Misión cumplida: Aprendizaje finalizado

Para concluir nuestro blog, queremos agradecer a la profesora por la oportunidad brindada de crear un trabajo didáctico e interactivoo como éste. Además, por la salida a terreno a Lota, que fue una gran fuente de conocimiento y una maravillosa experiencia. Disfrutamos de formidables momentos junto a nuestros compañeros y profesores, que nunca olvidaremos.

Pedro Báez

Paloma Laval
Valeria Tampe

El carbón, el carbón, el carbón ♪

Propiedades del carbón

· Tiene capacidad calorífica inferior (17200 KJ/Kg) a la del carbón común debido al contenido en agua (43,4%) y bajo de carbono (37,8%)

· Calidad: Un carbón de calidad pobre pero uniforme puede ser preferible a otro de calidad más elevada pero variable. Aquí hay unos tipos de carbones según el rango de mejor a peor:

o Antracita

o Bituminoso bajo en volátiles

o Bituminoso medio en volátiles

o Bituminoso alto en volátiles

o Sub-bituminoso

o Lignito

o Turba

En la mina se extrae el carbón subterráneo en las llamadas “galerías” que son algo similar a pasillos donde los mineros se internan por los lados creando una especie de túneles o laberintos. Debían dejar columnas de un metro para mantener estable la estructura de la mina. El carbón en su estado natural dentro de la mina es negro y brillante y si se mantuviera más tiempo sin explotar se transformaría en el material más duro de todos, el diamante.

Formación física de una Mina

• El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad.
• Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría.(erosión)
• Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias (No utilizan el Oxigeno para su metabolismo). Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de carbonificación.
• Los geólogos estiman que una capa de carbón de un metro de espesor proviene de la transformación por el proceso de diagénesis de más de diez metros de limos carbonosos.
• Los depósitos de carbón están frecuentemente asociados con el mercurio. Hay otra teoría que explica que el carbón se forma con emanaciones continuas de gas metano en las profundidades de la tierra
• En las cuencas carboníferas las capas de carbón están intercaladas con otras capas de rocas sedimentarias o rocas metamórficas. Esto se debe a la forma y el lugar donde se genera el carbón.
• Si, por ejemplo, un gran bosque está situado cerca del litoral y el mar invade la costa, el bosque queda progresivamente sumergido, por descenso del continente o por una transgresión marina, y los vegetales muertos y caídos se acumulan en la plataforma litoral. Si continúa el descenso del continente o la invasión del mar, el bosque queda totalmente inundado. Las zona emergidas cercanas comienzan a erosionarse y los productos resultantes, arenas y arcillas, cubren los restos de los vegetales que se van transformando en carbón. Si se retira el mar, puede desarrollarse un nuevo bosque y comenzar otra vez el ciclo.
• En las cuencas hulleras se conservan, tanto en el carbón como en las rocas intercaladas, restos y marcas de vegetales terrestres que pertenecen a especies actualmente desaparecidas. El tamaño de las plantas y la exuberancia de la vegetación permiten deducir que el clima en el que se originó el carbón era probablemente clima tropical

Museo Interactivo Big-Bang

Una de las paradas de nuestro viaje fue el museo interactivo Big-Bang, donde se podía apreciar las leyes fundamentales de la física de manera interactiva y didáctica. Para comenzar la visita a este museo, nos encontramos con un personaje que representaba a Thomas Alba Edison, su forma de explicar los conceptos atrajo la atención de nosotros, lo oyentes, ya que explicaba de una manera muy interesantes y con preguntas.

Uno de los experimento que encontramos en el museo fue un sistema que representaba el TORQUE. Encontramos una barra que en un extremo tenía un peso, que se debía levantar jalando de una de las tres argollas ubicadas al extremo opuesto, en el medio estaba sujeto a tierra. Al jugar con este sistema podíamos apreciar que al colgarnos de la argolla 1, que estaba a menor distancia del eje (punto que no gira) teníamos que realizar muchísima fuerza para subir el peso, pero por el contrario al tirar de la argolla 3 , el peso subía rápidamente, al estar más alejado del eje. Podemos concluir que mientras la distancia del eje es menor, la fuerza necesaria elevar el peso es mayor y del mismo modo pero en el sentido contrario. Se puede decir que este torque es negativo, ya que gira en sentido horario.

