4 de marzo de 2010

Una nueva forma de disponer de los desperdicios humanos - El Peepoo

El Peepoo (patente pendiente) se presenta en forma de una bolsa plastica alargada de 14 x 38 cm.
Dentro de la bolsa hay una pelicula mas delgada que mide 26 x 24 cm. El interior de las bolsas Peepoo esta recubierta con una delgada pelicula de urea. Sin sacrificar la funcion ergonomica, el diseño de la bolsa se adapta a cualquier forma de manera que podria ser fabricada con el precio mas bajo posible y vendida a los grupos con el mas bajo poder adquisitivo en el mundo. El Peepoo es facil de llevar y usar. No necesita una estructura de soporte pero seria bastante conveniente y util usar una botella de PET cortada a la mitad como asiento.







La pelicula interior esta hecha de urea, el cual es el fertilizante mas comun en el mundo y es un producto no peligroso. Se le encuentra en la orina de las personas y tambien en la formulacion de pasta de dientes o cremas faciales generalmente con el nombre de carbamida. Cuando la urea entra en contacto con las heces, se produce una rotura enzimatica que la convierte en amoniaco y carbonato, originado por las enzimas naturales existentes en las heces.
Conforme la urea se desdobla, el pH del material aumenta y comienza la higienizacion.
Los organismos que producen enfermedades (patogenos) que pueden encontrarse en las heces (bacterias, viruses y parasitos) estan inactivos por dos semanas dependiendo de la temperatura ambiental. 
Las heces no tratadas no se les pueden considerar higienicas antes de que pasen 1 - 2 años de almacenamiento. El tratamiento con urea es el tratamiento mas simple y eficiente  disponible. Al final cuando las bolsas se degradan en el suelo, el amoniaco actua como un fertilizante inocuo usado por las plantas.



3 de marzo de 2010

Sistema de irrigacion permite cultivar usando agua salada



Una empresa britanica ha creado un sistema de irrigacion para cultivar plantas usando agua salada.
El sistema de irrigacion dRHS consiste de un sistema de tuberias subterraneas, las cuales se pueden llenar con casi cualquier tipo de agua, sea esta pura, salobre, salada, o contaminada. El sistema puede aun usar la mayoria de aguas residuales industriales y usarlas sin necesidad de un proceso de purificacion.
Las tuberias estan hechas de un plastico que retiene virtualmente todos los contaminantes pero permiten el paso de agua limpia hacia las raices de las plantas.
Este fue diseñado por Mark Tonkin de Design Technology and Irrigation, el cual esta basado en Brighton. El dice que una vez que las tuberias han sido colocadas, el sistema requerira poco mantenimiento y por tanto sin costos significativos. Esto es parcialmente debido a que esta alimentado por gravedad desde un tanque elevado de suministro, y parcialmente porque el agua se difunde a traves de las paredes porosas de la tuberia, de manera que no hay orificios que se puedan bloquear.
El agricultor ocasionalmente tendra que limpiar las tuberias para retirar los cristales de sal y la suciedad, pero Tonkin dice que este es un proceso simple.
Desde que el agua se entrega directamente a las raices de las plantas, hay mucho menos desperdicio por evaporacion y escurrimiento que con los sistemas tradicionales de irrigacion. De acuerdo al inventor, es tambien imposible sobrehidratar las plantas, ya que el sistema solamente entregara mas agua conforme las plantas dejan de recibir agua limpia desde el suelo.
El sistema dRHS, el cual se ha estado desarrollando por diez años, fue inicialmente probado en Inglaterra usando plantas de tomate y desde entonces ha sido probado en EUA. Las proximas pruebas se realizaran en Chile, Libia, Tanzania, Mauricio y España. Tonkin dice que 20,000 metros de tuberia estan en camino hacia el mediano oriente, donde este sera probado con agua que es mas salada que el el agua de mar.
El sistema, hasta ahora, ha permitido el crecimiento de tomates, rabanos, calabacines, pimientos, lechugas, fresas y frijoles asi como tres tipos diferentes de arboles - cerezas, olivos y prosopis. La empresa esta ahora cultivando acacias, robles y platanos entre otros.
Este sistema tambien ha ganado reconocimiento internacional por su trabajo, mas recientemente en el evento Water Technology Idol en Suiza, organizado por la revista Global Water Intelligence y la International Desalination Association. 
Christopher Gasson de la revista Global Water Intelligence dice que la competencia fue un empate triple el año pasado, pero este año el ganador fue claro. El dijo que "el sistema de irrigacion dRHS confronta un problema mas grande que las otras tecnologia con las que compitio". El 70 % del agua va hacia la agricultura. Para el año 2025 dos tercios de la poblacion mundial experimentara escasez de agua y por tanto los sembrios seran muy afectados.
"La salinizacion es un gran problema. El 97.5 % de toda el agua es salada, y esto se esta convirtiendo en un problema ya que la gente en los paises pobres recicla el agua, algunas veces dejando el suelo con una costra salada. Este sistema ayudara bastante."



