lunes, 7 de enero de 2019

Monòmer, polímer, plàstic i additius


Un monòmer és un compost de química orgànica, que bàsicament està format per molècules amb àtoms de carboni i hidrogen. Els polímers tenen origen orgànic, és a dir, el seu principal component és el carboni, es formen amb macromolècules les quals es construïen  amb la repetició de molècules senzilles denominades monòmers. Els polímers poden ser de tres tipus:
  • Naturals si la seua procedència és d’origen animal o vegetal.
  • Artificials quan es modifiquen les propietats d’un polímer natural en el laboratori.
  • Sintètics els monòmers es fan reaccionar per a formar polímers.
Els plàstics són polímers formats per milers de molècules que contenen carboni, hidrogen i altres elements com oxigen, nitrogen, fluor, clor, sofre, entre altres; als quals  se les afegeixen  a additius per a millora les seues propietats. La majoria dels plàstics s’obtenen a partir dels combustibles fòssils però cada vegada es fabriquen més  a partir de polímersnaturals com del midó i es creen plàstics biodegradables.Per millorar les qualitats dels plàstics, s'afegeixen diferents components. D’aquesta forma s’obtenen plàstics específics per a les de les necessitats de cada indústria. A continuació teniu numerats els tipus d’additius:
  • Absorbidors de llum: S'empren en productes plàstics quan es desitja incrementar la seua vida útil.
  • Antibacterians: Evita que diferents bacteris habiten i creixin al material.
  • Antiestàtics: Eviten la formació i acumulació de càrregues estàtiques.
  • Antioxidants: Per a evitar la degradació tèrmica durant l’extrusió (donar forma a un massa).
  • Càrregues: Són substàncies minerals que s’afegeixen en gran proporció per millorar algunes propietats de les resines com la resistència mecànica o la tenacitat i abaixar e preu de cost. Poden ser: el talc, la mica, l’amiant, la fibra de vidre, el ciment, el grafit, metalls en pols, etc.; o vegetals, com la farina de fusta, el paper, el cotó, etc.
  • Desemmotllants: Són substàncies orgàniques que faciliten el desemmotllament de le peces de plàstic.
  • Escumants:: Creen en el producte final una estructura d'escuma aïllant, ajudant així estalviar energia tèrmica i a més, economitzen combustible i redueixen els costos de transport.
  • Estabilitzants: Són els agents destinats a assegurar les seues propietats inicials i a evitar les causes i els efectes de les degradacions. Molts són sals orgàniques de metalls i alguns resulten altament contaminants, per la qual cosa no es poden utilitzar per als plàstics alimentaris.
  • Lubricants: s’utilitzen per facilitar la manipulació en la maquinària durant el procés de transformació. Es fan servir en quantitats molt petites, inferiors a un 2%.
  • Pigments: Poden ser minerals, inorgànics, orgànics o tints que o bé s’incorporen a
  • l’estructura molecular, o bé pigments que se situen en els espais que deixen lliures les molècules. Serveixen per a donar color al plàstic.
  • Plastificants: Els plastificants s’afegeixen a un polímer per a millorar el seu processat i la seua flexibilitat, aquests poden disminuir la viscositat del polímer en estat fos això com el mòdul elàstic i la temperatura de transició vítria.
  • Retardadors de flama: S'utilitzen per a reduir la inflamabilitat d'un material o per a demorar la propagació de les flames al llarg i a través de la superfície del plàstic.
Per a obtindre més informació consulteu el següent vídeo:





Petroli. Obtenció de la materia primera dels plàstics

El següent vídeo ens fa una introducció del materials que s'obtenen dels plàstics.