Importancia de los avances tecnológico de la Mina

Uno de los avances tecnológicos que se encontraban en la mina de Lota " El Chiflón del Diablo" era la comunicación entre las galerías. Existía un teléfono que era de magneto blindado alemán de 1934, usado en la segunda guerra mundial, el cual se encuentra en la actualidad completamente operativo. Estas reliquias, como son este teléfono, son utilizadas actualmente para comunicar distintos puntos de la mina con la superficie. La utilidad en estos tiempos es para casos en de emergencia, por ejemplo, si ocurre alguna catástrofe, netamente turística (ya que es la única función de esta mina)estos teléfonos ubicados en puntos estratégicos de la mina podían dar aviso a la superficie y recibir ayuda necesaria. Otra función que posee es teléfono es de dar aviso de subir o bajar la jaula (ascensor) para el traslado de turistas. El teléfono se debía mantener colgado al momento de no usarse ya que era una línea única que si se descolgaba, privaba de comunicación a todos los demás teléfono, provocando un grave problema de incomunicación. Antes de la existencia este avance tecnológico, al momento de ocurrir alguna desgracia, la única forma de dar aviso a la superficie era enviar niños corriendo por un camino empinado de cerca de un kilómetro de longitud, el trámite era lento e ineficaz. Por ejemplo si un minero sufría una lesión, había que llamar a un niño para que de aviso, luego, tenía que volver con la respuesta y ayuda, en ese tiempo se perdían minutos vitales en la vida de muchos mineros, que morían a diario.

En la foto se aprecia a don Roberto Rojas, ex-minero

sosteniendo el teléfono en sus manos

Elementos Importantes de Lota

El faro

El Faro fue inaugurado el 31 de diciembre de 1894 y esta ubicado en la Punta Lutrin del Parque Isidora Cousiño de Lota (Chile). Envía flash cada 5 segundos, con

un alcance luminoso de 8 millas náuticas, su altura es de 13.5 metros (44 ft). Desde el faro se puede apreciar la bahía de Lota, el Golfo de Arauco y la Isla Santa María.

El pajarito

Era un “sistema de seguridad”, que consistía en mantener en una jaula un pajarito que por su tamaño mucho más pequeño tenía un metabolismo que reaccionaba mucho más rápido a la exposición a un gas, como el gas metano, llamado comúnmente por los mineros como gas grisú. En caso de encontrarse con fugas de este gas el pajarito moría y los mineros salían rápidamente de la mina evitando ser víctima de una inminente explosión. Generalmente había un niño vigilando al pajarito. Más adelante se creó el metanómetro que medía las concentraciones de gas metano en las galerías de las minas, que es de crucial importancia, ya que cambió radicalmente el uso de aves y la seguridad de los mineros, sobretodo de los niños.

Descubriendo la física en Lota

Ventilación Natural

Algunas de las minas, por ejemplo “El Chiflón del Diablo” poseen un sistema de ventilación natural. Consiste en que el aire entra por galería y sale por otro creando una corriente. Los niños generalmente estaban encargados de abrir

o cerrar las compuertas para mantener la ventilación, entonces el aire silba o sea “chifla” de ahí el nombre de “Chiflón”.

La Jaula

Dos ascensores paralelos, de tal modo que cuando uno esta arriba, el otro está abajo. Funciona de la siguiente manera: las personas (6 mineros pero bien apretados), se suben a la jaula que se encuentra arriba, entonces el operador de arriba da aviso que va bajando la jaula tocando la chicharra al operador que se encuentra abajo,la jaula, gracias al efecto de la gravedad baja 50 mts. Haciendo que la jaula que se encuentra abajo suba

y así sucesivamente. Durante el viaje en la jaula no se ve más que la luz que se aleja sobre las cabezas y los sonidos de impactos de gotas con ecos que no acaban.

El mecanismo que utiliza para ejecutar la acción es la llamada "polea", es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Salida a Terreno: Lota, Un mundo de contrastes.

