Fundición : El Mazarotado en los Hierros Grises y Nodulares Fisuras

Revista del Capítulo de Ingeniería Metalúrgica del Colegio de Ingenieros del Perú-CD-Lima Año III Nº 13 JUNIO 2009
Fisuras
Inducidas
Por Hidrógeno
en el metal de
Soldadura
Medio Ambiente
de Procesos
Metalúrgicos
Potencial
Neto de
Neutralización
Recubrimientos
funcionales y
Superficies
Avanzadas
Aplicaciones :
Nanociencia y
Nanotecnología
Fundición : El Mazarotado en los Hierros Grises y Nodulares
CONTENIDO
COLEGIO DE INGENIEROS
DEL PERU
Consejo Departamental de Lima
Capítulo de Ingeniería Metalúrgica
Jr. Marconi 210
San Isidro - Lima
Teléfono 422-2754 anexo 136
Telefax 422-5307 - 2217383
JUNTA DIRECTIVA
2008-2009
PRESIDENTE
Ing.CIP Santiago G. Valverde Espìnoza
2
EDITORIAL
Conociendo la Nanotecnología
MATERIALES
-Recubrimientos Funcionales y Superficies Avanzadas :
Aplicaciones de Nanociencia y Nanotecnología
4
VICEPRESIDENTE
Ing. CIP Manuel Leonardo Cabrera Sandoval
SECRETARIA
Ing.CIP Olga Margory Angulo Aspinwall
PROSECRETARIO
Ing.CIP Oscar E. Tinoco Moleros
MEDIO AMBIENTE
-Medio Ambiente de Procesos Metalúrgicos : Potencial Neto de
Neutralización
7
VOCAL
Ing.CIP Edwilde Yoplac Castromonte
VOCAL
Ing. CIPJuan José Leguía Letellier
VOCAL
Ing.CIP Hermes Basilio Minaya
VOCAL
Ing. CIPCosme Alberto Zuñiga Ramón
SIDERÚRGICA AMBIENTAL
-A la Vanguardia de la Siderurgia Ambiental
-Aceros Arequipa : Programa de Adecuación y Manejo Ambiental
SOLDADURA
-Fisuras Inducidas por Hidrógeno en el Metal de Soldadura
-Reparación de Reductores de Velocidad : Molinos de las Industrias , Minera
Cementera y Azucarera
11
15
FOTO CARATULA
Metalurgia,Materiales
y Soldadura
Revista del Capìtulo
de Ingeniería Metalúrgica
CIP - CD Lima
Director
Ing. Santiago G. Valverde Espinoza
COMITÈ EDITORIAL
Edmundo Alfaro Delgado
Luis Angeles Villon
Jorge Ayala Mina
Jorge Cárdenas C.
José A. Castro Ramirez
Arturo Lobato Flores
Jorge Ruiz Castro
Oscar Silva Campos
Carlos Villachica León
Juan Carlos Yacono Llanos
PRODUCCION GENERAL
CENTRO DE CAPACITACIÒN
DE INGENIERIAS Y AFINES
[email protected]
Telef. 257-2040 / 202-5017
PROCESAMIENTO DE MINERALES
-Balance Metalúrgico por Fracciones de Tamaño en Flotación de Minerales
Comportamiento de la Galena
FUNDICION
-El Mazarotado en los Hierros Grises y Nodulares
24
35
CULTURA MINERA
-Metalurgia del Antiguo Perú
INSTITUCIONALES
- Información sobre 6TO Congreso Internacional de Medio Ambiente, Seguridad
y Responsabilidad Social en Minería y Metalurgia / 17 al 20 de Noviembre 2009
- Seminarios , Cursos , Colegiados.
-EN LA RED
La revista no se solidariza necesariamente con
las opiniones vertidas por los autores. Se autoriza
la reproducción total o parcial citando la fuente.
HECHO DEL DEPÒSITO LEGAL
BIBLIOTECA NACIONAL DEL PERÙ
2005-6805
22
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
37
40
1
Ing. Santiago
Valverde
Espinoza
EDITORIAL
Conociendo la Nanotecnología
L
a nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de
materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la
explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se
aplican a un nivel de nanoescala, estas son unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que
permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Es decir nos llevaría a la
posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, es posible demostrar
fenómenos y propiedades totalmente nuevos. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para
crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de
investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que
tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.
Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños
instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala
Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la
sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación
empresarial y social.
Richard Feynman es considerado el padre de la "nanociencia" , premio Nóbel de Física, quién en 1959
propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico
escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían
consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el
siglo XXI.
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades
extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento del
peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores
moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más delicadas del cuerpo
humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Estamos en la sociedad del conocimiento y algunos grandes avances, nuevos inventos y
descubrimientos progresarán exponencialmente. Las universidades más prestigiosas como el MIT
(Technology Review) ya identifican "lo último" y más nuevo en tecnología e investigación.
La biología (biotecnología), nanotecnología e infotecnología tienen y tendrán un protagonismo
importante en los últimos progresos y adelantos alcanzados. En pocos años, la innovación tecnológica
puede hacer posible hasta una segunda revolución industrial con la construcción de nanomáquinas.
2
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Aplicaciones de Nanociencia y Nanotecnología
MATERIALES
Recubrimientos Funcionales y
Superficies Avanzadas
En la edición número 12 de la Revista del Capítulo
de Ingeniería Metalúrgica del Colegio de
Ingenieros del Perú, se publicó un artículo acerca
de Nanociencia y Nanotecnología; en dicho
artículo se mencionaban algunas de las
aplicaciones de esta rama de la ciencia y
tecnología en algunas de las industrias más
conocidas
Si bien la lista de aplicaciones industriales de la
Nanociencia y Nanotecnología crece día con día,
gracias a los esfuerzos de las comunidades
científicas de muchos países; existen tres temas
que sin lugar a dudas ocupan los primeros
peldaños de interés, en temas de investigación,
desarrollo y aplicaciones industriales:
1.- Producción de nano partículas (nano
particle sythesis)
2.- Recubrimientos Funcionales, Desarrollo
de Superficies Avanzadas y Películas
Delgadas (Functional Coatings, Thin Film
Deposition And Advaced Surfaces)
3.- Nuevos Materiales (New Materials)
De esta corta lista, he tomado el segundo tema
para desarrollarlo en este artículo, esto gracias a
la naturaleza de la revista, el inminente interés de
sus lectores y un interés particular
La manipulación de la materia a nivel nanométrico,
nos permite modificar superficies. Esto se traduce
directamente en la habilidad de modificar las
propiedades de estas superficies; lo cual nos
permite, naturalmente, adaptar la superficie del
material a las necesidades de nuestros procesos,
industrias.
Mediante esta manipulación podemos solucionar
problemas que han existido en nuestras industrias
desde antaño. Estos problemas pueden haber
existido en el material o en la naturaleza de su uso.
También es posible crear materiales con nuevas
características superficiales que nos permitan
ofrecer productos con cualidades nunca antes
imaginadas.
Al darnos cuenta de que el desarrollo de
superficies funcionales mediante la deposición de
capas finas, es aplicable a una gran cantidad de
materiales, nos encontramos con un abanico de
oportunidades inmenso.
4
Ing. Israel Ayala
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Nanotecnología
Este abanico, naturalmente nos hace
replantearnos posibilidades que pueden beneficiar
a nuestros clientes, a nuestros procesos, a
nuestros productos, a nuestros mercados y, en fin,
a todas y cada una de nuestras industrias.
Si nos replanteamos nuestros procesos
industriales (cualquiera que sea nuestra industria)
nos encontraremos con que, tenemos contacto
con superficies que pueden ser mejoradas:
Algún ducto que requiera mejorar viscosidad
Alguna herramienta que requiera más dureza
Algún metal que se corroe
Algún plástico que requiera conductividad
En fin, algún material que requiera mejorar el
desempeño que hoy nos ofrece.
Como podemos ver, hay un sinfín de aplicaciones
que podrían ser útiles a muchas industrias y que en
algunos casos, estas aplicaciones podrían llegar a
ser incluso REVOLUCIONARIAS para las
industrias.
Se imaginan un vidrio que permita que pase la
luz, pero no el calor?
Un vidrio, sobre el cual no queden huellas
digitales?
Un grifo de plástico con apariencia metálica?
Una superficie que absorba toda la luz?
Una superficie que refleje toda la luz?
Un acero que no se corroa?
Un metal que no se oxide?
MATERIALES
Bien, todas estas aplicaciones y más están en las
mentes de investigadores alrededor del mundo!
Y no solo eso, si no que muchas industrias están
replanteándose procesos y uso de materiales, y
están invirtiendo fuertemente en investigación
para generar soluciones que les permitan estar en
la cima contra su competencia!
Existen ya muchas soluciones reales a problemas
milenarios en materiales como plata, plásticos,
aceros, maderas, papel, telas y demás, y día a día
nacen aplicaciones nuevas que permiten nuevos
usos revolucionarios de materiales como
plásticos, vidrio, papel y otros
Si bien ya existen algunos procesos que permiten
darles nuevas cualidades a los materiales, la
ciencia de las Capas Delgadas (Thin Films) tiene
la característica de que el material está siendo
depositado en cantidades manométricas, lo cual
tiene un impacto en el consumo de materiales,
esto se refleja en los costos del proceso de
recubrimiento, lo cual puede llegar a ser tan
significativo como el 500%.
Los métodos de deposición de estas capas, suele
ser un proceso de fácil uso y muy amigable con el
ambiente, lo cual nos permite desechar procesos
tóxicos, complejos, y hacernos más amigables
con el usuario de la tecnología y con el ambiente
mismo.
A continuación listo algunas de las preguntas más
frecuentes cuando hablamos de Superficies
Funcionales:
Que es una superficie avanzada?
Es una superficie que ha sido manipulada o
modificada para tener propiedades que benefician
a su usuario, ya sea resolviendo un problema
innato de la superficie misma o dándole nuevas
características que mejoren su desempeño en el
uso actual, o le permitan nuevos usos y
aplicaciones, que, la superficie por sí sola, sin el
recubrimiento no es capaz de dar
Que es un recubrimiento funcional?
Es el recubrimiento que le otorga estas
características al material en cuestión
Variedad
de
Aplicaciones
Cada material requiere un recubrimiento distinto, el
recubrimiento también varía en función de las
propiedades que se le quieran dar al material o
sustrato
Que métodos se utilizan para recubrir?
Existen muchos métodos, estos varían en función
del material que se quiere recubrir, el espesor de la
capa deseado, la funcionalidad deseada, la
capacidad de inversión del usuario, etcétera
Cuales son algunos ejemplos de funcionalidades?
Hidrofobia, hidrofilia, pasivado, biocompatibilidad,
antibacterial, coloración, conductividad,aislamiento, anti difusión,anti humedad,degradación,
etcétera.
Cuales son algunos ejemplos de aplicaciones?
Recubrimientos bio compatibles para implantes
Recubrimientos anti corrosivos
Recubrimientos decorativos
Recubrimientos anti bacteriales
Etcétera
Algún producto real que ya tenga un recubrimiento
de Capa Delgada?
La electroluminiscencia no sería posible sin estos
métodos de deposición de capas.
La electrónica flexible tampoco.
La nueva generación de celdas solares está basada en su totalidad en métodos de deposición
de capas.
Qué diferencia tienen estos recubrimientos con
los recubrimientos tradicionales?
Un recubrimiento de Capa Delgada usualmente
otorga propiedades mas avanzadas al material.
Que materiales se pueden recubrir?
Casi todos, la lista crece diariamente, gracias a los
miles de científicos que estudian ciencias de los
materiales y superficies.
Recubrimientos
Mediante que recubrimientos se obtienen estas
cualidades?
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
5
MATERIALES
Beneq es una empresa Finlandesa que
ofrece soluciones en recubrimientos
funcionales.
Beneq cuenta con un portafolio de Equipos,
Tecnología y Aplicaciones para desarrollo
de Superficies Avanzadas.
Nanotecnología
Usualmente son más fáciles de obtener
Usualmente son mucho más baratos
Son mucho más amigables con el ambiente
Estos temas están limitados a países
desarrollados?
NO!
Este ámbito de investigación está siendo desarrollado por investigadores de TODO el planeta.
Si bien los países desarrollados tienen más
presupuesto para adquisición de equipos de
investigación y desarrollo, todos los países del
mundo cuentan o contarán en un corto plazo con
equipos para deposición de Capas, dado que es
una parte importantísima en las ciencias de los
materiales
Qué áreas de estudio se benefician de los
métodos de deposición de Capas?
Materiales, física, química, medicina y muchas
más.
Nanotecnología
Los equipos de Beneq van desde nivel
Investigacion y Desarrollo hasta Nivel
Industrial.
Los métodos de deposición de Beneq
son:
Deposicion de Capas Atomicas (Atomic
Layer Deposition)
Para superficies complejas y planas
nHALO (Flama Aerosol)
Para superficies planas
nAERO (Aerosol)
Para superficies planas
Algunas aplicaciones de Beneq son:
Recubrimientos Anti Bacteriales
Recubrimientos para protección de la
plata
Recubrimientos anti corrosivos
Recubrimientos Anti Reflejantes
Recubrimientos Hidrofobicos
Recubrimientos Hidrofilicos
Recubrimientos Decorativos
Y muchos mas…
Beneq ofrece equipos y servicios integrales
en recubrimientos funcionales, basados en
procesos nanotecnológicos
www.beneq.com
Aplicaciones
Recubrimientos
Israel Ayala es Director de Operaciones
de Beneq en Latinoamérica
[email protected]
* En los proximos dias Beneq formalizara la
representación en Peru y Colombia a
traves de la empresa Tradeflags por su
experiencia en la industria del vidrio, joyeria
y procesos de investigación.
6
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Medio Ambiente de Procesos Metalúrgicos
Potencial Neto de Neutralización
Ing. Santiago Valverde E.
2.- OBJETIVOS
Las pruebas de estática son el primer paso para el
entendimiento del potencial del DAM en una mina
propuesta. Este nivel de pruebas incluye la
descripción de las diferentes características de los
tipos de roca en las áreas mineras, con el
propósito de detectar aquellos componentes que
podrían generar ácido y aquellos que podrían
calmar o neutralizar el potencial de acidez en los
desechos mineros, llámese desmontes o
botaderos.
•objetivo de la prueba estática es determinar el
potencial neto de neutralización de generación de
ácido de una muestra de relaves tomadas de la
planta piloto de procesamiento de minerales de la
FIGMM
Una de las principales pruebas preliminares es la
determinación del potencial neto de neutralización
PNN, estas pruebas se conducen de manera
simple, rápida y con costos relativamente bajos.
Muchas de estas pruebas pueden utilizarse para
caracterizar el material y, a partir de ello, para
seleccionar muestras que servirán para pruebas
cinéticas posteriores.
Una prueba estática define el balance entre los
minerales potencialmente generadores de ácido y
aquellos potencialmente consumidores de ácido
en una muestra. Los minerales que producen
ácido son, por lo general, minerales sulfurosos
reactivos.
Los minerales que consumen ácido son
principalmente carbonatos, si bien los hidróxidos,
silicatos y arcillas también pueden proporcionar
potencial de neutralización. En teoría, una
muestra será generadora neta de ácido sólo si su
potencial para la generación de ácido excede a su
potencial de neutralización. Las técnicas estáticas
de predicción son útiles sólo para predicciones
cualitativas de drenajes ácidos; no pueden
utilizarse para predecir la calidad del agua de
drenaje.
Como su nombre lo implica, estas pruebas no
están diseñadas para tratar las características
geoquímicas que dependen del tiempo, las cuales
controlan la calidad del agua de drenaje. Se
requiere de las pruebas cinéticas para determinar
la velocidad y magnitud de la oxidación y la
generación de ácido, así como para la predicción
de la calidad de agua.
En el presente informe se presentan el análisis de
tres muestras de relaves tomadas de la planta
piloto de procesamientos de minerales de la
facultad para la determinación del potencial neto
de neutralización.
•Manejar los conceptos de potencial de acidez así
como el de potencial de neutralización.
•Predecir si las muestras son potenciales
generadoras de drenajes ácidos.
3.-FUNDAMENTO TEÓRICO
MEDIO AMBIENTE
1.- INTRODUCCIÓN
La determinación del potencial neto de
neutralización (PNN) se lleva a cabo mediante
pruebas estáticas que comprenden conceptos de
potencial de neutralización (PN) y potencial de
acidez (PA) de muestras, para ellos se definirán
algunos conceptos relacionados al tema.
3.1 Pruebas Estáticas
Las pruebas estáticas consisten en caracterizar el
potencial de generación de ácido de una muestra,
para ellos se realiza un programa de pruebas para
determinar el potencial DAR; estas pruebas se
desarrollan de una manera rápida y con un bajo
costo; este bajo costo permite el análisis de un
gran número de muestras, proporcionando así un
muestreo más completo para la caracterización
del lugar.
Una prueba estática nos proporciona el balance
entre los minerales potencialmente generadores y
aquellos potencialmente consumidores de ácido
en una muestra. Los minerales que producen son,
por lo general, minerales sulfurosos reactivos,
mientras que los minerales que consumen ácido
son principalmente carbonatos.
3.2 Estudio de Material de desechos en una
Mina
Para estudiar correctamente el material de
desecho en una unidad minera y dar conclusiones
dicho estudio de alta confiabilidad, se deben
realizar tanto evaluaciones físicas (de estabilidad)
como químicas del material.
Las evaluaciones físicas comprenden:
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
7
MEDIO AMBIENTE
Evaluación petromineralógica.
Consiste en la caracterización de la mineralogía
del material, así como de la matriz rocosa
encajonante. Esta evaluación a nivel macroscó pica nos dará información de la presencia de
sulfuros, arcillas, carbonatos, etc. los cuales nos
harán prever algunos resultados químicos. Aquí
se debe observar la mineralogía, realizando la
descripción de los minerales asociados a la
muestra, además de tener acosijada la
mineralogía del estudio regional que se realizo al
inicio del proyecto.
Análisis granulométrico.
Es una caracterización (en porcentaje) de los
tamaños presentes en un conjunto de partículas.
Evaluación de permeabilidad.
Es la caracterización de la capacidad del material
para dejar pasar líquidos con facilidad a través de
ellos (fenómeno llamado percolación). Mientras
más permeable sea el material, más difícil es la
posibilidad de percolación.
Evaluación sísmica.
Es la evaluación de la estabilidad del material bajo
movimientos oscilantes. Nos ayudará a prever el
comportamiento y la estabilidad del terreno ante
un eventual movimiento sísmico.
Pruebas TSP.
Son pruebas estándares de penetración, las
cuales nos dan información sobre la consolidación
del material.
Las evaluaciones químicas comprenden:
Determinación del potencial neto de
neutralización (PNN).
Este parámetro nos ayuda a predecir la
posibilidad de generación de drenaje ácido. Se
calcula mediante la diferencia entre el potencial de
neutralización (PN) y el potencial de acidez (PA),
es decir: PNN = PN - PA
PH en pasta de relaves.
Es una determinación de la acidez de un material
en estado sólido, en el que no se recurre a
disolución. Un pH ácido nos indicará que la roca
se haya alterada generando ya drenaje ácido,
mientras que un pH neutro nos indicará que no
hay alteración aún de la roca. En este último caso
no se concluye que tal roca no sea capaz de
generar drenaje ácido, sólo que en el momento de
la evaluación aún no lo hace.
Evaluación de la composición química total de
los relaves o desmontes.
En la cual se busca la presencia de elementos
tóxicos como arsénico, plomo, mercurio, cadmio,
etc.
8
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Prueba de extracción de tóxicos
característicos.
Esta prueba nos permite evaluar a nivel de
laboratorio la extracción de metales tóxicos
utilizando una solución de ácido acético con
hidróxido de sodio a pH 4.9.
3.3.Determinación del potencial neto de
Neutralización
El estudio del potencial neto de neutralización
(PNN) para sedimentos, desmontes, escorias y
relaves es importante pues predice si existe la
posibilidad de la generación de drenaje ácido a
partir de estos depósitos y, de esta manera,
podemos evitar la amenaza de contaminación que
pueda generar.
Para prevenir y controlar el fenómeno de drenajes
ácidos, es importante entender los parámetros
controladores en su generación. El parámetro
principal es la composición mineralógica del
mineral, la cual, se divide en:
3.3.1.
Potencial para producir acidez
(potencial ácido, PA)
Definido como la capacidad de un material de
generar drenaje ácido, depende exclusivamente
del contenido de sulfuro. En la práctica se
determina por la relación
PA = 31,25(% S )
Donde :
%S = Porcentaje de azufre de la muestra
El PA es principalmente controlado por el
tipo y contenido de sulfuros , sulfatos y
metales que pueden hidrolizarse como
el Fe, Al y Mn.
3.3.2. Potencial para neutralizar la acidez
(potencial de neutralización, PN).
Definido como la capacidad de un material de
neutralizar drenaje ácido y depende exclusivamente de los materiales consumidores de ácidos
como son los carbonatos, óxidos de metales
alcalinos. Se expresa en unidades de Kg CaCO3 /
TM material, en la práctica se determina por la
relación:
PN =
(VAC )( N AC )(50)
W
MEDIO AMBIENTE
Donde :
VAC = Volumen de ácido consumido
NAC = Normalidad del ácido
W = Peso de la muestra
4.2. Equipos
El PN está compuesto por los carbonatos y
silicatos.
4.3. Reactivos
? Estufa
? Campana Extractora
3.3.3. Interpretación de resultados
La diferencia entre los valores del potencial de
neutralización (PN) y del potencial de acidez (PA)
constituye el Potencial Neto de Neutralización
(PNN), es decir:
PNN = PN - PA
-20
+20
PNN >+ 20
PNN
Material si genera
drenaje ácido
Zona de incertidumbre
no se puede predecir
Material no genera
drenaje ácido
Figura 2.1 Interpretación del PNN
Para desmontes, relaves o escorias, se realiza
una cuadricula sobre el material que permita
extraer muestras en diversos puntos tal como se
muestra en la figura.
PNN =
Anaranjado de metilo
Ácido clorhídrico (0,5N)
Agua destilada
Hidróxido de sodio (0,5N)
5.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
5.1. Preparación de la muestra de relave
Si estos dos potenciales están en equilibrio
entonces el PNN está dentro del rango permisible,
esto se puede comprender mejor con el siguiente
esquema.
PNN < - 20
?
?
?
?
• Se toma una muestra de 2gr (60m) de relave
• La muestra es colocada en un erlenmeyer de
250 ml.
• Agregar un volumen de 50 ml de HCl (0,5N)
• Calentar hasta ebullición.
• Agregar agua destilada hasta completar un
volumen de 125mL; hervir por un minuto y
Enfriar.
5.2. Titulación con hidróxido de sodio
• Una vez enfriada se agrega dos gotas de
anaranjado de metilo (indicador).
• Se titula con NaOH (0.5N)
•Los mL de ácido consumido por la muestra esta
dado por la diferencia entre el ácido agregado
inicialmente y el titulado por el NaOH de igual
concentración, el cual permite expresar el PNN
En KgCaCO3/TM muestra.
PNN1 + PNN 2 + PNN 3 + ... + PNN n
n
4. MATERIALES Y EQUIPO A UTILIZAR.
4.1. Materiales
?2 vasos de precipitado de 250 mL.
?1 Erlenmeyer de 250 mL
?1 bureta.
?1 bagueta
?1 probeta de 50 mL.
?3 muestras de 2g (pasantes en malla 60)
Figura 5.1 De la Muestra ácida con
hidróxido de Sodio
Usando anaranjado de
metilo como indicador
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
9
MEDIO AMBIENTE
6. CALCULOS Y RESULTADOS
6.1.Determinación del volumen de NaCH gastado
Muestra
Volumen de
NaOH 0,5N
gastado (mL)
Vol umen de
Volumen de
solución ácida
ácido
(mL)
sonsumido (mL)
Muestra 1 (2g)
18.8
20
1.2
1.8
Muestra 2 (2g)
16.0
20
4.0
1.2
Muestra 3 (2g)
17.5
20
2.5
1.5
6.2.Determinación del potencial de
Neutralización (PN)
El valor se determina mediante:
%S
6.4. Potencial Neutro de Neutralización (PNN)
El calculo del PN esta dado por :
PNN = PN - PA
PN =
(V ácido consumido)(50)(0.5 N )
W muestra ( g )
Muestra 1: PNN = 15 – 56,25 = -41.25 Kg CaCO 3 / TM
Muestra 2 : PNN = 15 – 56,25 = -41.25 Kg CaCO 3 / TM
Muestra 3 :PNN =
Muestra 1: PN = 1.2mlx50 x0.5 N = 15Kg CaCO3 / TM
2g
Muestra 2 : PN = 4mlx50 x0.5 N = 50 Kg CaCO3 / TM
2g
Muestra 3 : PN =
2.5mlx50 x0.5 N
= 31.25 Kg CaCO3 / TM
2g
6.3.Determinación del potencial de
Neutralización (PN)
El valor se determina mediante:
PA = % S x 31.25
Muestra 1: PA = 1 ,8 x 31.25 = 56 ,25 Kg CaCO 3 / TM
Muestra 2 : PA = 1,2 x 31.25 = 37.5 Kg CaCO 3 / TM
Muestra 3 : PA = 1,5 x 31.25 = 46.88 Kg CaCO 3 / TM
Pone a disposición
de Ingenieros : Mineros , Civiles, Electricistas,
Mecánicos-Electricistas, Arquitectos,
Proyectistas, Consultores, Contratistas,
Software: Distierra- Pro
106.5 – 28.13 = -9.63 Kg CaCO 3 / TM
7. CONCLUSIONES
El potencial de la muestra 1 nos da el valor de -41.25, el
cual es menor a -20 con lo cual podemos decir que esta
muestra producirá problemas de un eventual drenaje
ácido.
La muestra 2 muestra un PNN positivo pero con un valor
menor a 20 y mayor que -20 es decir esta en la zona de
incertidumbre, con lo cual no se puede precisar si será
un generador de drenaje ácido..
El potencial neutro de neutralización (PNN) de la
Muestra 3 nos da el valor de -9.63, un valor que
pertenece a una zona de incertidumbre por estar
en el rango de -20 y +20. Como se puede apreciar
este valor esta en el mismo rango que la muestra
2, con lo cual podemos dar una interpretación
similar que el caso anterior.
Tanto la muestra 2 como la 3 deberán llevarse a
pruebas cinéticas que confirmen o no si son
potenciales generadores de drenajes ácidos.
El Software DISTIERRA-PRO. Es un programa
que puede desarrollar cálculos de las diferentes
configuraciones de los Sistemas Convencionales
d e Ti e r r a : L I N E A L E S , P O L I G O N A L E S ,
utilizado
ESTRELLA, MALLADO (este último)
para el aterramiento de las Subestaciones
Eléctricas las cuales usted decide y selecciona Basado en la Norma IEEE 80-2000. El Programa
Distierra-Pro está basado en la Normativa
Internacional constituyendo una herramienta de
trabajo de gran utilidad.
El Programa está realizado en Pto Nex 1-1 sencillo y
didáctico aplicable a las principales configuraciones
internacionalmente conocidas en Sistemas
Convencionales permite el acceso a los resultados
finales y parciales en pantalla, permitiendo además
de guardarlos en la carpeta que seleccionemos. (*)
INFORMES: Telef. 257-2040 / 99949-7747
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A la Vanguardia de la Siderurgia Ambiental
Nuevas Técnicas y Procesos que se Aplican a la Industria del
Acero sin Perjudicar el ambiente
Primera
Fase
el mineral de hierro es
reducido o fundido con
coque y piedra caliza.
PROCESO
Segunda
Fase
LA HISTORIA DEL ACERO
No se conoce con exactitud la fecha en que se
descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para
producir un metal susceptible de ser utilizado.
3000 a.C :Los primeros utensilios de hierro
descubiertos por los arqueólogos en Egipto. Antes, se
sabe que se empleaban adornos de hierro.
1000 a.C : los griegos ya conocían la técnica , de
cierta complejidad, para endurecer armas de hierro
mediante tratamiento térmico.
1,855: La producción moderna de aceros , emplea
altos hornos , que son modelos perfeccionados a los
usados antiguamente. El proceso refinado del arrabio
mediante chorros de aire se debe al inventor británico
Henry Bessemer.
1,960 : Se desarrollan varios minihornos que emplean
electricidad
Para producir acero a partir de chatarra.
LA INDUSTRIA SIDERURGICA EN EL PERU
El Mercado Siderúrgico en el Perú tiene una
considerable importancia.
La producción de la Industria Siderúrgica local
representa el 3% del PBI del sector manufacturero , el
cual a su vez equivale al 14.8% del PBI Global.
En el mercado local existen actualmente dos
principales productores de acero.
-Siderperu
-Aceros Arequipa
PROPIEDADES DEL ACERO
Una de las propiedades más importantes de los
aceros es la gran elasticidad y maleabilidad a
elevada temperatura, que permite transformar su
forma o dimensiones por laminado o martillado en
caliente con gran facilidad.
-Resistencia
-Tenacidad
-Resistencia al Desgaste
PROCESO DE PRODUCCION
El acero nace de la fusión de diferentes cargas
metálicas ferrosas, es decir con contenido de hierro ,
carbono y ferroaleaciones , los cuales determinan su
estructura molecular .
se reduce el alto
contenido de carbono
introducido al fundir el
mineral o se añaden
PROCESO DE REDUCCION DIRECTA (Hierro
Esponja)
El mineral de Hierro , junto con el carbón y la caliza
ingresan a los hornos rotatorios , por efecto de la
combustión , se produce dióxido de carbono , el cual
favorece la reducción del mineral de hierro , es decir,
pierde oxigeno .
PROCESO DE FRAGMENTACION
El acero reciclado pasa por un proceso de corte y
triturada en la parte fragmentadora , donde unos
poderosos martillos reducen la carga a un tamaño
óptimo . Luego, a través de una faja transportadora , la
carga fragmentada pasa por una serie de rodillos
magnéticos que seleccionan todo lo metálico.
SIDERURGIA AMBIENTAL
SE PRODUCE EN UN PROCESO DE DOS FASES
PROCESO DE ACERIA
Se realiza en un horno eléctrico la principal energía
usada para fundir la carga es la energía eléctrica
producida por tres electrodos que generan temperaturas
por encima de los 3,000ºC a 5,000º C. También se
produce energía química producto de la oxidación . El
hierro esponja y la carga metálica se funden a 1,600ºC,
obteniéndose así el hierro líquido.
PROCESO DE LAMINACION
Se calienta la palanquilla en un horno ( 1,100ºC y los
1,200ºC) . De ahí pasa el tren de laminación , donde se
inicia el estiramiento de la palanquilla a través de cajas
de desbaste y rodillos formando así las barras y perfiles .
El producto pasa a la mesa de enfriamiento donde se
corta y se empaqueta.
APLICACIÓN DE LA INGENIERIA QUE MINIMIZAN
LA CONTAMINACION EN EL PROCESO DE
PRODUCCION DEL ACERO
1-Proceso HYL
2-Miniacerías y el proceso de colada continua
3-Control de los deshechos sólidos
4-Control de emisiones de gases y polvo
contaminantes
Se puede reducir la contaminación atmosférica
mediante el uso de equipos especiales que eliminan el
polvo seco , separan los gases y recuperar los
químicos valiosos.
5-Control de la contaminación del Agua.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
11
Perfil MedioAmbiental del Acero
PROCESO HYL
Utiliza
Mezcla de gases rica en hidrógeno y monóxido de
carbono para extraer el oxígeno del mineral de hierro.
La mezcla de gases se produce a partir Degas natural
y vapor de agua en un dispositivo llamado reformador.
MINIACERIAS Y EL PROCESO DE COLADA
CONTINUA
Composición química del acero, los elementos como
: carbono , manganeso, cromo, azufre , fósforo , silicio
y cobre , bronce.
El hierro se determina por balance.
Al omitir el proceso de coquificación y utilizar
minerales de alta calidad , este proceso alternativo
produce menos contaminación que el proceso
convencional de alto horno ; sin embargo pueden
haber emisiones significativas de polvo y monóxido
de carbono.
CONTROL DE LOS DESECHOS SOLIDOS
a-Las sustancias que contienen óxido de cromo .
Se rocía o sumergen en agua de escoria , es decir
que ha sido utilizado para enfriar escoria de alto
horno.
b-La sustancia que contiene oxido de cromo se
mezclan con escoria de alto horno , manteniéndose
en una atmósfera de aire , opcionalmente esta
mezcla se rocía con agua de escoria de alto horno.
C-Para procesar escoria de acero inoxidable que
contienen óxido de cromo y otros óxidos , el
procesamiento se caracteriza porque estas escorias
se trituran en partículas de tamaño entre 0 x mm (x <
60) una proporción de estas partículas se utilizan para
reemplazar arena y/o material más grueso en la
producción de asfalto.
Métodos para reducir escorias que contienen óxido de
cromo sin altas temperaturas.
Luego de haber sido tratado con los respectivos
métodos, son utilizados en diversas obras de
Ingeniería Civil.
RECICLAJE DEL ACERO
En el caso del acero , ahorra materias primas como la
piedra caliza, el mineral de hierro y el coque . Por
cada tonelada de acero usado que reciclamos ,
ahorramos una tonelada y media de mineral de hierro
y unos 500 kilogramos del carbón que se emplea
para hacer el coque.
Además , se elimina una serie de pasivos
ambientales, presentes en la explotación de un
mineral, como es el ruido y la contaminación
atmosférica (Polvo de suspensión) .
Se logra un ahorro energético del 70%.
De acuerdo a cifras manejadas por la Agencia de
Protección Medioambiental de Estados Unidos
(EPA) , cuando los electrodomésticos de acero se
reciclan se logran resultados como:
74% de ahorro de energía en los procesos de
producción
90% de ahorro en el uso de minerales vírgenes
97% de reducción de residuos mineros
88% de reducción de emisiones contaminantes al aire
76% de reducción de emisiones contaminantes al
agua
97% de reducción en la generación de residuos
sólidos.
12
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
(Lawson B 1996 ; World Bank Group 1998)
Energía
Producto
Materias Primas
Ganga de Hierro
Piedra caliza
Carbón (en forma de Coque)
19 Mg/Kg
1,500 Kg / t Producto
225 Kg / t producto
750 Kg / t producto
Emisiones
Escoria
145 Kg/ t producto
Escoria granulada
230 K / t producto
Agua residual
15,0000 l / t producto
Emisiones gaseosas (incluyendo
Dióxido de carbono ,óxidos de
Azufre y óxidos de nitrógeno)
2 t / t producto
Desglose :
Dióxido de carbono (CO2)
1950 t / t producto
Óxido nitrógeno (NOx)
0,003 t / t producto
Óxido Sulfúrico (So2)
0,004 t / t producto
Metano (CH4)
0,626 Kg / t producto
Compuestos orgánicos Volátiles(COV lot) 0,234 Kg
/ t producto
Polvo
15,000 kg / t producto
Metales pesados
0,037 Kg/ t producto
(Pb,Cd,Hg,As,Cr,Cu,Ni,Se, Zn, V)
CONSUMO DE ENERGIA
Por 1m3 de acero se requiere 235,000MJ de energía
para su producción , al cual se asocian cerca de 9,700
Kg de CO2 emitidos a la atmósfera.
El recurso energético requerido para extraer y refinar el
mineral de hierro para la producción de acero es de
aproximadamente de 26 Gigajulios / tonelada.
RUIDO
El nivel acústico efectivo de inmisión en las factorías de
fundición puede elevarse hasta 120 Db (A).
Como fuentes de ruido hay que citar los trabajos de
carga, la mezcla, los desempolvadotes,, el taller de
desbarbado , el tratamiento de arena , la maquinaria de
transporte , y los sopladores.
La contaminación Sonora afecta también a las
poblaciones aledañas.
AGUAS RESIDUALES
En este proceso de fabricación del acero, los afluentes
no se ven afectados gravemente, pues las fabricas
reciclan el agua y los compuestos resultantes son
transportados en una solución acuosa que ha sido
exhaustivamente evaluada y no se considera tóxica
para el medio ambiente.
Fisuras Inducidas por Hidrógeno en el
Metal de Soldadura
Ing. Jorge H. Ruiz Castro
SOLDADURA
¿Qué es fisuración inducida por hidrogeno?
La fisuración debida al hidrogeno o fisuración en
frío, que se produce en la zona térmicamente
afectada y en el metal de soldadura, está
provocada por factores de naturaleza, tanto
metalúrgicos como mecánicos. La iniciación de
este tipo de fisuración exige la acción simultánea
de los tres factores siguientes:
-La formación de una estructura sensible.
-La presencia de hidrogeno.
-La aparición de tensiones debidas a la
soldadura.
Cuando se cumplen estas tres condiciones, la
fisuración se puede producir a una temperatura
relativamente baja y, como se ha visto en muchos
casos, incluso cierto tiempo después de ejecutada
la soldadura.
Hablando de forma general, todas las estructuras
templadas son sensibles a la fisuración, aunque
sea difícil de definir en que grado, dada la
complejidad del fenómeno y la interacción de las
otras condiciones requeridas.
El contenido de hidrogeno encontrado en una
soldadura depende, en una gran medida, del
procedimiento de soldadura utilizado y de las
precauciones tomadas para evitar la humedad.
Las tensiones pueden subdividirse, en general, en
dos categorías: las debidas al embridamiento
interno y las debidas al externo. Las primeras
resultan, por ejemplo, de que las transformaciones
de fase y de que una repartición no uniforme de la
temperatura, son inevitables.
Sin embargo, las segundas se pueden controlar, en
cierta medida, mediante una concepción adecuada
y una elección conveniente del método operatorio.
Se supone que el precalentamiento y el post
calentamiento disminuyen el riesgo de fisuración.
La fisuración no es el único efecto perjudicial del
hidrogeno. Puede provocar porosidad y juega un
papel importante en la formación de “ojos de pez”
durante los ensayos de tracción. Aunque en cierto
modo la fisuración y los ojos de pez muestran
aspectos comunes, este último tema no se tomara
en consideración en este artículo.
