Un termo es un recipiente contenedor, generalmente de liquidos, que tiene la capacidad de mantener la temperatura de su contenido por un periodo de tiempo




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fecha de publicación31.10.2015
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PRODUCTO:


TERMO
DESCRIPCION: Un termo es un recipiente contenedor, generalmente de liquidos, que tiene la capacidad de mantener la temperatura de su contenido por un periodo de tiempo.
FORMA DE USO: Abrimos el termo, desenroscando la tapa plástica. Vertemos el liquido a la temperatura a la cual queremos mantenerlo, y volvemos a cerrar la tapa. La tapa posee un mecanismo vertedor, estilo botón. Posee una tapa exterior que sirve a su vez de vaso contenedor.
FUNCIONAMIENTO: Este objeto usa la propiedad de aislante térmico del vacio para lograr la estabilidad térmica de su contenido. El vacio no conduce calor en absoluto, ya sea por convección, conducción o radiación. Entonces se crea vacio entre la superficie interior del termo (la que esta en contacto con el contenido) y la exterior. El único punto que hace que este objeto no sea un aislante térmico perfecto, es la juntura de ambas superficies (la interior con la exterior), que generalmente se produce en la tapa. Esta juntura de superficies produce una minima conducción térmica, lo que se traduce en una fuga o infiltración de energía calórica desde o hacia el interior.
PARTES: - Recipiente metalico

- Tapa plástica con mecanismo vertedor

- Tapa exterior, con exterior metalico e interior plástico
MATERIALES: - Acero inoxidable

- Polipropileno


IMAGEN:







CUESTIONES QUIMICAS

COMPOSICIÓN QUIMICA Y RECONOCIMIENTO DE MATERIALES:

(elementos químicos que componen al producto, proporción, tipo de material, comportamiento de materiales)


El cuerpo principal del producto esta compuesto por acero inoxidable, resultado de una aleación entre tipos de

Metales para obtener uno nuevo con nuevas propiedades mecánicas, físicas, químicas y organolépticas.

En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. El acero inoxidable es resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Sin embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno.

Por otro lado tenemos el polipropileno de la tapa, siendo un polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos.



FORMULA QUIMICA:

(en el caso de que la o las tenga según la cantidad de materiales que lo compongan)

Acero: El acero inoxidable es un sólido formado por hierro y carbono, para hacerlo inoxidable se necesita por lo menos que el 10,5% sea cromo. Siendo una mezcla homogénea no tiene una formula química definida.

Polipropileno: Por su mecanismo de polimerización, el PP es un polímero de reacción en cadena ("de adición" según la antigua nomenclatura de Carothers). Por su composición química es un polímero vinílico (cadena principal formada exclusivamente por átomos de carbono) y en particular una poliolefina.






UNIONES QUIMICAS Y ESTADO DE AGREGACION DEL MATERIAL:

(covalentes, ionicas o metalicas) (SOLIDO (QUE TIPO), LIQUIDO (QUE TIPO), GAS)

La tapa:
El PP presenta una unión química COVALENTE dado su carácter de plástico, pudiendo ser Típico o No Polar, Polar o Dativo.

Los polímeros son compuestos orgánicos a base de carbono, hidrogeno y otros elementos. Posee una estructura molecular muy grande por lo cual obtiene el nombre de macromolécula. Posee baja densidad y es flexible y fácilmente conformable por procesos simples.

En temperatura ambiente se comporta como un sólido y en temperatura de moldeo es decir temperatura elevada se comporta como liquido.
Cuerpo del termo:
El acero presenta una unión química metálica, siendo una aleación homogénea entre acero y carbono.

Es excelente conductor del calor y la electricidad y es un material pesado por su alta densidad. Es del tipo férreo.

En temperatura ambiente se comporta como sólido y en temperatura de moldeo o muy elevada se comporta como liquido.


FUERZAS INTERMOLECULARES Y FUERZAS DE ATRACCION:

(en el caso de que forme, cuales son, como las forma y porque, etc)


Tapa de PP: este polímero esta conformado por una polimerización de condensación. Debido a que presenta una carga polar, solo manifiesta interacciones eletrostaticas y fuerzas de van der waals.

Ambas son de naturaleza electroestática es decir de atracción o repulsión de cargas electricas. Aunque en las últimas participan cargas neutras.

Fuerzas de Van der Walls: se produce por el mismo motivo que las fuerzas de london, es decir por afinidad química por ser moléculas similares van a estar atraídas entre si. Sustancias similares, de compuestos similares, van a atraerse entre si.


Cuerpo de acero: presenta fuerzas de london, dipolo-dipolo. Estas fuerzas son formadas por su capacidad como conductor eléctrico, es decir por las cargas que brindan sus electrones. Por estas razones debido a su polaridad se siente atraído hacia otras moléculas similares por lo que establece relaciones electricas y magnéticas.