En la salida terreno al pueblo de lota. visitamos mucho lugares celebre de este lugar, primero visitamos la mina " El Chiflón del Diablo" donde se grabó la película chilena: Subterra, luego fuimos al "Pueblito minero", donde vimos las casas de los mineros y una pulpería, para continuar visitamos El parque Isidora Goyenechea o Parque Lota que esta ubicado en una península de 14 hectáreas. Después fuimos al "Museo Histórico de Lota", que es una casa que fue construida en 1864 y para finalizar el tour por este pueblo visitamos el En el Museo Interactivo de Ciencia y Tecnología Big Bang, donde aprendimos acerca de las leyes fundamentales de la física mediante juegos.

Descubriendo la física en Lota

Nosotros en Lota logramos reconocer diversos avances científicos en el desarrollo de la actividad minera, como por ejemplo el manómetro, que es de crucial importancia, ya que cambió radicalmente el uso de aves y la seguridad de los mineros, sobretodo de los niños. Otro gran avance que notamos durante nuestro viaje por la mina, fue el incremento de ventilación, evitando las intoxicaciones de los mineros. Este cambio es notable, ya que por lo que nos contaban, anteriormente sólo había ventilación natural muy insegura.

¿Cómo un aislante térmico funciona como aislante de ANTICONDENSACIÓN?

En la imagen de abajo, se muestra cómo se comporta la temperatura a partir del tubo central (5°C) hasta la fase externa del aislante térmico, donde la temperatura es suficientemente alta al punto de no promover o favorecer más la indeseable condensación. Una vez más el concepto de conductividad térmica está íntimamente unido al rendimiento del aislante.
Productos con conductividades más altas, necesitarán de espesores mucho mayores para alcanzar el mismo resultado.
El dimensionamiento del “espesor de aislación” se realizará por el concepto de anticondensación y, se deberán aplicar barreras eficientes sobre aislantes con μ 2300, ya que la presencia de humedad en instalaciones en esas condiciones es muy significativa. Ya en situaciones de aislación de instalaciones con la temperatura sobre la temperatura ambiente, no ocurrirá ese fenómeno, permitiendo el uso de materiales aislantes con valores de” μ” más bajos.
¿ Y qué es el punto de rocío?
El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Aislantes térmicos

Son los elementos que hacen lo contrario de los conductores: intentan evitar la propagación del calor de un medio a otro


El mejor aislante térmico que se conoce es al vacío, técnicamente inviable de ser aplicado en nuestras instalaciones. El segundo material con mejor eficiencia térmica es justamente el aire, siempre que esté detenido. El aire en movimiento es un pésimo aislante térmico. La función de un aislante térmico es solamente capturar cierta cantidad de aire detenido alrededor de un objeto a ser aislado. El concepto es aplicado a los aislantes térmicos concebidos en fibras minerales, espumas de celdas semi-abiertas como el poliuretano y el poliestireno, además de las celdas cerradas como la goma elastomérica o el polietileno expandido.

Cambio de fase -> Provocado por el calor

Q = m · L
L = calor latente de fusión o evaporación

¿ Cómo se calcula el calor que pasa de un cuerpo a otro cuando cambia la temperatura?

Depende de la masa de cada cuerpo, la temperatura inicial y la sustancia de la que está hecha.

Q: Calor que se traspasa de un cuerpo a otro
m: Masa del cuerpo
ΔT: Cambio de temperatura
c: Calor específico

Q= m·ΔT·c

Curiosidades sobre la temperatura

¿Por qué si nos bañamos en agua a 25ºC tenemos sensación de frío, mientras que el aire a la misma temperatura nos da sensación de calor?

La sensación de frío tiene que ver directamente con la velocidad a la que perdemos el calor de nuestro cuerpo. El agua conduce el calor mucho mejor que el aire y hace que lo perdamos mucho más rápidamente.

¿Por qué nos encogemos cuando tenemos frío?

Al encogernos se reduce el área de nuestro cuerpo en contacto con el exterior, lo que hace que disminuya la pérdida de calor. El aire es peor conductor que los tejidos de los que normalmente está hecha nuestra ropa.

¿Cómo es posible que soplando sobre las manos podamos en unos casos calentarlas y en otros enfriarlas?

Si soplamos suavemente y con las manos cerca de la boca, el aire caliente que sale de nuestros pulmones se pone en contacto con las manos, que están a menor temperatura, calentándolas. Si soplamos con mas fuerza, y normalmente a mayor distancia, el aire de la habitación, a temperatura mas baja, se mezcla con el que sale de los pulmones y al llegar a las manos las enfría. En este último caso hay que tener en cuenta, que cuanto mayor sea la velocidad del aire, mayor será la evaporación que se produce en la capa de vapor de agua cubre la piel. Esto ayudará a provocar un mayor enfriamiento.

Ejemplos de Forma de transmición de calor

Click en la imagen para ampliar

Ejemplo de Radiación Infraroja

Formas de transmisión de calor

Conducción

• Principalmente en sólidos (metales)
  
• Se transfiere el calor de una molécula a otra (choques entre ellas)

Convección

• Principalmente en fluidos
• A través de corrientes que desplazan cantidades de materia, de zonas de mayor a menor temperatura

Radiación

• Se da en el vacío
• A través de ondas electromagnéticas (radiaciones infrarrojas)

Termometros

Vidrio Pirex resiste los cambios de temperatura
para no expandirse mucho.




















Primer termómetro creado por Galileo Galilei








· Tipos de termómetros

Termómetros de líquido

·Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son, ciertamente, los más familiares: el de mercurio se emplea mucho para tomar la temperatura de las personas, y, para medir la de interiores, suelen emplearse los de alcohol coloreado en tubo de vidrio.

·Los de mercurio pueden funcionar en la gama que va de -39 °C (punto de congelación del mercurio) a 357 °C (su punto de ebullición), con la ventaja de ser portátiles y permitir una lectura directa.

Termómetros de gas

El termómetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicación extraordinario: desde - 27 °C hasta 1477 °C. Pero es más complicado, por lo que se utiliza más bien como un instrumento normativo para la graduación de otros termómetros.

Termómetros de resistencia de platino

El termómetro de resistencia de platino depende de la variación de la resistencia a la temperatura de una espiral de alambre de platino. Es el termómetro más preciso dentro de la gama de -259 °C a 631 °C, y se puede emplear para medir temperaturas hasta de 1127 °C. Pero reacciona despacio a los cambios de temperatura, debido a su gran capacidad térmica y baja conductividad, por lo que se emplea sobre todo para medir temperaturas fijas.

Par térmico

Un par térmico (o pila termoeléctrica) consta de dos cables de metales diferentes unidos, que producen un voltaje que varía con la temperatura de la conexión. Se emplean diferentes pares de metales para las distintas gamas de temperatura, siendo muy amplio el margen de conjunto: desde -248 °C hasta 1477 °C. El par térmico es el termómetro más preciso en la gama de -631 °C a 1064 °C y, como es muy pequeño, puede responder rápidamente a los cambios de temperatura.

Pirómetros
El pirómetro de radiación se emplea para medir temperaturas muy elevadas. Se basa en el calor o la radiación visible emitida por objetos calientes, y mide el calor de la radiación mediante un par térmico o la luminosidad de la radiación visible, comparada con un filamento de tungsteno incandescente conectado a un circuito eléctrico. El pirómetro es el único termómetro que puede medir temperaturas superiores a 1477 °C.

Termómetro de Beckmann

El termómetro diferencial de Beckmann tiene una escala de 30 cm de largo, aproximadamente, con una escala total de 5 6 6 grados C. en divisiones. de 0.01 de grado. Está construido de suerte que una parte del mercurio del bulbo puede ser trasladada a un depósito de manera que lleve el extremo de la columna de mercurio a la sección graduada para las zonas de temperaturas en que se han de medir las diferencias. Se emplea sólo para medir diferencias de temperatura.

Dilatación termica

Se llama dilatación al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.

Diferencia entre temperatura y calor

Muchos piensan que estos términos significan lo mismo pero les contaremos la verdad oculta entre estas palabras:
Calor: forma de transferencia de energía
Temperatura: Representa el grado de agitación de las partículas

Como ahora se han enterado de lo que nunca se habrían imaginado, podremos inducirles a seguir aprendiendo con nosotros