Si se compara la influencia relativa de los tres
factores anteriormente citados, puede llegar a
aparecer algunas diferencias entre la zona afectada
térmicamente y el metal de soldadura. En primer
lugar, hay una diferencia en la composición química
y, por lo tanto, en la templabilidad. Generalmente el
contenido de Carbono del metal de aportación no es
tan elevado, como el del metal base.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
15
SOLDADURA
En segundo lugar es evidente que, al menos
durante el periodo inicial del enfriamiento, hay un
contenido mayor de hidrogeno en el metal de
soldadura que en la zona adyacente a la afectada
térmicamente. En el enfriamiento, el hidrogeno
emigra hacia la zona afectada térmicamente. Este
movimiento esta ciertamente influido por las
diferencias en el comportamiento a la
transformación del metal de soldadura por una
parte, y de de la zona afectada térmicamente por
otra parte, y pueden diferir para varios tipos de
metal de soldadura. Finalmente, es un hecho
conocido, que las tensiones longitudinales de
tracción mas elevadas se encuentran localizadas
en el metal de soldadura.
Los tres factores anteriormente referidos y sus
influencias sobre el metal de soldadura se
discutirán a continuación con más detalle.
Las fisuras inducidas por hidrogeno en el metal de
soldadura, pueden variar de tamaño muy
ampliamente. Las fisuras más grandes se
detectan fácilmente y se consideran siempre
perjudiciales. La presencia de micro fisuras
(también se emplea frecuentemente el termino
micro discontinuidades) no entrañan siempre una
reducción de la vida en servicio o la ruina de una
construcción. Las micro-fisuras reducen
escasamente el límite elástico la resistencia a la
tracción, pero ejercen gran influencia sobre el
alargamiento o la estricción. Solo en casos
extremos se ha podido observar que reduce la
resistencia. Sin Embargo, desde el punto de vista
de su comportamiento a la fatiga, se ha
comprobado que son perjudiciales. Igualmente,
se ha constatado una fragilización en vista de los
ensayos de plegado y de los ensayos de
resiliencia sobre probeta entallada. En ocasiones,
las micro-fisuras solo se pueden observar
utilizando técnicas especiales de pulido y ataque y
por ello se puede suponer que se hallan presentes
en un gran numero de construcciones
actualmente en servicio.
Morfología y Aspecto
Según su orientación, y en razón al sentido de la
soldadura, se pueden distinguir dos tipos de
fisuras:
-Las fisuras longitudinales.
-Las fisuras transversales.
La dirección en la cual la fisura se propaga
depende del sentido del mayor embridamiento.
Como consecuencia de la concentración de
tensiones y de las deformaciones, la raíz de la
soldadura y los defectos pueden favorecer la
fisuración. Por ello, las fisuras longitudinales se
inician frecuentemente en la raíz de la soldadura.
16
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
La fisuración debida al hidrogeno puede ser, bien
del tipo ínter-granular (a lo largo de las líneas de
solidificación o de los limites previos de grano
austenítico), o bien del tipo trans-granular. Se
identifico, también, un tipo especial de fisuración,
asociado a la soldadura por arco sumergido cuando
se utiliza un flux aglomerado. Este tipo de fisura se
puede encontrar a lo largo de las ondas del cordón
de soldadura en las proximidades de la superficie.
A veces es difícil distinguir la fisuración ínter
granular provocada por el hidrogeno de la fisuración
de solidificación. Sin embargo, el estudio de las
micro fisuras contiguas, que son frecuentemente
trans-granulares, o bien de la superficie de la fisura
considerada, puede permitir identificar la naturaleza
de esta. Otra indicación puede ser el intervalo de
tiempo transcurrido entre el final de la soldadura y la
fisuración. Esto, sin embargo, solo puede
establecerse mediante ensayos especiales.
Se ha encontrado que la micro fisuración es mucho
mas pronunciada en las soldaduras de varios pases
que en las soldaduras de un solo pase. La
propagación de las fisuras preexistentes esta
relacionada con las tensiones generadas durante la
soldadura que se producen durante el
recalentamiento y a la cantidad de hidrogeno
retenido. Algunas veces, las primeras fases están
exentas de fisuras, mientras que en las últimas
fases se encuentran en gran numero.
Las fisuras debidas al hidrogeno se pueden
encontrar en el metal de soldadura que resulta de la
aplicación de soldadura con electrodos revestidos
(SMAW) sobre aceros suaves, así como con la
aplicación de soldadura metálica con protección
gaseosa (GMAW) empleado un flux con alambre
recubierto y la soldadura por arco sumergido (SAW)
de aceros de alta resistencia de baja o mediana
aleación. En general, el metal de soldadura en
aceros suaves es poco sensible a la fisuración, la
cual solo se produce cuando el contenido de
hidrogeno es grande y/o cuando las condiciones de
embridado son muy severas. En general, la
fisuración se produce cuando se suelda con
electrodos con revestimiento celulósico o de rutilo y
solo en casos excepcionales en el metal depositado
por electrodos con revestimiento básico
correctamente tratados. En los aceros de aleación
baja o media, los riesgos de fisuración son mucho
más grandes. El precalentamiento o el, post
calentamiento es necesario, generalmente, aun
cuando el contenido de hidrogeno y los niveles de
deformación sean bajos.
En la soldadura por SAW, que implica una
aportación relativamente elevada y, como
consecuencia, un enfriamiento lento, la fisuración
se reseñan en un cierto número de documentos. Se
estima, generalmente, que el flux fundido produce
un contenido de hidrogeno mas bajo que los flux
aglomerados, existiendo aun alguna controversia
en este aspecto.
SOLDADURA
Influencia de la microestructura
Por comparación con el metal base, es posible
obtener una alta resistencia mecánica del metal
de soldadura con un contenido menor de
elementos de aleación. Se puede encontrar la
razón en el efecto de temple en que esta implicada
la operación de soldadura. Como consecuencia
existe una diferencia en la templabilidad, mientras
que la dureza registrada en el metal de soldadura
presenta frecuentemente valores inferiores
comparados con el de la zona afectada
térmicamente. Como la sensibilidad a la fisuración
debida al hidrogeno esta ligada a la dureza o a la
templabilidad, se puede esperar una menor
sensibilidad del metal de soldadura. Sin embargo,
esto se contradice en numerosas referencias.
Según ciertos estudios efectuados, no es posible
establecer una relación neta entre la dureza y la
sensibilidad a la fisuración. Se atribuye a las
partículas no metálicas una gran influencia sobre
la fisuración.
En los trabajos de Bonizewski y Watkinson, se
puede encontrar una explicación a esta
contradicción. Estos autores argumentan que,
seguramente, la sensibilidad a la fisuración esta
en una cierta medida relacionada con la dureza.
Sin embargo una susceptibilidad baja puede estar
compensada, hasta cierto punto, por factores que
no afectan la dureza, tales como la decoración de
los limites de grano (limites de solidificación y de
grano austenítico). Así es como corrientemente se
produce la fisuración en el metal de soldadura de
aceros suaves que presentan una templabilidad
relativamente baja. Cuando la dureza y la
resistencia del metal de soldadura aumentan, el
límite de grano alcanza la línea mas débil,
particularmente en el caso de que se presente una
cierta cantidad de ferrita proeutectoide. Un
aumento de la dureza y de la resistencia puede
estar provocado por el afino de grano de ferrita o
por las transformaciones bainíticas o bien
martensíticas debidas al aumento de la velocidad
de enfriamiento o a un aumento de la
templabilidad. La ferrita proeutectoide esta
sometida a una deformación plástica más intensa
para una deformación total dada.
El resultado puede ser la nucleación de fisuras en
el límite de grano. En ausencia de ferrita
proeutectoide, a causa de un aumento de la
velocidad de enfriamiento o de la templabilidad,
parece haber una mayor tendencia a que la
fisuración se propague a lo largo del límite de
grano. En nuestra opinión, estos argumentos
parecen proporcionar una explicación suficiente
de los tipos de fisuración. Makara y sus
colaboradores llegan a la conclusión de que la
fisuración en el soldeo por SAW de los aceros con
baja aleación tuvo su origen en cierta cantidad de
martensita maclada.
Fig. 2, Fisura en el pie de la soldadura. Foto IIW/ASM
Sin embargo, esta conclusión no puede explicar la
fisuración del metal de soldadura de aceros
suaves. Dado el numero de documentos
existentes que refieren sobre la fisuración ínter
granular, parece ser que las partículas no
metálicas juegan un papel mas importante que en
la zona afectada térmicamente. De una forma
general, la acentuación de la sensibilidad a la
fisuración por las partículas no metálicas, esta
confirmada por resultados obtenidos en
investigaciones efectuadas en el Japón, de las
que se saca en conclusión que la dureza
admisible en un metal de soldadura es
considerablemente inferior a la de la zona
térmicamente afectada.
Ciertos autores argumentan que la fisuración del
metal de soldadura de los aceros de alta
resistencia puede evitarse utilizando para la
primera pasada un electrodo de baja resistencia.
La utilización de tales electrodos permite obtener
una resistencia global mas equilibrada del metal
de soldadura. Si exceptuamos algunos
argumentos presentados, esta practica no es
necesariamente una buena solución, ya que el
metal de soldadura de aceros dulces puede ser
igualmente sensible a la fisuración debida al
hidrogeno. Sin embargo, se comprueba que el
efecto del hidrogeno en un electrodo de baja
resistencia es menos pronunciado.
Efecto del hidrogeno
Desde la década del 1950 ya se observaron que
las micro fisuras tendían a concentrarse en el
interior del metal de soldadura y raramente se
producían en las zonas próximas a la línea de
fusión.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
17
SOLDADURA
El número de fisuras tendía a crecer en la
dirección de avance de la soldadura. Esta
distribución confirma la opinión de que, además
de aumentar la cantidad de hidrogeno, su
distribución podría ser un factor decisivo de la
fisuración, Estas observaciones se confirman en.
