Ciencias de los materiales

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

PJ-CM-43 Cemento ecológico elaborado a base de arcilla moldeable y carbonato de calcio para evitar daños a la salud y al medio ambiente .

Asesor: Karla Ivett Romero Barranco

Valeria Sánchez Bonilla, Ximena Nolasco Luviano, Cesar Gilberto Cruz Huitrón

Resumen

 

El cemento es una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y que posteriormente son molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. El producto obtenido de  moler ,rocas mejor conocidas como Clinker, convirtiéndose en cemento cuando se le agrega  yeso para que adquiera la característica  de endurecerse . Para que  q un cemento ecológico exista debe respetar un debido proceso, en el que se logra conseguir reducir en su totalidad las emisiones directas de CO2 a la atmósfera. Debe saber que un reciente estudio descubrió que el 5% del total de emisiones de CO2 de todo el planeta proviene de la industria del cemento. El cemento es un material aglutinante que presenta propiedades de adherencia y cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales sería el hidráulico es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados generalmente en hornos rotatorios a altas temperaturas y mezclados con yeso. Este es uno de los materiales más usado  por nosotros los seres humanos, siendo una de los principales contaminantes. En la construcción lo más importante es la calidad, pero al mismo tiempo que no contamine el ambiente, nuestro proyecto se enfoca evitar daños a la salud y al medio ambiente. Para poder ayudar a recuperar la vida que teníamos antes, utilizando este cemento que no dañe la salud de los humanos ni de los animales. Todos lo cementos contienen caliza  que es un gran contaminante para el planeta .

Formato a dos columnas .docx

Pregunta de Investigación

¿Será posible elaborar un cemento ecológico elaborado a base de arcilla y carbonato de calcio que ayude al medio ambiente y a la salud? P.I AUTORIZADA Y REGISTRADA

Planteamiento del Problema

El cemento industrial genera emisiones de CO2 que contaminan el medio ambiente,esto debido a los materiales con lo que se encuentra formado este cemento Oxido de calcio (CaO) aportado por la cal.

Dióxido de silicio (SiO2), el cual se encuentra en la arcilla junto con el óxido de aluminio (Al2O3) y el óxido de hierro (Fe2O3).

 Por lo que  decidimos elaborar un cemento ecológico  a base de arcilla moldeable y carbonato de calcio que no perjudican al medio ambiente emitiendo CO2 a la atmósfera

Antecedentes

Para que un cemento ecológico exista debe respetar un debido proceso, en el que se logra conseguir  reducir en su totalidad  las emisiones directas de CO2 a la atmósfera.

Debe saber que un reciente estudio descubrió que el 5% del total de emisiones de CO2 de todo el planeta vienen de la industria del cemento.

Como ya es conocido el cemento es uno de los productos más conocidos del mundo y, sin embargo, es uno de los más maltratados. Es más, se puede decir que es uno de los materiales más usados en el mundo actual.

Sin embargo, también es uno de los materiales que más afecta la salud  y el medio ambiente .

Contacto con la piel – El contacto de polvo de cemento u hormigón húmedo con la piel puede causar quemaduras, erupción e irritación de la piel. Algunas veces los trabajadores se vuelven alérgicos si han hecho contacto de la piel con el cemento durante un período de tiempo largo.

Contacto con los ojos – El contacto del hormigón o cemento con los ojos puede causar irritación inmediata o retardada en los ojos. Dependiendo de cuánto y durante cuánto tiempo ha durado el contacto del polvo con los ojos, los efectos pueden variar desde enrojecimiento hasta quemaduras químicas dolorosas.

Inhalación – La inhalación del polvo de cemento puede ocurrir cuando los trabajadores vacían los sacos de cemento para mezclar el hormigón. Al lijar, esmerilar, cortar, taladrar o demoler el hormigón, el polvo que se crea presenta los mismos peligros que el polvo de cemento. La exposición al polvo de cemento o de hormigón puede causar irritación en la nariz y la garganta. La exposición a largo plazo al polvo de hormigón que contiene sílice cristalina puede resultar en una enfermedad incapacitante de los pulmones conocida como silicosis.

Por lo que decidimos utilizar carbonato de calcio y arcilla moldeable para probar otros materiales y comprobar que tan factible sería elaborar un cemento ecológico.

A continuación presentamos la composición del cemento:

El cemento es un material aglutinante que presenta propiedades de adherencia y cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí, formando un todo compacto. Su  El cemento hidráulico es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados generalmente en hornos rotatorios a altas temperaturas y mezclados con yeso. La cocción de la mezcla se realiza a temperaturas entre 1.450 y 1.480 ºC, y la masa homogénea obtenida se denomina clinker(se forma tras calcinar caliza y arcilla ), el cual, después de ser triturado finamente, se convierte en el componente básico para la fabricación del Cemento. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del agua, presentándose un proceso de reacción química que se conoce como hidratación. Es mayormente empleado en la construcción, justamente por esa solidez que reviste como adherente y aglutinante.   nombre se deriva de caementum, que en latín significa “argamasa”, y procede a su vez del verbo caedere (precipitar). Es considerado el conglomerante más importante en la actualidad.

Hay dos tipos de cementos dependiendo de su origen: arcilloso, logrado a partir de arcilla y piedra caliza; y puzolánico, que contiene puzolana, un material aluminio silicio. La mencionada puzolana puede provenir de volcanes o de un origen orgánico. En la construcción se ha generalizado la utilización de la palabra cemento para designar un tipo de aglutinante específico que es el cemento hidráulico, de origen puzolánico, debido a que es el más comúnmente utilizado. Componentes principales del cemento

La composición química de las materias primas utilizadas en la fabricación del cemento hidráulico está compuesta por varios elementos como son:

Oxido de calcio (CaO) aportado por la cal.