Avui dia la majoria dels plàstics es fabriquen a partir del petroli que és la base per elaborar molts productes però només el 4% es transforma en plàstic. El petroli cru no te cap utilitat, aquest patirà una sèrie de transformacions fins a obtenir altres productes més útils. Aquest procés s’anomena refinació i consta de dos processos bàsics:
  • La destil·lació fraccionada: és un procés físic utilitzat en química per separar barreges de líquids mitjançant la calor, i amb un ampli intercanvi calòric i màssic entre vapors i líquids. El procés consisteix a escalfar el cru fins a l’evaporació, per refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades en funció del seu punt d’ebullició.Es comença escalfant el petroli a un forn a uns 360ºC. Les fraccions gasoses com el butà i el propà se’n van cap a dalt quan estan a 80ºC, i la resta de fraccions com el querosé i les benzines són extretes a diferents nivells segons el seu punt d’ebullició.La fracció que resta líquida a 350ºC s’escalfa en un forn a 400ºC i s’introdueix a la torre de buit , per destil·lar-lo novament. Així, s’obtenen diferents materials a cada nivell diferent (a la part superior el gasoil, i a diferents altures naftes, querosè, olis i fuel), i al fons de la torre hi queda un residu del qual si és tractat, podem obtenir olis i asfalt.Consisteix en posar el petroli en un gran dipòsit vertical anomenat columna de fraccionament que s’escalfa fins que bull (350-400ºC). Cadascuna de les substàncies es podrà extreure a una determinada alçada de la columna. Amb aquest procés s’aconsegueix separar el gasoil, el gas, l’èter de petroli, la benzina i el quitrà. La benzina és el més important per a l’elaboració dels plàstics.
  • Craqueig: És la descomposició d’hidrurs més pesants com els olis i els fuels, per obtenir-ne de més lleugers (benzines). Normalment aquest procés es fa a temperatures i pressions elevades (craqueig tèrmic) tot i que a vegades també es fa amb la presència de catalitzadors químics (craqueig catalític). S’aplica a la benzina i s’aconsegueix separar encara més els seus components. Ara tindrem etilé, propilé, estiré, .... que seran les molècules de partida per a sintetitzar els plàstics.



Tots els plàstics tenen una característica comuna: estan fets de molècules gegants i cada molècula pot estar formada per centenars de milers d’àtoms units formant una llarga cadena. Normalment la cadena principal està formada per àtoms de carboni. Els plàstics són, per tant, materials orgànics constituïts per macromolècules. Només es consideren plàstics els materials que poden ser emmotllats en calent i mantenen la forma un cop freds. Els plàstics es produeixen per transformació de substàncies naturals o per síntesi a partir de productes extrets del petroli, del gas natural o del carbó. Tots aquests productes tenen Carboni i Hidrogen i de vegades Oxigen, Nitrogen i Sofre. Combinant aquests elements obtenim unes molècules molt llargues, anomenades macromolècules. Aquestes molècules gegants s’han format a partir de la unió de molècules més petites. La molècula final és un polímer i les molècules petites inicials són monòmers.

La millor forma de reciclar és reutilitzar

El reciclatge al nostre país no acompleix els  objectius establerts per la Comunitat Europea recollits en el paquet sobre economia circular, la qual marca un reciclatge del 65% dels residus municipals per l’any 2030 i un 75% en el cas específic dels envasos. Les xifres a escala mundial són encara més alarmants: el 72% dels envasos utilitzats no es recuperen i van a parar directament al medi, mentre que el 14% van a incineradores i la resta, gairebé un 15% a reciclatge, segons dades de la recent publicació de la Fundación Ellen MacArthur. Concretament en el reciclatge d’envasos, gran part d’aquests residus no són reciclables.