El contenido de hidrogeno aumenta lentamente
en la dirección del avance de la soldadura. En
particular, en el cráter terminal se midió una alta
concentración de hidrogeno. Cerca de la
superficie del baño de fusión y en la dirección de la
línea de fusión, la concentración de hidrogeno
disminuían.
Se observaron algunos resultados muy
interesantes respecto a la distribución del
hidrogeno, a escala de microestructura. En la
investigación antes mencionada, por ejemplo, se
observo repetidamente una evolución preferente
del hidrogeno desde el limite ferrítico de grano. Se
han efectuado muchos trabajos importantes con
la finalidad de determinar la relación entre el
hidrogeno y los fenómenos secundarios, tales
como el numero y el tipo de inclusiones, las
dislocaciones, las micro lagunas y los poros.
Estos trabajos han sido objeto e detenidas
discusiones en la subcomisión “Metalurgia del
metal de soldadura” del Instituto Internacional de
Soldadura (IIW siglas en Ingles).
Si se admite que siempre se absorbe cierta
cantidad de hidrogeno durante la ejecución de la
soldadura. El tiempo que se requiere para
eliminarlo de la unión soldada puede constituir un
medio útil para evitar la fisuración.
Con arreglo a esta filosofía, los valores de los
coeficientes de difusión podrían suministrar
indicaciones sobre la sensibilidad a la fisuración
de diversos tipos de metal fundido. Las
dislocaciones parecen no presentar una
correlación tan directa con el valor de la
difusibilidad como las lagunas de dimensiones
muy grandes; de acuerdo con investigaciones
recientes, la microestructura no ejercería mas que
un efecto limitado, a pesar de que este influida por
la composición química.
Tensiones de soldadura
La concentración de la unión soldada debido al
enfriamiento origina tensiones principalmente en
la dirección longitudinal y transversal.
La distribución clásica de tensiones en sentido
longitudinal se caracteriza por tensiones de
compresión a una cierta distancia de la unión.
Estas tensiones de tracción pueden alcanzar el
nivel del límite de elasticidad del metal de base o
del metal de soldadura. El hecho de que las
tensiones de tracción mas elevadas estén
localizadas en dirección longitudinal puede
favorecer la fisuración transversal.
18
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Las tensiones transversales dependen
considerablemente de las condiciones de
embridado. Una posibilidad de cuantificar la
influencia de las tensiones transversales podría
ser “el concepto de intensidad de embridamiento”,
concepto este, originado en el Japón. Para las
soldaduras a tope de severidad de embridamiento
se podría expresar mediante un parámetro K: la
“intensidad de embridamiento” esta es
proporcional al espesor de la chapa e
inversamente proporcional a la longitud
embridada.
Se han establecido relaciones entre la intensidad
de embridamiento, la aportación de calor, la
resistencia del metal de soldadura, la preparación
de los bordes, etc. En el intervalo de bajas
intensidades de embridamiento existe una
relación lineal entre las tensiones transversales
en el metal de soldadura y la intensidad de
embridamiento. Esta intensidad de embridamiento se ha medido en numerosas construcciones
reales. También puede definirse la sensibilidad a
la fisuración longitudinal en función de una
“intensidad critica de embridamiento” siendo igual
a los efectos de entalla.
Recomendaciones
Como podemos determinar los factores para
controlar la fisuración por hidrogeno son:
-Materiales
-Tensiones.
-Medio Ambiente.
Por lo tanto, el daño por hidrogeno puede ser
prevenido, en términos generales, mediante la
utilización de materiales mas resistentes,
cambiando o modificando los procesos de
soldadura, modificando el diseño de la junta para
reducir los esfuerzos, o controlando los factores
del medio ambiente.
La selección de materiales resistentes a la
fisuración por hidrogeno es muchas veces
posible. En muchas aplicaciones, un material de
menos resistencia funcionara tan bien como un
material de alta resistencia, y el uso de dicho
material podría eliminar el problema de la
fisuración inducida por hidrogeno,
Aplicar tratamiento térmico, especialmente en
materiales de alta resistencia no tan solo ayudara
a mejorar sus características de resistencia
mecánicas, si no también, ayudara a reducir el
contenido de hidrogeno en el componente
soldado.
Usar técnicas que permitan aplicar esfuerzos
compresivos residuales a la superficie soldada,
tales como, martilleo, ondas ultrasónicas,
granallado pesados, etc. Esto puede ayudar a
reducir el riesgo de fisuración, especialmente en
SOLDADURA
aceros susceptibles que estarán sujetos a
esfuerzos combinados residuales o de tensión.
La utilización de procesos y/o electrodos de bajo
hidrogeno es altamente recomendado, es muy
importante mantener condiciones de
almacenamiento estrictas para evitar la
contaminación por hidrogeno del medio ambiente.
La reducción de los esfuerzos sobre las partes
soldadas es una ayuda importante en el control de
la fisuración inducida por hidrogeno. Esto requiere
de un cuidadoso diseño de la estructura o
componente a ser soldado.
Como punto final toda medida que pueda reducir
la presencia de altos índices de humedad
alrededor de la soldadura, debe ser aplicada, sea
mediante extractores de humedad, calentamiento
sostenido del área a ser soldada o una
combinación de técnicas.
Debe tenerse en mente que la propagación de una
micro fisura inducida por hidrogeno puede tardar
años en manifestarse y por lo general producen
fallas catastróficas.
Referencias
Failure Analysis and Prevention, ASM Handbook,
Ninth Ed. 1995
Document IIW-524-76 A.T. Fikkers & T. Muller
Welding Metallurgy, Vol. 1, Fourth Ed. George E.
Linnert 1994
Welding Handbook, Vol. 1, Eighth Ed., AWS 1991
T. Bonizewski, F. Watkinson, “Effect of weld
microstructure on hydrogen induced cracking in
transformable steels”, Metals and Materials 1973
A.M. Makara and others, “Cold transverse cracks
in low-alloys high strength welds”, Automatic
Welding Vol. 25 - 1971
SOLDADURA
Reparación de Reductores de Velocidad
de Molinos para las Industrias
Minera,Cementera y Azucarera Ing. Eduardo Alcedo Cubas (*)
De la reparación
El reductor de baja velocidad luego de la
inspección por partículas magnéticas y líquidos
penetrantes presenta discontinuidades en los
cordones de soldadura (reparaciones anteriores)
que requieren ser eliminadas y nuevamente ser
soldadas.
Estas discontinuidades están ubicadas :
· En la unión de las cartelas con la corona
dentada.
· En la unión estructural de la placa central con
las cartelas laterales.
· En la corona dentada entre dientes y dientes.
El reductor de baja velocidad tipo bull gear
(reductor Ferrel) presenta a lo largo de su
perímetro discontinuidades relevantes como
superficies desgastadas con presencia de fisuras y
fracturas debido a causas como: antigüedad de
pieza (30 años aprox.), desgaste por fricción por el
trabajo entre la rueda con su eje piñón asi como
tensiones causadas por reparaciones efectuadas
anteriormente, etc.
Por lo tanto se requiere desarrollar un proceso de
soldadura para unir materiales tan disímiles como
bonificados y A-36. Por esta razón se aplico un
PROCESO DE SOLDADURA DE PARAMETROS
CONTROLADOS EN LO REFERENTE AL CICLO
TERMICO.
El consumible recomendado utilizado para este
efecto fue:
· UTP 7015 (Capa base)
· UTP 6824 LC (Build up)
· UTP 63 (blindaje)
Plan general de la reparación :
Por las características generales del reductor, por
el tiempo de uso y por las características del
material base que corresponde a un acero de alto
carbono con presencia de elementos aleantes
como cromo, níquel, manganeso y molibdeno que
lo hace muy sensible a los cambios bruscos de
temperatura debido a su templabilidad es que se
decidió realizar el trabajo CON UN
PROCEDIMIENTO DE TRABAJO EN FRIO, para
ello se requiere seguir los siguientes pasos:
1. Limpieza general del material, arenado y uso
de solventes.
2. Inspección visual e inspección con métodos no
destructivos como partículas magnéticas y
tintes penetrantes.
3. Análisis químico del material base a reparar
4. Eliminación de las fallas por método de corte
arco aire y abrasivos.
5. Aplicación de soldadura como capa base.
6. Aplicación de soldadura para recuperar
geometría (build up)
7. Aplicación de soldadura como capa de
Blindaje.
8. Inspecciones de control de calidad.
(*)Jefe Departamento Soldaduras
Aceros Boehler del Peru S.A.
20
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Las uniones del material base a rellenar fueron
especialmente rectificadas al metal blanco
eliminando al 100% la presencia de fisura,
rajaduras, ralladuras, porosidades y bordes
agudos. Para ello se utilizaron herramientas
neumáticas especiales para este fin.
Las máquinas de soldar fueron de marca CEA del
tipo inversor de alta frecuencia con las
características de un alto voltaje en vacío por tener
que utilizar electrodos básicos (extra bajo
hidrogeno). También fue necesario el uso de hornos
(secado y termos mantención) por la alta humedad
existente en la zona de trabajo (98% de humedad).
El procedimiento de aplicación fue el utilizar
amperajes bajos , entre 80 y 95 para electrodos de
1/8” y 110 a 125 amperios para electrodos de 5/32”.
Los cordones son con arco corto, sin oscilación y
con un máximo de 3” de largo con alivio de
tensiones inmediato. Las temperaturas de trabajo
no excedieron los 120ºC y siempre fue necesario al
inicio de los trabajos un calentamiento a la flama
para retirar la humedad propia del material.