2 de marzo de 2010

Codigo de Respuesta Rapida (QR Code): Una nueva dimension

Los Codigos de Respuesta Rapida estan en auge en Japon, dandole a los clientes una ventana a un mundo nuevo de informacion y a los marketeros un enlace directo con su audiencia. 
Parece que fuera de una pelicula de James Bond - tomale una foto a un codigo con tu celular y te enlazara a trave de una pagina web. Pero en Japon, el codigo QR es un gran negocio. Quieres saber la informacion nutricional de la hamburguesa de queso de McDonald's que estas comiendo? Solo le tomas una foto al codigo impreso en el empaque con tu celular y te comunica con una pagina web que te da la informacion.
Los codigos QR son codigos bidimensionales que son capaces de encriptar grandes cantidadeds de datos en un cuadrado de puntos blancos y negros. Los codigos pueden contener mas informacion que los codigos de barras estandar lineales que vemos en los supermercados y pueden leerse con todos los celulares con camaras y software ya instalado - de otra manera el software se puede descargar en linea.
La tecnologia fue desarrollada por el fabricante de componentes automovilisticos Denso-Wave en 1994 con propositos de distribucion, pero desde entonces, la tecnologia ha sido adoptada por los marketeros - principalmente en Japon donde ellos son usados inclusive en anuncios de TV para permitir a los televidentes enlazarse a traves de una pagina de internet donde ellos pueden comprar el producto publicitado.
En el mercado ingles, Mark & Spencer fue el primero en usar los codigos en empaques. El detallista introdujo los codigos en en empaque de jugos en su rango de Foods to Go en una prueba de de 8 semanas a principios de este año. Los consumidores pudieron tener acceso a chistes, informacion sobre el producto y ofertas diarias escaneando los codigos.






1 de marzo de 2010

Aditivos antiempañamiento, antiniebla (antifog)


Se describen los principales aditivos que minimizan la formación de vaho en distintos tipos de plástico

Aditivos para evitar el empañamiento

Cualquiera que use gafas, cámaras o simplemente el espejo del baño sabe cómo se empañan cuando la temperatura o el nivel de humedad baja repentinamente. Es el resultado de la condensación de una humedad demasiado alta comparada a la temperatura del objeto. Por lo tanto, las gotas del vaho dispersan la luz y la visión se vuelve borrosa. Este mismo fenómeno es también responsable de la formación de vaho en las paredes de los invernaderos, en los paquetes de las verduras, etc. Algunos aditivos pueden minimizar y en los mejores casos suprimir este defecto.
La palabra “empañar” está relacionada con dos fenómenos diferentes:
  • Condensación de la humedad del aire en el plástico frío, formación de gotas diminutas en la superficie, dispersión de la luz y oscurecimiento del polímero. Es un problema importante para las aplicaciones ópticas, el empaquetado, la horticultura, etc. En una dada diferencia de temperatura entre el aire y la parte de plástico, la duración del empañamiento depende de la conductividad termal del polímero. Otros materiales como el cristal están sujetos al mismo problema.
  • Desorción de aditivos o polímeros de bajo peso molecular de las partes poliméricas y su condensación en otros sitios fríos como los cristales de los coches y especialmente los parabrisas, las lentes ópticas o los aparatos electrónicos en los que la aplicación de aditivos puede causar aislamiento eléctrico. Estos problemas se suelen evitar principalmente de dos formas: eligiendo aditivos bajos en expulsiones de gas y polímeros sin monómeros ni oligómeros, o extendiendo un recubrimiento protector permanente sobre la superficie de plástico. Este fenómeno no se tomará en cuenta en este texto.