La baixa taxa actual de reciclatge dels residus plàstics és deguda a l’existència de tres barreres: la dificultat de la identificació i separació de polímers, la qualitat dels plàstics reciclats i la rendibilitat econòmica que suposa l’activitat. A més, la indústria del reciclatge genera un impacte ambiental que cal també tenir en compte, ja siga amb l’emissió de gasos altament contaminants com amb la generació de residus perillosos. Per diverses entitats ecologistes, la millor opció és la reutilització dels envasos i la reducció del consum del plàstic. O siga, rebutjar els productes d’un sol ús i promoure la reutilització d’envasos perdurables.
Les recollides selectives domèstiques més nombroses són la matèria orgànica amb un 10,1% del total de la recollida selectiva bruta, el paper i el cartó amb un 7,1%, un 4,5% de vidre i envasos amb un 3,7%. La resta de recollida selectiva respon a altres materials com poda, runa, tèxtil i altres residus específics. Aquests residus aniran a una planta de triatge, selecció o recuperació. Allà és on es validaran els residus, es separaran els materials impropis a reciclar (rebuig) i s'agruparan per tipologia, per després passar a les plantes de reciclatge.
L'objectiu de la recollida selectiva és reunir segregadament els residus per possibilitar així el seu reciclatge i la fabricació de nous productes i evitar que es destinen a abocadors o incineradores. Malgrat això, dels 2,27 milions de tones de residus no reciclats (fracció resta), el 35,72% han anat a parar a plantes incineradores i el 64,28% a dipòsits controlats.
A l'estat espanyol hi ha 95 plantes de triatge o selecció d'envasos, de les quals 13 estan a Catalunya. La planta de triatge dels envasos lleugers –o siga, d'aquells residus que es poden trobar als contenidors grocs– és l'encarregada de separar els tipus d'envasos com a mínim en tres fraccions: metalls (acer i alumini), plàstics (PET, PEAD, paper plàstic i plàstic mescla) i brics. Per exemple i tal com explica l'empresa Ecoembes: una ampolla d'aigua és un exemple de plàstic PET; una llauna de conserves és un exemple de metall i una bossa de patates fregides de plàstic mescla
Del total dels residus que van a parar als contenidors grocs, només el 69,3% són envasos que van a parar a les plantes de reciclatge, segons dades de l'ACR. Cal indicar que aquests residus són els que més residus impropis generen. En altres paraules, el 30,4% de residus que van a parar als contenidors grocs no són reciclables. Per què? Doncs pot haver-hi diversos factors que condicionen aquest procediment, però gran part de l’explicació ve donada perquè molts residus plàstics no són reciclables per generar un material de qualitat.
Un cop a les plantes de reciclatge, els envasos plàstics es poden reciclar i convertir-se en nous productes, com les bosses de plàstic, el mobiliari urbà, senyalització o altres envasos. Per aconseguir això, el procés de reciclatge 
es serveix de dos mètodes: el mecànic i el químic. En el procés mecànic els envasos es trituren i es fonen per aconseguir una nova matèria de la qual se'n fabricaran els productes reciclats. Aquest mecanisme és el que menys qualitat de material genera i el que ha portat més descrèdit del plàstic reciclat entre els fabricants. L'altre procés és el químic i consisteix a reduir els plàstics als seus constituents químics bàsics per poder repolimeritzar-se novament i esdevenir plàstics. Aquest procés de recuperació, a diferència del reciclatge mecànic, manté la qualitat del polímer.
Els costos dels processos de reciclatge depenen molt del preu del petroli (una de les 
seves matèries primeres) i dels costos de transport, però en molts casos resulten superiors als del material verge, segons dades extretes dels estudis de Pere Roure.
Ambdós processos tenen un impacte ambiental alt, ja que són indústries que generen gasos nocius, que provoquen l'efecte hivernacle i també processos d’acidificació, així com residus contaminants del sòl i de les aigües residuals, entre altres. Tot i això, en termes generals, el reciclatge pot generar menys contaminació que la incineració d'aquests tipus residus, malgrat que se'n enere volum energètic.
Segons dades de l'ACR, l'any 2011 la demanda de materials plàstics dels 27 països de la Unió Europea va ascendir a 47 milions de tones, que es destinen principalment per a la manufactura d'envasos i embalatges (40%), seguit d'altres mercats, com són materials de construcció, components d'automòbils i equipaments elèctrics i electrònics, entre d'altres. Segons les últimes dades de CICLOPLAST, l'any 2009 es van reciclar 483.000 tones de material plàstic a l'estat espanyol. Això representa prop del 16% del consum total de material plàstic (3.100.000 tones). A priori, aquesta és una dada que ha d'augmentar, ja que hi ha el compromís de promoure l'ús de matèria reciclada des de diverses institucions i organismes. Però cal recordar que la contaminació que provoquen els plàstics d'un sol ús no es resol només amb el reciclatge. Una contaminació que va més enllà de la que se'n deriva de la gestió d'aquests residus, ja que hi ha milers de tones de plàstics escampats per arreu del planeta. Segons dades de l’organització Seas at Risk, el 10% de residus plàstics acaben embrutant els mars i oceans. Només a Europa es calcula que 100.000 tones de plàstic arriben al mar procedents de les costes.
Tal com apunta l’entitat “Plastic Pollution Coalition”, el reciclatge del plàstic no és una solució sostenible, ja que com s'ha exposat la matèria reciclada té un elevat cost (a diversos nivells) i no frena la necessitat de produir més plàstic verge. És essencial comprendre que la contaminació per plàstic no es resoldrà mitjançant el foment de reciclatge. La contaminació del plàstic és el resultat d'una cultura d'un sol ús. Perpetuar el mite de reciclatge de plàstic crea una cortina de fum que es retarda l'adopció de solucions eficaces i sostenibles, com ara la responsabilitat del productor i l'eliminació de plàstics d'un sol ús.
La reducció de l'ús del plàstic i la reutilització són dues de les accions que més canvis podria generar en la contaminació per aquest tipus de residus. De fet ja hi ha diverses iniciatives en l'àmbit de la reutilització com la campanya "Residu Zero", l'ecodisseny o les estratègies de redisseny en les innovacions empresarials.