Al finalizar los trabajos se efectuaron los siguientes
ensayos:
Partículas magnéticas
Ensayo de dureza
Replicas
Ultrasonido
Dando como resultados superficies homogéneas
sin fallas relevantes y teniendo una dureza final
similar al material base, el tiempo estimado para
esta reparación fue de 45 días
BOHLER
ACEROS ESPECIALES
Área de Control
de Materiales
• Determinación de la
composición química in Situ
(Espectrómetro Portátil)
• Inspección Visual
• Análisis de Fallas
• Liquídos Penetrantes
• Partículas Magnéticas
• Ultrasonido
• Medición de Espesores
• Durometría
• Metalografía por Réplica
Calle Luis Castro Ronceros 777 (cdra. 20 Av. Argentina) Lima 01
E-mail : [email protected]
Teléfono : 619-3240 Anexo: 334• Fax: 619-3240 Anexo 300
Celular: 9997-68502 • RPM # 542538• Nextel 413*1596
Böhler
SOLDADURAS ESPECIALES
PROCESAMIENTO DE MINERALES
Balance Metalúrgico por Fracciones de
Tamaño en Flotación de Minerales Comportamiento de la Galena Ing. Héctor Bueno Bullon
RESUMEN
El presente trabajo trata sobre el cálculo y la
importancia de conocer el comportamiento de los
diferentes tamaños de partícula en la flotación de
la galena.
El desarrollo experimental está basado en el
estudio particulado de las etapas de flotación
rougher, scavenger y limpieza del circuito de
flotación de galena de una Planta concentradora
que procesa minerales sulfurados de plomo zinc.
Los resultados metalúrgicos obtenidos indican
que la flotación de finos, partículas de galena
menores a 37 micrones, es deficiente en las
etapas de flotación primaria, rougher y scavenger
posiblemente debido a la sobremolienda de la
galena, ocacionado por su baja dureza, la cual se
incrementa durante la remolienda del relave
rougher . En ambos alimentos más del 50% de la
galena está en la fracción menor a 37 micrones y
en la etapa scavenger la recuperación del plomo
es menor a 50%.
Este comportamiento de la galena orienta hacia la
necesidad de instalar una celda de flotación
unitaria, justificada por la fácil liberación de la
galena y la tendencia de ésta a concentrarse en la
carga circulante de molienda debido a su alta
gravedad específica.
PALABRAS CLAVE
Flotación
Galena
Recuperación
liberación Carga circulante Molienda.
concentrado menos a la recuperación metálica,
datos necesarios conocer para la optimización del
proceso.
Mediante la recuperación metálica por fracciones
de tamaño se calcula el d50 de flotación que viene
a ser el tamaño de partícula, en micrones, a partir
del cual la recuperación en el concentrado es
menor a 50%.
Para calcular la recuperación metálica de un
circuito o de una etapa de flotación es necesario
realizar el muestreo respectivo, efectuar el análisis
particulado valorado y realizar los cálculos
aplicando la técnica de ajuste de mínimos
cuadrados.
METODOLOGÍA
El desarrollo experimental de este trabajo se
realizó, a nivel de Planta y laboratorio, en las
etapas siguientes:
A) Elaboración de la Plantilla de muestreo en el
diagrama de flujo del circuito de flotación de
Plomo.
B) Muestreo del circuito y obtención de datos de
Operación.
C) Preparación de Muestras compósito y
Particulado.
D) Ensaye químico de las muestras.
E) Balance metalúrgico General y Particulado
haciendo uso de la técnica de Mínimos
Cuadrados.
Celda
INTRODUCCIÓN
La optimización de circuitos de flotación exige el
conocimiento previo del comportamiento del
mineral en sus diferentes tamaños o grado de
liberación, efecto de los reactivos sobre el mineral,
características de la pulpa, características de las
celdas de flotación empleadas, etc.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Balances Metalúrgicos
Los resultados obtenidos se resumen en las tablas
y gráficos siguientes:
Tabla I.- BALANCE METALÚRGICOPORETAPAS
Leyes: %Pb
BALANCE
La flotación por espuma es un proceso de
concentración de minerales basado en las
propiedades hidrofóbicas y en el tamaño de
partícula del mineral a flotar, éste último
dependiente del grado de molienda necesario
para la liberación de la especie mineralógica.
La recuperación total del elemento deseado en el
concentrado, obtenido del balance de producción,
es un dato que no explica el aporte de los
diferentes tamaños de partícula al grado del
22
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Alimento Concent.
Recup
Relave
Radio
%Pb concent
CIRCUITO
3,89
53,20
0,83
79,90
17,10
ETAPA ROUGHER
4,40
28,20
1,44
70,89
9,00
ETAPA SCAVENGER
1,44
13,60
0,83
45,11
20,90
28,20
53,20
5,60
89,57
2,10
ETAPA CLEANER
PROCESAMIENTO DE MINERALES
Fig.2.- LEY DE CONCENTRADOS
Balance Particulado
La Tabla I resume los resultados de balance
metalúrgico efectuado para el circuito y para cada
etapa de flotación. Se observa que:
CLEANER
MICRONES
Nominal Promedio
SCAVENGHER
ROUGHER
Cleaner
30
Scavenger
Rougher
20
CIRCUITO
Grado
Recup.
Grado
Recup.
Grado
Recup.
Grado
Recup.
100
150
178
54,7
38,7
12,85
12,4
35,89
17,54
54,7
34,54
150
105
125
51,31
70,6
16,86
26,35
35,09
50,22
51,31
54,60
200
74
88
48,31
83,7
18,47
43,1
34,09
65,58
48,31
70,48
270
53
63
49,91
90,3
17,27
52,17
33,09
74,43
49,91
81,78
400
37
44
50,71
94,3
14,06
57,51
33,67
86,04
50,71
87,32
-400
10
19
54,7
53,2
91,6
89,57
12,45
13,6
46,54
45,11
25,79
28,2
79,29
70,89
54,7
53,2
82,19
79,90
TOTAL
40
10
TablaII.-BALANCEMETALÚRGICOPARTICULADO
La Tabla II es el resumen del balance metalúrgico
particulado donde se observa claramente que la
recuperación en la flotación decae para los
tamaños extremos, gruesos y finos. Estos datos
han sido graficados en las figuras I y II, siguientes:
0
+100
-100
-150
-200
-270
+150
+200
+270
+400
-400
Mallas
La Figura 3 muestra el grado de sobremolienda de
la galena. En el concentrado final de plomo el 70%
de la galena presente está en partículas menores a
37 micrones, debido a que en el alimento a
flotación más del 50% de plomo está en la fracción
menor a 37 micrones.
Fig.3.- DISTRIBUCIÓN DE PLOMO
Alimento a Etapas de Flotación y Conc. Final
100
Interpretación y Discusión de Resultados
En la Figura 1 se observa que la etapa cleaner es
más eficiente debido a que las partículas finas y
gruesas de galena flotan mejor, que en las etapas
rougher y scavenger, favorecido probablemente
por la densidad de pulpa.
Fig. 1.- RECUPERACIÓN DE PLOMO POR TAMAÑO DE PARTÍCULA
Circuito y Etapas de Flotación
90
80
Rougher
70
Scavenger
60
Conc. Pb
50
10
100
Rougher
90
Distribución Pb %Pasante
MALLAS
50
Ley: % Pb
? El mineral tiene una alta ley de plomo que
justificaría la aplicación de la flotación unitaria.
? La recuperación total de plomo en el
concentrado es relativamente baja, 80%.
? La menor recuperación de plomo se logra en la
etapa scavenger, menor de 50%.
60
Scavenger
100
1000
Micrones
Cleaner
80
Recuperación % Pb
Circuito
70
En la figura 4 se observa que las mayores pérdidas
de galena en el relave se concentran en la fracción
fina, malla - 400, debido a la sobremolienda,
consecuencia de lo indicado en la figura 3.
60
50
40
30
CONCLUSIONES
20
10
0
10
100
1000
La causa fundamental de la relativamente baja recuperación de
plomo en el circuito de flotación es causado por la sobre
molienda de la galena originado por su baja dureza, 2.5 en la
escala de Mohs, y alta gravedad específica, 7.6 g / cc, que
origina una alta carga circulante en el circuito de moliendaclasificación y la consecuente remolienda.
Tamaño promedio de partícula: µm
La Figura 2 explica que la galena se libera
fácilmente, tal es así que el grado del concentrado
para la fracción de partículas mayores a 100
micrones es mayor al obtenido con partículas
mayores a 37 micrones.
La mayor pérdida de plomo en el relave se concentra en la
fracción menor a 37 micrones.
La recuperación de galena gruesa, partículas mayores a 100
micrones, en el concentrado es relativamente bajo.
Este comportamiento de la galena hace necesario instalar una
celda de flotación unitaria con la finalidad de flotar la galena en
cuanto alcance su liberación, sobre todo las partículas mayores
a 100 micrones.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
23
I Parte
FUNDICION
EL Mazarotado en los Hierros Grises y
Ing. Julio Alva (*)
Nodulares
Introducción
Durante las fases de fusión y sobrecalentamiento
los metales y aleaciones aumentan de volumen.
De consecuencia después del llenado del molde
y en fase de enfriamiento del líquido y posterior
solidificación, el metal contrae y en ausencia de
una compensación se generan los llamados
rechupes (fig.1a). Estas discontinuidades de
material pueden afectar la funcionalidad de la
pieza y por tanto llevar al rechazo de la misma de
parte del cliente. Con mucha frecuencia se
evidencian durante el mecanizado de la pieza
(fig.1b) con costes adicionales aun en caso de
reparaciones y por este motivo es indispensable
saber como prevenir su formación.