Dióxido de silicio (SiO2), el cual se encuentra en la arcilla junto con el óxido de aluminio (Al2O3) y el óxido de hierro (Fe2O3).

Propiedades de la arcilla:

Los materiales de arcilla se pueden utilizar para una gran variedad de aplicaciones. Pueden emplearse en paredes, fachadas y cubiertas, así como jardines, terrazas y espacios abiertos.

-Eficiencia energética

Debido a sus excelentes propiedades de aislamiento, los materiales cerámicos para la construcción ayudan a reducir el consumo energético de los edificios.

-Durabilidad

Los materiales de arcilla son robustos, estables y, como resultado, especialmente durables; su vida útil es más de 100 años.

-Estética

Los ladrillos de arcilla y los azulejos son de naturaleza estética y versátil. Gracias a una amplia gama de colores, formas disponibles y superficies, el número de posibles diseños y variaciones es casi ilimitado.

-Economía

Un edificio hecho de ladrillo se puede construir con rapidez y flexibilidad, esto ahorra tiempo y dinero.

Objetivo

Elaborar un cemento  ecológico elaborado a base de arcilla y carbonato de calcio que ayude al medio ambiente y a la salud

Justificación

Hemos decidido producir un Cemento ecológico  elaborado a base de arcilla moldeable y carbonato de calcio para evitar daños a la salud y al medio ambiente , ya que hemos observado que estos materiales ayudan a disminuir la cantidad de CO2 que equivale al 5% de emisiones totales que produce la industria del cemento en cambio, el cemento ecológico contribuye a contrarrestar el 2% de emisiones de CO2 al año.

Hipótesis

Si logramos elaborar un cemento a base de arcilla moldeable y carbonato de calcio entonces podremos ayudar al medio ambiente a reducir las emisiones provocadas por algunos químicos y a su vez disminuir los problemas de salud provocados por la inhalación de dichos químicos.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

  1. Cemento blanco medio kilo 
  2. Cáscaras de huevo  
  3. Maizena 
  4. Colorante
  5. Bicarbonato de sodio
  6. 1  250ml de agua de llave  fría
  7. Cacerola de metal 
  8. Bolsa de plástico
  9. Vaso de precipitado 
  10. matraz 
  11. Agitador 
  12. Mechero 
  13. Soporte 
  14. Rejilla
  15. Mortero

Procedimiento de carbonato de calcio:

  1. Abrir el huevo y solo dejar las cáscaras
  2. Lavar las  cáscaras de huevos  
  3. Ya que estén completamente secos  a temperatura ambiente
  4. Empezar a moler en el mortero
  5. Ya que este hecho polvo está 
  6. listo

 

Procedimiento de arcilla moldeable:

  1. Mezclar una 130 gr de maizena  junto con dos tazas de bicarbonato de sodio y 1 250 ml  de  agua de la llave  fría en una cacerola de metal hasta que quede una consistencia acuosa agregar el colorante .
  2. Pasar a una olla y llevar la solución  a fuego lento por 5 minutos máximo hasta que tenga una consistencia pegajosa y espesa pasar a un refractario para cubrirlo con una servilleta.
  3.  Amasar con las manos,cuando ya no se pegue a las manos pasar a una envolver en una bolsa de plástico
  4. listo

Galería Método

Resultados

El resultado que obtuvimos  es ,un  cemento  ecológico , resistente  de color claro con poco desprendimiento de gases ,el cual  no daña el ambiente ni la salud  de los seré humanos, barato y fácil de elaborar durante el experimento obtuvimos medio kilo de cemento ecológico el cual lo utilizamos en tapar el agujero de un piso.

LONA

Cemento ecologico.ppt

VIDEO DE LA EXPOSICIÒN

Procedimiento

Galería Resultados

Discusión

De acuerdo a los resultados obtenidos nos pudimos percatar de que los humanos nos merecemos una mejor calidad de vida en cuestión de el material con el que se construye, considerando que el precio del producto en el mercado es el doble económicamente del que nosotros elaboramos comparando el producto elaborado  ,también tiene una mayor resistencia que el resto de los cementos., desprende una cantidad menor de gases colaborando con la salud y el bienestar en la salud de las personas que elaboren el cemento nuestro producto tiene un color que no solo se puede usar para construcciones sino también para manualidades

Conclusiones

El cemento  ecológico si es útil y funcional para evitar daños crónicos y agudos, dentro del organismo de los seres humanos y a nivel medioambiental mucho mas empático .

Bibliografía

https://www.calcinor.com/es/actualidad/2018-05-28/aplicaciones-carbonato-calcio/https://content.statefundca.com/safety/safetymeeting/SafetyMeetingArticle.aspx?ArticleID=287#:~:text=Los%20efectos%20nocivos%20para%20la,e%20irritaci%C3%B3n%20de%20la%20piel.https://materialesceramicosblog.wordpress.com/2017/05/15/procesos-de-fabricacion-del-cemento/#:~:text=Desprende%20r%C3%A1pidamente%20una%20gran%20cantidad,alta%20temperatura%20y%20alta%20h%C3%BAmeda.https://materialesceramicosblog.wordpress.com/2017/05/15/procesos-de-fabricacion-del-cemento/http://cetesa.com.co/que-es-el-cemento-y-cual-es-su-composicion/https://www.cemex.com/es/productos-servicios/productos/cemento.https://content.statefundca.com/safety/safetymeeting/SafetyMeetingArticle.aspx?ArticleID=287#:~:text=Los%20efectos%20nocivos%20para%20la,e%20irritaci%C3%B3n%20de%20la%20piel.https://www.cemex.com/es/productos-servicios/productos/cemento.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography