La unidad de crudo, con una capacidad de 130.000 b/d. ; la unidad de crackin catalítico fluido con 102.000 b/d.; la unidad de extracción con 42.000 b/d. ; la unidad de coquificación, con 42.000 b/d.; la de reformación, con 45.200 b/d. y la desulfuradora con una capacidad de 88.000 b /d . Está diseñada para cargar crudo de baja gravedad, alto azufre y para dar máxima producción en destilados. Es una refinería para combustibles, sin asfaltos n i residuos. Es capaz de producir toda su gasolina a un octanaje mayor que 100 y a una rata de 65.000 barriles por día. En el diseño de esta refinería se usó una nueva filosofía. No se tuvo en cuenta la construcción tradicional como factor predominante, sino que se estudiaban y compa­ raban nuevas ideas y prácticas preestablecidas. La construcción estuvo a cargo de la firma C. F. Braun y Cía. de Alhambra, California (EE. U U . ) . 9 120 INGENIERIA QUIMICA DETERMINACION DE PUNTOS DE EQUILIBRIO PARA LOS SISTEMAS ALCOHOL ETILICO-AGUA Y ALCOHOL ISOPROPILICO'AGUA Por TERESA MOLINA A . Ingeniera Química ( U . de A . ) El objeto del presente trabajo experimental fue determinar los datos para equilibrio vapor-líquido, bajo la presión de Medellín, con el f in de utilizarlos, en el laboratorio de Operaciones Unitarias, para destilaciones, ya que sólo se tienen datos bajo otras presiones. En el laboratorio se empleó para el trabajo una columna de destila­ ción OTHMER, cuya descripción se hará más adelante. Se determinó co­ mo punto de partida el punto de ebullición del agua destilada, resultó ser 95.2°C, para las condiciones de Medellín (alrededor de 640 mm. de presión). DETERMINACION DEL EQUILIBRIO ENTRE VAPOR Y LIQUIDO Para diseñar una columna con un f in específico, y aun para determi­ nar el número de platos teóricos en una columna dada es necesario conocer los datos para el equilibrio vapor líquido del sistema que va a ser destilado. Como sólo unos pocos sistemas forman soluciones ideales, caso en el cual pueden calcularse los datos para el equilibrio por medio de la ley de Raoult, es necesario u n medio de determinar dichos datos para mezclas binarias fuera de este rango. La curva de equilibrio completa es trazada después de una serie de determinaciones individuales del vapor en equilibrio con el líquido, del cual ha sido vaporizado; los líquidos iniciales son de distintas composiciones, varían desde cien moles por ciento del más volátil, hasta 100 moles por ciento del menos volátil. La tarea de una columna de equi­ l ibrio vapor-líquido, consiste en dar una muestra de vapor condensada en an líquido, el cual está exactamente en equilibrio con el líquido mismo de la muestra. Se han empleado un gran número de métodos para la determinación de equilibrio vapor-líquido. E l primero de éstos es la destilación simple de una muestra muy pequeña de vapor de un frasco- que contiene gran can­ tidad de líquido. Método que puede ser inexacto porque casi siempre tiene lugar algo de r e f l u j o . . . Además requiere una muestra de material re lat i ­ vamente grande. U n segundo método consiste en pasar vapor de composi­ ción constante a través de un líquido hasta que se alcanza el equil ibrio. NOVIEMBRE 1957 i " 121 Este método permite refinamiento, pero está sujeto a considerable inexac­ t i t u d . U n tercer método consiste en recoger y analizar varias fracciones sucesivas de una destilación discontinua y luego extrapolar hasta un punto donde debe obtenerse el punto cero. U n cuarto método, quizá el más satisfactorio, es el desarrollado por Othmer, y consiste en vaporizar un líquido, condensar los vapores y luego reoircular el condensado a través de un ciclo hasta tener el equil ibrio. Va­ rios requisitos deben satisfacerse con el f in de que la columna opere ef i ­ cientemente y sin error . Primero, el líquido debe vaporizarse y conden­ sarse sin permit ir ningún reflujo entre la primera vaporización y la última condensación. E l reflujo serviría para