Estrategias antiempañamiento

Es un problema difícil de resolver y no hay ninguna solución universal pero se siguen múltiples estrategias, y a veces se combinan unas con otras. De entre las muchas formas de minimizar el empañamiento causado por la condensación del agua por tecnologías internas o externas citaremos las siguientes:
  • Elegir ingredientes que mejoren el rendimiento de humectación del polímero y mejoren la repelencia al agua (ésta es la técnica menos utilizada).
  • Extender un recubrimiento sobre la superficie expuesta, permanente o temporal.
  • Otra estrategia, que se puede seguir en pocos casos, es modificar el diseño del aparato.

Condensación de la humedad

Por debajo del punto de condensación, la humedad del aire se condensa y, gracias a la baja tensión superficial de los polímeros, se forman gotas sobre las superficies poliméricas. La imagen 1 muestra la formación de una gota de agua (un producto de superficie de alta tensión) en superficies de baja tensión superficial y la formación de una película de agua que contiene surfactante. El surfactante lo proporciona la solubilidad parcial de un aditivo que contiene el substrato de polímero. En este último caso, la película de agua sobre la superficie no afecta a la transparencia y no gotea. En el primer caso, el plástico repele más o menos el agua y las gotas gotean hacia otros materiales que están cerca.


Los agentes antiempañamiento son antiestáticos y atraen una película de agua a la superficie polimérica

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Imagen 1: Ejemplos de condensación de agua
Como ejemplos, la tensión de la superficie del agua se puede dividir en dos añadiendo pequeños niveles de surfactantes convencionales como el sulfato de sodio laurilo, Triton o fluorosurfactantes como Zonyl. El empañamiento por deposición de la humedad aumenta:
  • Con la diferencia de temperatura entre el aire y el polímero.
  • Con el nivel de humedad del aire.
  • En la medida en que disminuya la tensión de la superficie del polímero.
Cuanta menos conductividad termal tenga el polímero, mayor será la duración del empañamiento. La tabla 1 compara la tensión de la superficie de metales, agua y algunos polímeros.
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Tabla 1: Tensión superficial del agua y de algunos polímeros


Una solución simple: diseños especiales de plásticos
Los fabricantes o mediadores comercializan versiones antiempañamiento de muchas familias, como por ejemplo el FL 00909CC1, el antiempañamiento EVA de ExxonMobil. Ésta es la solución más simple.

Aditivos antiempañamiento

Los aditivos antiempañamiento se componen de moléculas de dos partes:
  • Una parte hidrófila que “adora” el agua.
  • Una parte lipófila larga que “adora” el substrato de polímero.
La imagen 2 muestra el ejemplo de un éster de ácido graso con:
  • Una larga cadena lipófila de -CH2- unida al polímero.
  • Una cadena final hidrófila, una función éster, atraída por el agua. En lugar de formarse gotas, el agua que contiene agentes de humectación forma una película sobre el substrato de polímero.
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Imagen 2: Acción esquemática de aditivos antiempañamiento
Los agentes humectantes migran poco a poco a la superficie en un índice controlado para mantener la humectabilidad de larga duración. Los niveles en el polímero están en un rango de menos de un 1 por ciento a unos pocos porcientos. Los agentes antiempañamiento son también antiestáticos y atraen una película de agua a la superficie polimérica que reduce la resistividad de la superficie. Los más utilizados tienen estructuras químicas éster como por ejemplo:
  • Ésteres de sorbitan de ácidos grasos.
  • Ésteres de sorbitan etoxilados.
  • Ésteres de polioxietileno de ácidos oleicos.
  • Etoxilados de alquilfenol.
  • Alcohol estearílico etoxilado.
  • Ésteres de glicerol como las mezclas de ésteres de glicerol de ácido ricinoléico o monooleato de glicerol, laurato-oleato-estearato de glicerol y mezcla de agentes no iónicos.
  • Ésteres de poliglicerol.
  • Sarcosinas N-Ácilas en las cuales el grupo del ácilo es lauroil, oleoil, o derivado de los ácidos grasos del coco.
  • Alfa (carboximetil) omega (tetradeciloxi) polioxietileno.
  • Lactato y estearoil lactilato.
  • Dimetilpolisiloxano orgánicamente modificado.
  • Ésteres no iónicos como Maklear AFL-9 de Crompton.
También hay aditivos antiempañamiento de marcas como por ejemplo:
  • ATMER 1440 de Uniquema.
  • VF 150 NB de Polyvel.
  • Finanox de Fine Organics.
  • PM 11119E4 de Techmer.
  • Pationic de Patco Additives.
  • Las mezclas básicas antiempañamiento y antiestáticas de Schulman.
Algunos productos se comercializan en forma de bolitas de mezclas básicas. Estos productos antiempañamiento se suelen proponer a menudo para poliolefina y PVC. Para el resto de las familias de los plásticos es necesario experimentar con otros productos químicos como por ejemplo:
  • Tioésteres.
  • Fosfitos como Lo203, LoAB1, PoB06, PoB16 mezclas básicas de Kafrit Ind.
  • Agentes antiestáticos seleccionados tras los experimentos apropiados.
La tabla 2 propone algunas pistas para la compatibilidad antiestática conforme a algunas familias de plásticos y propensos a tener un efecto antiempañamiento.
Para el empaquetado de comida, igual que para todos los aditivos, es necesario comprobar la conformidad de las leyes locales tales como la administración de comida y fármacos (FDA) etc. Ya que se utilizan algunas siliconas como aditivos que repelen el agua.

¿Recubrimientos temporales o permanentes?