miércoles, 12 de diciembre de 2018

La tecnologia i la Intel·ligència Artificial

La tecnologia i la Intel·ligència Artificial
La tecnologia és la ciència que s'aplica per donar solució als problemes que es presenten en la societat, en diferents sectors i s'utilitza per desenvolupar alternatives que puguen ajudar que les persones arriben a tenir una millor vida a tota mena d'aspectes. La intel·ligència artificial (IA) és una part de la informàtica, dedicada al desenvolupament d'algorismes que permet a una màquina prendre decisions intel·ligents o, si més no, comportar-se com si tingués una intel·ligència semblant a la humana.
La definició més estesa d’intel·ligència és la de John McCarthy (1995), que afirma que "és fer que una màquina es comporte d'una manera que seria considerada intel·ligent en un humà". En el següent vídeo presenta la Unitat de Desenvolupament Tecnològic en Intel·ligència Artificial (UDT-IA) que pertany a l’Institut d'Investigació en Intel·ligència Artificial (IIIA-CSIC) del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC).La UDT-IA té com a objectiu la transferència de coneixement dels resultats de la recerca del IIIA-CSIC a la societat, promovent i gestionant la col·laboració amb empreses i organitzacions innovadores que vulguen incrementar el valor dels seus productes i serveis.





La intel·ligència artificial és la intel·ligència exhibida per les màquines. Dit d’una altra manera, és una part de la informàtica, dedicada al desenvolupament d’algoritmes que permetin a una màquina prendre decisions intel·ligents. Segons John McCarthy, creador del terme intel·ligència artificial, “és fer que una màquina es  Perquè els humans som incapaços de processar tota aquesta enorme quantitat d’informació en el nostre cervell. Però en canvi, som capaços de transferir totes les nostres coneixements (i els coneixements de molta gent) a una màquina. Passem hores i hores davant d’un ordinador programant un seguit d’ordres perquè la computadora sigui capaç no només d’acumular dades sinó també d’establir-hi associacions. Fins i tot, podem programar les màquines perquè sàpiguen improvisar. Però si bé aquestes màquines que hem creat són intel·ligents, podem crear una intel·ligència superior? Podem crear una intel·ligència més gran a la nostra sense tenir nosaltres aquestes capacitats superiors que li hem atorgat als ordinadors? Arthur Samuel, pioner en el camp de la intel·ligència artificial, es va fer la mateixa pregunta.
Ens remuntem a l’any 1956. Samuel es va proposar un objectiu: crear una màquina que fos capaç de guanyar-lo jugant a les dames, un joc ben simple però molt estratègic. Així doncs, havia d’ensenyar a la màquina no només les bases dels moviments de les fitxes sinó l’estratègia per guanyar les partides. Tot i això, com a màxim podria arribar a saber-ne tant com ell. La solució? Que la màquina jugués contra si mateixa i que aprengués de les seves pròpies jugades per millorar-les. D’aquesta manera, el seu programa va guanyador el campió de dames de Connecticut, quart millor del país,  i Arthur Samuel va ser anomenat el pare de l’aprenentatge automàtic. Tot i això, tots els descobriments de Samuel no existirien sense el pare de la informàtica moderna, Alan Turing, que el 1936 va crear la primera màquina capaç de realitzar qualsevol càlcul prèviament definit. Potser el seu nom us resulta més familiar pel Test de Turing (o per la pel·lícula The imitation game amb Benedict Cumberbatch).  Turing,  en el seu test, proposava un experiment, un “joc d’imitació” per definir un estàndard que permeta anomenar “intel·ligent” a una màquina: afirmava que un ordinador “pensava” si era capaç d’enganyar un interrogador i fer-li creure que estava conversant amb un humà. El test va sortir a la llum el 1950, quan Turing va publicar l’article Computing Machinery and Intelligence a la revista Mind.