dar un vapor más rico en el com­ ponente más volátil que el del verdadero equil ibrio . Segundo, debe evi­ tarse la introducción del líquido en el vapor. E l paso de material sin vapori­ zar dará para el equilibrio u n valor menor que la cantidad actual de com­ ponente más volátil en el vapor. Tercero, la composición del material en la columna debe ser constante. Cuarto, ninguna parte del aparato debe sobre­ calentarse tanto como para causar vaporización total en vez de equilibrio, lo cual dará también u n valor, para la composición del vapor, demasiado bajo en el componente más volátil. Quinto, la ebullición de la solución debe ser completamente homogénea. EL APARATO DE OTHMER Varios investigadores han tenido en cuenta los requisitos anteriores de diferentes modos. A continuación se describe el diseño y funcionamiento de algunas colurnnas de equil ibrio. La primera y una de las más satisfactorias y sencillas es la de Othmer, Fig. 1 A . En ésta los vapores que se elevan a través de A son rodeados por vapores del mismo punto de ebullición en B . De este modo se elimina el reflujo, y los vapores pasan al condensador sin ser enriquecidos sobre el punto actualmente obtenido para el verdadero equil ibrio. La composición de la columna se mantiene constante, volviendo el destilado a ésta a través de F . La recirculación del líquido, unida a la agitación .causada por la ebullición, son probablemente suficientes para ase­ gurar la homogeneidad de la carga de la columna. La operación del aparato Othmer, F ig . 1 A, es como sigue: La carga se calienta hasta la ebullición, por medio de un calentador interno. Se per­ mite elevar los vapores en B hasta que alcanzan la abertura C, así se ex­ pulsa todo el aire y se rodea el tubo interior A con vapores. Se cierra lue­ go el tapón C. La mezcla binaria en el frasco es entonces destinada en el recipiente D . Cuando la profundidad del destilado alcanza a E, fluye al frasco de destilación, cuando la temperatura del termómetro permanezca constante se considera que se ha establecido el equil ibrio. 122 INGENIERIA QUIMICA APARATO DE DESTILACIOS DE OTHMER Es destilado un volumen igual, aproximadamente, a tres o cuatro ve­ ces el volumen de D . Se toman muestras en G y H y se analizan generalr mente por índice de refracción o densidad. La muestra de G da la compo­ sición del líquido, la de H da la del vapor en equilibrio con el l iquido . Se descartan los primeros centímetros cúbicos de cada l lave. Se sigue el mis­ mo proceso con muestras de diferente composición; obteniéndose así todos los datos necesarios para la elaboración de curvas de equilibrio y la solución gráfica del diseño de una columna. Othmer ha mejorado este aparato con el objeto de evitar la posibili­ dad de condensación y reflujo en el tubo A . Los vapores pasan a través de A , Fig. 1 B, luego pasan por el tubo B . Líquido y vapores no condensados pasan por el embudo interior C, elevándose en el recipiente concéntrico D hasta que sobrefluyen a través de E, al enfriador F, de donde vuelven a la marmita G, por medio del tubo H . La ventaja de este arreglo se basa en el hecho de que el destilado que va al recipiente lo hace en el punto de ebullición, evitando la posibilidad de que vaya aire disuelto en el conden­ sado. Muestras de líquido y vapor son tomadas de las llaves J y K . La ope­ ración de este aparato es esencialmente la misma del descrito en la figura 1 A . Las aberturas L están en el aparato actual movidas 90 grados de la posición mostrada; son usadas para cargar el aparato o para la limpieza. Deben notarse varios detalles de construcción, así: la abertura M , en el con­ densador, es máxima, mientras que N , en la parte superior del mismo, de­ crece en % de pulgada de diámetro. P es una especie de anaquel inclinado de modo que ningún condensado pueda volver al recipiente. E l cuentagotas R está tan cerca a C como sea posible. La línea B tiene una inclinación indicada por V . T es