Las mejores formas son los recubrimientos permanentes que a menudo suelen estar patentados y a veces procesados sólo por un subcontratista autorizado.Los recubrimientos permanentes pueden estar hechos según una variedad de técnicas como por ejemplo:
  • Polímeros antiempañamiento que incluyen productos antiempañamiento.
  • Polímeros solubles en agua como la ciclodextrina que contienen surfactante.
  • Oligómero de poliuretano dispersible en agua.
  • Oligómero de silicona dispersible en agua.
  • Mezcla de ácido fosfórico y partículas minúsculas de óxido. La resistencia química del substrato de polímero limita este proceso.
  • Recubrimiento de sólo varios micrómetros de grosor de polímero orgánico absorbente fijado con una cadena rodeada de productos inorgánicos. El método sol-gel se utiliza para solidificar el polímero orgánico en el inorgánico. El producto antiempañamiento Visio Antifog AF100 de Hydromer es un ejemplo.
  • El producto antiempañamiento AF 100 de Sci Cron Technologies para acrílicos, policarbonato, poliestireno, PET...
  • Polímeros de alta absorción de agua como mezcla de ácido poliacrílico, alcohol polivinilo, acetilacetona y finalmente silicato de sodio.
  • Polímeros de alta absorción de agua que contienen fluorosurfactantes y/o surfactantes convencionales.
  • Material polimerizado directamente en las partes que se quieran proteger.
  • Óxido de indio dopado con estaño depositado por “sputtering” o deposición por arco de CERAC.
  • Crystal-Coat AF 1140 de SDC, un polisiloxano altamente hidrófilo, se puede conseguir para utilizarlo sobre policarbonato y otros substratos.
  • Polimerización por plasma a baja temperatura de hexametildisiloxano.
  • Ácido fosfoximetacrilato (Phosmer) de Uni-Chemical Co. La adhesión del recubrimiento sobre el substrato de polímero es un problema importante y difícil.
Los recubrimientos temporales no siempre se pueden utilizar ya que se gastan y desaparecen con el uso y es necesario repetir el tratamiento a menudo. En algunas aplicaciones, se puede añadir el producto antiempañamiento a algún producto de limpieza, por ejemplo para cristales, anteojos etc. Se siguen principalmente cuatro estrategias:
  • Soluciones de agentes humectantes comerciales como el etileneglicol, el lavavajillas, el champú infantil, la saliva y la cera o algunas mezclas caseras.
  • Composiciones de marcas a menudo dirigidas a gafas, cristales etc. Por ejemplo: el tratamiento antiempañamiento en spray TV 310, un tratamiento semi-permanente; el spray RAIN-X y otras soluciones para tratamientos de limpieza y antiempañamiento para gafas; Crystal coat AF 1151 de SDC, una solución antiempañamiento limpiadora para usos sobre policarbonato y otros substratos.
  • Siliconas modificadas como SF 1188A de General Electric Silicones, silicona modificada con poliéter utilizada en soluciones de agua/alcohol. Las propiedades de los productos antiempañamiento se pueden mejorar con un 0,2 a un 0,7 por ciento de Glucopán o productos HP 4002.
  • Fluorosurfactantes como el Zonyl de DuPont que se utilizan a un nivel muy bajo y combinados con surfactantes comunes.
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Tabla 2: Posible compatibilidad antiestática conforme a algunas familias de plástico

Diseño especial de los objetos

Existen diseños especiales dirigidos a la supresión de las causas del empañamiento, resumimos las siguientes formas:
  • Evitando el incremento del nivel de humedad con una corriente de aire sobre la superficie expuesta al empañamiento. Esto se suele aplicar en gafas y en otros objetos ópticos.
  • Evitando o minimizando los cambios de temperatura en las superficies expuestas al empañamiento incrementando para ello el grosor del polímero que es un excelente material aislante.
  • Calentando el aparato. Por ejemplo Mirro utiliza una lámina calentadora eléctrica de poliéster super-lisa que se adhiere directamente a la parte trasera de los espejos para evitar que se empañen, etc. Las posibilidades de aplicar esta solución dependen de las normas de edificación locales.

Conclusiones

La formación de vaho en gafas, espejos, lentes, paredes de invernaderos, paquetes de productos con alto contenido de agua puede ser minimizada y en los mejores casos suprimida mediante algunas técnicas. Las más populares son el uso de:
  • Aditivos antiempañamiento como: Sorbitan y otros ésteres, fosfitos, dimetilpolisiloxano orgánicamente modificado, eteres no iónicos, aditivos antiempañamiento y mezclas básicas de marcas, agentes antiestáticos selectos…
  • Recubrimientos temporales o permanentes: polímeros antiempañamiento que incluyen productos antiempañamiento, polímeros solubles en agua o que la absorben con aditivos, derivados de siloxano, soluciones de agentes humectantes convencionales o fluorinados, composiciones de marcas...
Los diseños especiales también pueden evitar o minimizar el empañamiento disminuyendo los cambios de temperatura y humedad.

Referencias

[1] Libros y guías técnicos, artículos, sitios web: Atofina, Cerac, DuPont, Exxon, GE Silicones, Hydromer, Kafrit Ind., Mirro, Oleofine Organics, Patco Additives, Polyvel, Schulman, SCI Cron Technologies, SDC, Techmer, Uni-Chemical Co, Uniquema...
[2.2] S.GAUR S AND ALL (43rd Conference of Society of Vacuum Coaters, Abril de 2000, p. 267)Modern Plastics World Encyclopedia (2001, p. C-46