El 1956 es va teoritzar que a la dècada dels 70 viuríem rodejats d’intel·ligència artificial. Va ser la primera vegada que es va emprar aquest terme, que va sorgir de John McCarthy, Marvin Minsky i Claude Shannon a la conferència DarthMouth Summer Resarch Conference on Artificial Intelligence. Tanmateix, fins a arribar als 90 les empreses no van començar a invertir en aquest camp. Amb IBM el 1997 la computadora Deep Blue va guanyar ni més ni menys a Gari Kaspárov, campió del món d’escacs. El 2001, una altra màquina d’IBM, Watson, va guanyar als dos millors concursants del programa de televisió Jeopardy. Però què comportava que Watson guanyés? Volia dir que prèviament havia hagut d’estudiar 200 milions de pàgines que havia processat el seu sistema, després les havia hagut d’entendre, respondre-les i escollir les categories i les apostes depenent de manera estratègica.El futur de la intel·ligència artificial és encara més ambiciós. Els robots capaços de pensar per ells mateixos, captar les emocions i, en definitiva, actuar gairebé com una persona podrien deixar de ser ciència-ficció d’aquí unes quantes dècades. La literatura i el cinema sempre hi han somiat, però en un futur ja no tan llunyà els replicants imaginats per Philip K. Dick -portats a la gran pantalla per Ridley Scott en la mítica Blade runner - poden ser una realitat. Tot està evolucionant ràpidament. Hi ha gent que pensa que els robots ja poden fer tot el que fa una persona. I no, encara no poden. Però ens hem de preparar per al dia que sí que ho puguen fer. Davant la manca de legislació europea en matèria d’intel·ligència artificial, el Parlament Europeu ha alertat dels perills d’aquest buit legal. Els eurodiputats tenen previst aprovar dijous un informe en què demanen a la Comissió Europea (CE) que impulse una normativa per a la indústria robòtica i que es creï una agència europea d’intel·ligència artificial. “La revolució tecnològica és més ràpida del que ens imaginàvem quan va començar. Per això demanem a la CE que llança un debat per preparar-nos per a un futur en què els robots seran més independents i intel·ligents”.S’ha de tindre en compte que La intel·ligència és un fenomen que NO apareixerà de cop en las màquines ni per iniciativa d’aquestes  Els progressos en IA són el resultat d’una acumulació sostinguda de  milers de millores incrementals  Els robots no es “despertaran” tot de cop i seran realment intel·ligents,  molt menys super-intel·ligents i conscients  Molts dels sistemes actuals de IA (específica) ja són superiors a nosaltres en molts aspectes. En qualsevol cas, l’autonomia tampoc arribarà espontàniament: som nosaltres els que decidim el grau d’autonomia d’un sistema. La pregunta és: ¿Volem deixar en mans de sistemes autònoms decisions que poden afectar significativament les nostres vides?