CARACTERISITICAS QUIMICAS:

(que tipo de sustancias puras o compuestas o sistemas homogéneos o heterogeneos son, propiedades intensivas y extensivas que posee, porque y como, etc)



Simples: -
Puras

Compuestas: PLASTICO (PP)
Sustancias

Homogéneas: Metales (ACERO), vidrio, papel, telas


Mezclas



Heterogéneas: Madera, cerámicos, cuero



PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

PROPIEDADES FISICAS:


TERMICAS: El recipiente al ser de acero tiene una muy buena conductividad térmica. Para lograr la funcionalidad del objeto, esta conductividad termica entre la superficie interior y la exterior es anulada por acción del vacio, el cual no deja que el calor pase de ninguna manera. Esto nos permite poder tomar el termo con la mano sin quemarnos en caso que el contenido este caliente.

Por el contrario, la tapa plástica no es buen conductor térmico, haciendo que si por accidente la tocamos o intentamos abrirla después de que el contenido caliente haya fluido por esta, no nos quememos las manos.
ELECTRICAS: El acero es muy buen conductor eléctrico, pero este objeto no esta pensado para trabajar con potenciales eléctricos. Cabe destacar que hay que tener cuidado de no poner en contacto el termo con nada que tenga un potencial eléctrico ya que habría riesgo de descarga al ser humano o de provocar un corto circuito.

La tapa plástica, en cambio, es un aislante eléctrico.
MAGNETICAS: El cuerpo del termo al ser de un material ferro magnético posee propiedades magnéticas, no asi la tapa plástica. Esta propiedad no es significativa en el diseño del objeto ya que el mismo no esta pensado para estar bajo la presencia de ningún campo magnetico.
OPTICAS: El acero inoxidable del recipiente es un material opaco, muy brilloso y con el color gris característico del acero, permitiendo ver en algunos caso las betas de la superficie mecanizada.

La tapa plástica es un material opaco con cierto brillo. Puede pigmentarse y lograr distintos colores.


PROPIEDADES MECANICAS:


TENACIDAD: Tanto el acero del cuerpo como la tapa plástica soportan esfuerzos bruscos sin presentar deformaciones, dándole una robustez importante al producto final.
DUREZA: Ambos materiales presentan una gran resistencia a la penetración, siendo materiales duros. Esta propiedad, tanto como la tenacidad, es de gran importancia en el diseño de este objeto, ya que si fuese vulnerable a los golpes o a la penetración no seria de gran utilidad.

FRAGILIDAD: Ambos materiales son muy resistentes a choques o esfuerzos bruscos, preservando el contenido que lleva dentro.
ELASTICIDAD: Ambos materiales presentan un limite elástico, en el acero muy próximo al limite plástico, no asi en el plástico de la tapa, el cual se aleja un poco del mismo.
PLASTICIDAD: Si bien ambos materiales tienen un limite plástico, este se nota luego de aplicar una fuerza muy grande en los mismos.
DUCTIBILIDAD: Esta propiedad solo se aplica al acero y resulta muy ductil, de hecho este objeto tiene forma de ducto o de caño.
MALEABILIDAD: Tambien se aplica solo al acero por ser un metal, y es un material maleable.



PROPIEDADES QUIMICAS:

Propiedades químicas presentes en el acero:
La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y de la presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo también en menor medida de la tem­peratura y zonas de contacto. Distinguimos fundamentalmente dos reacciones: oxidación y corrosión.
De degradación: no es un material biodegradable sino mas bien un material que esta preparado para soportar mucho tiempo el desgaste de la intemperie y otros agentes que puedan llegar a entrar en contacto con el.
Corrosión: Podemos definir la corrosión como el deterioro que sufre un material (habitualmente un metal) en sus propiedades debido a una reacción con el medio. Si se pretenden comprender los métodos de control de la corrosión es necesario describir primero en un cierto grado de profundidad las reacciones y los factores que influyen en el fenómeno. El fenómeno corrosión puede ser definido también como el deterioro de los materiales, a causa de alguna reacción con el medio ambiente en que son usados. Este fenómeno no siempre involucra un cambio de peso o un deterioro visible, ya que muchas formas de corrosión se manifiestan por un cambio de las propiedades de los materiales, disminuyendo su resistencia. Corrosión es un proceso de destrucción o deterioro electroquímico de un metal por acción y reacción de éste con el medio que lo rodea (reacciones de oxidación y reducción simultánea).
Oxidación:

La oxidación se produce cuando se combina el oxigeno del aire y el metal. La oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa del metal y protegien­do a las capas interiores de la llamada oxidación total. El óxido no es destructivo

PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS:


SENSORIALES: El cuerpo de acero al ser un muy buen conductor térmico da la sensación de frio al tacto, no asi la tapa plástica dando una sensación calida.
BIOCOMPATIBILIDAD: Es de gran importancia esta propiedad, ya que el objeto estará en constante contacto con sustancia que luego ingerirá el usuario en su organismo, por lo cual ninguno de los dos materiales debes ser toxico o traer complicaciones sanitarias.
ERGONOMICA: Analizando el objeto en su totalidad podemos decir que cumple con medidas ergonómicas de un percentil muy general, ya que nadie que usa un termo le resulta incomodo.