la salida a la atmósfera, o la unión a u n sistema de vacío, si éste se desea. Hay gran variedad de aparatos para determinaciones de equilibrio siguiendo los métodos anotados anteriormente, pero no se incluye en este artículo la descripción de ellos por no estar relacionados con el trabajo l le ­ vado a cabo en el laboratorio, ya que para éste se empleó una columna de destilación Othmer semejante a la descrita en la figura 1 B . SINTESIS DEL TRABAJO REALIZADO EN EL LABORATORIO Los datos teóricos necesarios para- complementar el trabajo llevado a cabo en el laboratorio, tales como densidades de mezcals acuosas de alco­ hol Etílico y alcohol Isopropílico fueron tomados del Manual de PERRY. Para temperaturas de 20 y 25 grados, para las primeras, y 20 y 30 grados para las segundas. 124 INGENIERIA QUIMICA l o o D/A6f, AMA DE Pl DE / fít/n r Orófií r. mu » 6 \ ( l o / - A¿ 9« \ X yJ! cu 'II ^ir c irycfj «4 \ \ 9Í \ \ \ 0 • k r • k '. »1 9 6 \ \ : í Vi \ \ \ \ S 0 \ \ 7 » V J U \ T * 7 1 7 t 8 T I — -^ J c J1 oUj y. y . r a L 7 O a o » 1 NOVIEMBRE 1957 125 También los datos para puntos de ebullición (curvas I y I I de los gráficos 1 y N'? 2) y las curvas de equilibrio vapor-líquido para una presión de 760 m m . Otros datos también de Perry: Pesos moleculares, gravedades especí­ ficas, puntos de ebullición y características de las mezclas azeotrópicas de ambos alcoholes. Se hicieron ensayos para diferentes composiciones de mezclas alcohol Etílioo-Agua y alcohol Isopropílico-Agua. Tras de u n trabajo más o menos cuidadoso se logró llegar a resultados que parecen aceptables, ya que se comportan de acuerdo con la teoría, así: con una disminución en la presión se obtiene una volatilidad mayor, de donde resulta ima disminución en el pimto de ebullición. Se descartaron los datos que a simple vista parecían absurdos; los más aceptables fueron copilados para construir las curvas I I I y I V de los gráficos N° 1 y N° 2 de puntos de ebullición; y las curvas de los gráficos N° 3 y 4 que representan los diagramas de equilibrio para las condicio­ nes de Medellín. CAUSAS DE ERROR Son múltiples las causas de error: además de los cálculos, apenas apro­ ximados, podemos citar los inconvenientes presentados durante la opera­ ción, así: reflujo, e l cual debe evitarse; paso de líquido sin vaporizar al va­ por ya condensado, lo cual sucede frecuentemente, pues a pesar de que debe conservarse una ebullición homogénea, ésta a veces se hace violenta, expulsando líquido a través de los tubos A y B (Fig. 1 B ) , parte del cual pasa a disolverse en el condensado contenido en D, rompiendo el equilibrio, y parte encuentra salida al exterior en T, a través del condensador. Los factores anotados anteriormente ocasionan, no sólo pérdidas de tiempo, pues es necesario retardar el trabajo hasta obtener de nuevo el equilibrio, sino que conduce a resultados falsos. E l contenido del compo­ nente más volátil en el vapor resulta inferior al verdadero, ofreciendo una mayor densidad, y por el contrario la muestra del líquido presenta mayor cantidad del componente más volátil. Estos puntos, sobre un diagrama, dan una curva por debajo de la verdadera, lo cual sería cierto en el caso de t r a ­ tarse de una presión mayor. A l mismo resultado puede llegarse cuando la condensación del vapor no es total y parte de éste logra escaparse a la at ­ mósfera a través de T, lo cual ocurre cuando se trata de sustancias muy volátiles. \ NOVIEMBRE 1957 127 0/AG> } AM A D£ £ a v L I B R O ) / / / oe 1 > • t yi 04 / . V OI 0 o I o 1 o i o 4 a .•r • o a o r o 8 O •j 1 0 rof' -.0 # J , 123 INGENIERIA QUIMICA D/A6 L/ñR! 7 b-to ^ / 0 °* < •< f os / • k c¡ o o o 1 0 3 D /ii.Ui % 5 o a o 5 o é a 7 °- ' 'yt, /t/o NOVIEMBRE 1957 129 AZEOTROPOS Fue muy poco lo que pudo averiguarse para las mezclas azeotrópicas: en el caso del alcohol etílico, siguiendo la tendencia natural de la curva, podría decirse que el azeótropo tiene una composición u n poco por encima de 90 moles % de Etanol y una temperatura de ebullición alrededor de 73.5°C. Para el alcohol isopropílico es muy probable que el azeótropo con­ tenga 70.5 moles % de alcohol isopropílico y un punto de ebxillición de 75.8°C. REFERENCIAS , 1 . Laboratory Fractionai Distillation - Thomas P. Carney. E L V E N D E D O R T E C N I C O H . D. HUGHES Union Carbide & Carbón Corp., New York, N . Y . Lo que un vendedor técnico significa para las industrias químicas puede ser am­ pliamente comprenddo por una lista de funciones que el vendedor técnico puede desarrollar: El es un vendedor. Primero y siempre su razón de ser es vender los pro­ ductos de su Compañía. - Es un consejero técnico. Debe ofrecer a los consumidores de su área un conoci­ miento exacto de sus productos y sus usos en las aplicaciones industriales prácticas. - Es un investigador de mercados; su compañía descarga sobre él todas las act ivi ­ dades bursátiles, de desarrollo en áreas específicas, y condiciones generales de mercado. - Es un hombre de relaciones públicas. Para sus clientes, amigos, vecinos y cono­ cidos, Juan Pérez de la Compañía A . B . C . es la Compañía A . B . C , - Es un diplomático de los negocios. Cuando los embarques se deterioran, los en­ víos son incorrectos, los materiales no están de acuerdo con las especificaciones, el r e ­ presentante de ventas técnicas tiene la obligación y la responsabilidad de explicar tales situaciones para satisfacción del cliente. Es un investigador de créditos. El jefe de créditos de su compañía lo llamará a él para cuestiones de negocios a crédito con sus clientes. - Es un escritor. Escribe informes. El debe orientar a través de sus escritos la s i ­ tuación de su área. - Es un ciudadano. Debe tomar parte, en cuanto le sea posible, en los negocios de su comunidad, cívica y comercialmente hablando. Esta tabulación que está lejos de ser completa, ,debe dejar claro que el entrena­ miento técnico solo, no asegura el éxito en el campo de las ventas técnicas. La pretensión de un trabajo de este tipo descansa en la aplicación de conocí- mientes, informaciones y experiencias en una infinita variedad de situaciones. Los pro­ blemas confrontables nunca carecen de novedad, y resolviéndolos se encuentra el ven­ dedor con i m estímulo sin f in a la ingenuidad, la imaginación y la habilidad. 130 INGENIERIA QUIMICA TRANSISTORES - • j , Por N. ATEHORTUA RPO. : , , , i Ingeniero Químico. DEFINICIONES E I D E A S La industria electrónica sigue el camino de los transistores, los que significan mejores controles en los procesos industriales y aun mejores plan­ tas automáticas. Son, en general, cristales menudos de germanio no más grandes que ima almendra de maíz, base de una nueva industria gigantesca. Los ingenieros electrónicos y las potencias militares están anhelantes por las posibilidades de este nuevo invento el cual es ima de las producciones más importantes en electrónicos. E n cuanto a trabajo, pueden hacer más y más variados que los que hacen los tubos al vacío, a los que son básicamente similares. Constan de tres elementos: u n equivalente al cátodo, una rej i l la correspondiente al ánodo y u n plato. E n su construcción difieren del tubo al vacío, en que no requieren envolvente de vidrio n i necesitan vacío para operar. Ofrecen grandes ven­ tajas sobre éstos, pues casi no consumen potencia, por lo que el calenta­ miento no es muy grande y como consecuencia no es problemática la re­ frigeración como en el caso de los tubos. En general, los transistores pueden construirse más compactamente que los tubos al vacío por necesitar menor refrigeración, son más eficientes que éstos, el costo de operación es más bajo, son de mayor duración, más baratos potencialmente y no tienen f i la ­ mento para quemar. NOTA D E L E D I T O R : Por inconvenientes editoriales hemos suspendido indefinidamente la publicación de la sene "ORIGENES DE L A TEORIA D E LOS C U A N T O S " que tanto interés despertó entre nuestros lectores. p • NOVIEMBRE 1957 131 TEORIA Los semiconductores, de acuerdo con sus características, se han cla­ sificado como semiconductores intrínsecos y semiconductores impuros. Para la primera clase las propiedades son características del material puro y sólo unas pocas muestras se han investigado completamente, como son el ger­ manio y las siliconas. Para la segunda clase, el comportamiento del semi­ conductor depende de las concentraciones de pequeñas impurezas. Algunas de las propiedades dependen de si el átomo impuro puede perder o aceptar electrones. Si es del primer caso, el material es conocido como: exceso, donor o semiconductor tipo N ; si es del segundo caso, como: defecto, acep- tor o semiconductor tipo P . Los transistores confirman los conceptos teóricos de la mecánica cuán­ tica respecto a la cavidad positiva (hole), su duplicado negativo y el elec­ trón de exceso en la teoría moderna de sólidos. Esto abre u n nuevo cam­ po de estado sólido-físico llamado "Transistor Electrónico" en el cual todos los transistores son importantes. Hay transistores de "punto de contacto" y transistores de "Unión". Los primeros fueron anunciados por Bel l Telephone Laboratories M u r r a y H i l l en jul io de 1948 e inventados por los Dres. John Bardeen y Walter H . Brat - t ra in aunque las primeras investigaciones fueron iniciadas y dirigidas por el D r . Wi l l i am Shockley. Esencialmente, el transistor de "punto de contacto" consiste en dos f i la - - o . í W>1 Fig. 1: Transistor de punto de contacto que tiene sondas que tocan el bloque de germanio. 132 INGENIERIA QUIMICA mentos delgados de alambre que tocan un pequeño bloque de germanio, el cual está soldado a una base que le sirve de contacto. Este aparato es enca­ jado en i m cilindro metálico de talla calibre 0.22. E l transistor de "Unión" no tiene puntos de contacto, los que corres­ ponden a los terminales de un tubo al vacío, sino una barra pequeñita de germanio tratada de ta l manera que contenga una delgada capa eléctrica­ mente positiva, entre dos terminales eléctricamente negativos, todo acoplado en una pieza de metal . Su nombre proviene de la "unión" entre los t e r m i ­ nales negativos y la capa positiva. Todo se encaja en un. plástico duro. Los alambres se llevan a cada una de las regiones en el germanio y se sacan del plástico en forma de trenza. Lo anterior da una unidad fuerte que so­ porta choques mecánicos superiores a 20.000 veces la fuerza de gravedad. Los de unión ocupan cerca de 1/400 parte de pulgada cública o cerca de 1/50 parte del espacio ocupado por i m tubo al vacío típico subminiatura. Pueden ser de menor tamaño que los de punto de contacto, son más eficien­ tes y consumen menor potencia. Cómo trabajan los transistores. - E l germanio tiene cuatro electrones de valencia. Cristaliza en el sistema cúbico y cada átomo está unido a sus cuatro vecinos por enlaces covalentes de electrones pareados. E l calor puede hacer salir los electrones del enlace covalente y cuan­ do esto sucede a uno de ellos, queda libre para vagar en el cristal llevando su carga negativa. La posición dejada por el electrón es llamada "cavidad" (hole) y ya que es la ausencia de un electrón actúa como una positiva. NOVIEMBRE 1957 133 ¿ . ^ temperatura normal, los electrones y las cavidades se están lihe- ^ioOy recombinando constantemente, lo que hace al germanio puro u n liconductor intrínseco. Si se aplica un campo eléctrico a un semiconductor intrínseco, los electrones es mueven hacia el terminal positivo y las cavidades hacia el negativo. Consideremos ahora qué sucede al operar un rectificador de unión tipo P -N . Tal aparato consta de una sola barra cristalina de germanio, con una zona P cerca a otra N en la misma estructura continua. En la unión de las dos zonas se puede crear una barrera rectificadora. P N + + + - _ _ + + + P-N + + + _ _ _ + + + - - - v o / t e j e no afí":ado Tvi»Ms/s.for