CONCLUSIONES DEL AREA QUIMICA


EL análisis de este producto no muestra que el acero por sus propiedades mecánicas y físicas es perfecto para aislar la temperatura de un líquido, y al mismo tiempo un material que no se deforma por su acción. No solo se mantiene firme ante la mínima variación de temperatura sino también es resistente a golpes posibles por error humano.

En cuanto a la tapa que es un material plástico conocido como PP o polipropileno mantiene las propiedades mecánicas básicas para lo que esta diseñado. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. También tiene una gran dureza y elevada resistencia a las deformaciones térmicas. Buenas propiedades de aislamiento eléctrico y elevada resistencia a la intemperie.


CUESTIONES MATEMATICAS

ESTADISTICA DE MEDIDAS:


En cuanto a las medidas de la tapa o del agarre del termo solo se aplican los percentiles en la parte ergonómica. A lo que podríamos aplicarle cálculos de estadística es a las presentaciones de este producto en el mercado, ya que vienen en distintas capacidades, distintos materiales y distintas resoluciones formales.


CALCULOS DE PERIMETRO, SUPERFICIES Y VOLUMENES INTEGRADOS APROXIMADOS:


A este producto lo analizaremos como si fuese un cilindro ya que se asemeja mucho a este.

SUPERFICIES:
Sup Lateral = 2π . R2 . h
Sup Lateral = 2π . (5 cm)2 . 35 cm = 5497.8 cm2

Sup basal = 2π . R2
Sup basal = 2π . (5 cm)2 = 157.07 cm2
Sup total = Sup Lateral + Sup Basal = 5497.8 cm2 + 157.07 cm2 157.07 cm2
Sup Total =5654.87 cm2
VOLUMEN:
Vol = π . R2 . h
Vol = π. (5 cm)2 . 35 cm = 2748.89 cm3


ERRORES Y TOLERANCIAS:


Radio = 5.01 cm

Radio = 5 cm

Radio = 4.99 cm
Promedio = (5.01 + 5 + 4.99) / 3 = 5 cm
Error absoluto:
5.01 – 5 = 0.01

5 – 5 = 0

4.99 – 5 = -0.01
Tolerancia:
Promedio = (0.01 + 0 – 0.01) / 3 = 0


  • Radio = 5 ± 0 cm


Altura = 35.01 cm

Altura= 35 cm

Altura = 34.99 cm
Promedio = (35.01 + 35 + 34.99) / 3 = 35 cm
Error absoluto:
35.01 – 35 = 0.01

35 – 35 = 0

34.99 – 35 = -0.01
Tolerancia:
Promedio = (0.01 + 0 – 0.01) / 3 = 0


  • Radio = 35 ± 0 cm



CONCLUSIONES DEL AREA MATEMATICA



Tener en claro las medidas respectivas nos va a permitir obtener una cantidad de información precisa a la hora de adquirir el material. Y aunque las medidas pueden variar por necesidad, los cálculos respectivos siempre van a reducir el margen de error y costo en relación a la superficie que se pretenda cubrir o proteger.


CUESTIONES FISICAS

DENSIDAD Y PESO:


Peso especifico = 7850 kg/m3
Masa = peso especifico . volumen
m = 7850 kg/m3 . 27.48 m3 = 215718 kg
Densidad = m / V
D = 215718 Kg / 27.48 m3 = 7850 kg/m3


CALOR:


El termo es usado en el entorno domestico, soportando en su superficie interna temperaturas máximas de 100°C (un poco superior al agua hirviendo) y temperaturas minimas de 0°C (gaseosas con hielo), en su superficie externa soportara solo las temperaturas ambientes, la cual no son significativas para los cálculos de calor.

Debido a que el material permanece en estado solido en este rango de temperatura, usaremos la formula de calos sensible:
C = m . Ce . ɅT
C = 215718 kg. 0.110 Kcal/Kgr °C . (100°C – 0°C)
C = 2372.89 cal


DILATACION:


Teniendo en cuenta la variación de temperatura del punto anterior y sabiendo que la deformación que sufrirá el objeto será volumétrica calcularemos dicha deformación, pasando de un liquido totalmente frio a uno muy caliente:
α Acero = 0.00010 1/°C
ɅV = Vi . 3α . ɅT
ɅV = 2748.89 cm3. 3 (0.00010 1/°C) . (100°C – 0°C)
ɅS = 82.46 cm2



CONCLUSIONES DEL AREA FISICA


La importancia de este análisis nos pone al tanto de la necesidad de conocer las propiedades físicas de este material por su total contacto con el medio ambiente y la exposición al entorno invisible que provoca serios desgastes sobre el mismo.

Teniendo en cuenta las temperaturas variables, y las condiciones climáticas extremas a las cuales sometimos al material en el análisis podemos determinar que es un material resistente y apto para su uso en exteriores e interiores donde las temperaturas pueden variar.

PROBLEMATICAS DETECTADAS Y PROPUESTA DE POSIBLES SOLUCIONES:



CONSIDERACION QUE SE TUVIERON EN CUENTA Y ACLARACIONES:



CONCLUSIONES GENERALES Y FINALES:







DEPARTAMENTEO DE HUMANIDADES Y ARTE

LICENCIATURA EN DISEÑO INDUSTRIAL




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