Los hierros representan una excepción en el
sentido que durante la fusión el material no
expande mas bien contrae por la transformación
grafito carbono. Viceversa expande durante la
solidificación (si bien en modo no ordenado) lo
que reduce las necesidades de compensación de
la contracción antedicha. A este fenómeno se
asocia la llamada capacidad de autoalimentación
que opera en modo distinto entre los dos tipos de
hierro y que trataremos de describir en este
articulo.
La contracción en general tiene lugar en dos
fases: al estado liquido y que da origen al rechupe
primario y durante la solidificación propiamente
dicha y que toma el nombre de rechupe
secundario.
24
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
El fenómeno de la contracción en los
hierros
Muchos trabajos de investigación se realizaron a
partir de los años 60 para tratar de comprender tal
mecanismo en modo de permitir un planteo más
racional al mazarotado sobretodo del hierro
nodular que inicialmente fue tratado como acero
sin que ello resolviese los problemas reales.
Todos estos tentativos resultaron vanos en cuanto
las soluciones propuestas no aseguraban al final
resultados fiables.
La primera propuesta lógica fue hecha por
S.Karsay a inicios de los años 70 sucesivamente
pasado como Chief Metallurgist a la QIT Fer et
Titane (hoy Río Tinto Iron & Titanium productores
del lingote Sorelmetal). Debemos antes hacer una
premisa: durante el enfriamiento y la solidificación
propiamente dicha de una pieza esta restituye el
calor sensible presente en el líquido más el calor
latente en el pasaje liquido-sólido.
Karsay razonó así: si la expansión grafitica
(asociada al calor latente) que tiene lugar durante
la solidificación eutectica anula toda contracción
posterior, el cuello de la mazarota deberá haber ya
solidificado (restituido el calor sensible+calor
latente) cuando en la pieza habrá iniciado la
solidificación eutectica.
Ello fue resuelto
analíticamente haciendo un balance de calor
resuelto en términos de modulo de enfriamiento.
Se introdujo un factor de corrección para tener en
1
cuenta la temperatura de llenado o vaciado
FUNDICION
La solución se ilustra en Fig.2. Esta define los
módulos de los cuellos de mazarota (Mn) en
función del modulo mayor o significativo de la
pieza (Ms) y de la temperatura de llenado. Este
planteo fue llamado Pressure Risering
(Mazarotado a presión). Ello porque los cuellos
cierran en el momento que iniciaba la expansión
grafitica que habría puesto en presión la pieza
durante la solidificación.
Este planteo funcionaba muy bien en los hierros
grises y en ciertas condiciones también en los
hierros nodulares (Fig.3) y dio lugar a la
producción de piezas sin mazarotas. Las
justificaciones las discutiremos posteriormente.
Ello motivo en el parecer del autor (entonces
metalurgista de tal empresa) que se hicieran
retoques mas bien subjetivos para consentir una
cierta eliminación de la presión que al final
hicieron perder toda racionalidad a la idea
original.
Se introdujo además el concepto de Calidad
Metalúrgica (CM o MQ en inglés) como variable
para indicar la importancia de la materia prima y
del procesamiento del metal en el
comportamiento al retiro de los hierros nodulares.
Este planteo es el actualmente recomendado por
el servicio técnico de la Río Tinto Iron & Titanium
(Fig.4) si bien su aplicación requiere hacer
previamente consideraciones nuevamente de
tipo subjetivo.
Nuevos desarrollos
2
Fue en el año 92 que el profesor Hummer del
Instituto de Fundición Austriaco de Leoben
realizó una serie de experimentos para
esclarecer el comportamiento de los hierros
grafiticos. A este efecto creó un pequeño molde al
que aplicó termopares y un par de pistones en
cuarzo que debían registrar contracciones o
expansiones (Fig.5a).
En este molde coló 2 tipos de hierro gris (alta y
baja resistencia) y uno de nodular. Las curvas
dilatométricas y de solidificación se muestran en
Fig.5b. En el caso del hierro de alta resistencia
(CE: 3,65 %, 35 Kg. /mm2 o 515 lb. /pulg2) la
contracción se extiende hasta el inicio de la
solidificación eutectica. Sucesivamente el hierro
expande y por tanto la conclusión es que es
suficiente compensar la contracción liquida para
obtener la pieza sana en óptimo acuerdo con lo
propuesto por Karsay.
En el caso del hierro de baja resistencia (CE:
4,3%, 15 Kg. /mm2 o 220 Lys/pulg.2) no se
observa un periodo de contracción y la expansión
se inicia casi de súbito sin esperar el inicio de la
expansión eutectica.
Aquí la conclusión es que estos hierros no tienen
necesidad de mazarotas y que pueden
alimentarse directamente a través de los ataques
de llenado. Este principio puede ser extendido a
los hierros de resistencia intermedia que son los
más comunes.
En el caso del hierro nodular cuya curva de
solidificación es similar al hierro de baja
resistencia en cambio la contracción continúa
más allá del inicio de la solidificación eutectica.
Para confirmar este primer resultado, Hummer
coló piezas de forma cúbica en un solo racimo de
mas o menos 10 cm de lado (Fig. 6a) a los cuales
aplicó termopares. Las piezas eran alimentadas
con mazarotas iguales pero con cuellos
progresivamente más grandes.
El resultado de estas pruebas si ilustra
gráficamente en Fig.6b que muestra que la falta
de compensación en los primeros 5 minutos de
contracción al estado líquido, ha llevado a la
formación de una depresión superficial.
Sucesivamente la pieza de prueba resultaba sana
por autoalimentación después de haber superado
al menos los 12 minutos de tiempo de
compensación sobre un total de aprox. 23 min. O
sea por el 50% del tiempo de solidificación.
Expresado en términos de modulo ello
significaba:
√0.5 = 0.7 o 70%
Es decir que para compensar la contracción el
modulo del cuello debe ser el 70% del modulo
mayor o significativo de la pieza. Este valor es un
poco mayor al derivado por Karsay que para
módulos superiores a 9 mm (0.9 cm) tocaba un
máximo de 0.6 para las temperaturas mas altas y
disminuyen un poco para temperatura mas bajas.
En este valor de modulo se observa una inversión
de tendencia: para valores inferiores los módulos
de los cuellos en cambio crecen cuando las
temperaturas bajan. Sucede así que si se eligen
temperaturas comprendidas entre 1300 y 1350°C
la relación de módulos cuello/pieza varia de 0.7 a
0.8 lo que cubre perfectamente los valores
deducidos por Hummer. Esto podría esclarecer
porque el grafico de Fig.2 podía ser adecuada
para piezas pequeñas en nodular con espesores
inferiores a 20 mm... y diámetros inferiores a 40
mm siempre que los moldes no sean flojos.
Los cuellos en el hierro gris
En los hierros grises de alta resistencia el valor
comúnmente practicado es 0.4 mientras que 0.2
se muestran suficientes en los hierros grises a
resistencia intermedia. Esto permite utilizar el
sistema de llenado para colar y mazarotar la pieza
como ya es ilustrado en Fig.3.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
25
FUNDICION
De todo lo dicho se puede deducir
indirectamente que en los hierros (grises y
nodulares) en condiciones normales no es
necesario alimentar (compensar) todo los
puntos calientes. Basta alimentar el mas
caliente y verificar si los otros puntos
calientes están conectados a través de
secciones intermedias con valores de modulo
igual al del cuello de la sección considerada
(70% en el nodular).
Expansión y autoalimentación en el
hierro nodular
La pregunta que surge inmediata es, porqué en
los hierros nodulares la expansión grafitica no
logra compensar la contracción sucesiva? La
respuesta fue que estas situaciones son típicas
de los moldes en verde y que durante la
expansión grafitica el molde cede por la presión
de tal expansión y por tanto no la puede usar para
auto alimentarse y de consecuencia se contrae.
Esta situación era muy común cuando se
utilizaba maquinas de moldeo a sacudidas y
compresión y se ha atenuado pero no eliminado
con las instalaciones a alta presión.
Este fenómeno se evidencia en la superficies
planas y moldeadas en vertical donde la presión
de moldeo es menor (Fig.7) y naturalmente
empeora con el aumento de espesores y la
disminución del grado de rigidez del molde al
punto que la producción de piezas con espesores
notables (> 50 mm) en verde en hierro nodular
pone no pocas dificultades por lo cual se debe
recurrir a moldes químicos.
Ello fue comprobado siempre por Hummer. En
esta ocasión el coló nuevamente las piezas
cúbicas producidas con moldes en verde y
furánicos rígidos variando el carbono equivalente
(Fig.8). Las piezas eran alimentadas con
manguitos súper exotérmicos (Minirisers) con el
objeto de marcar bien la contracción en ellos. Se
puede observar como se produce poca o ninguna
contracción en los moldes furánicos y de otro lado
estos se vacían en modo marcado en los moldes
en verde.
Expansión grafitica y precisión
dimensional
A dónde va la diferencia de volumen?
Simplemente a aumentar las dimensiones y el
peso de la pieza es decir que en los moldes en
verde las piezas son más grandes y pesan más
que las producidas en moldes químicos usando el
mismo modelo. Ello se refleja en la contracción a
dar en la construcción de este: a verde tal
contracción puede llegar a ser nula si el molde es
flojo y ser del 1.5% en moldes químicos.
26
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
Una conclusión de todo esto es que en el
nodular el mazarotado en el hierro nodular en
verde sirve a compensar más que las
contracciones al estado liquido aquellas
debido al aumento de volumen durante la
solidificación propiamente dicha. Esto es
naturalmente mas evidente en piezas con
mucha superficie que con piezas de forma
compacta (barras y cilindros).
De esto se deduce que la contracción en el
nodular (y en parte en el gris) es en función de la
calidad del molde. Indirectamente la precisión y
repetibilidad dimensional además de la integridad
o sanidad dependen de esta. De allí la difusión en
el moldeo en verde de las maquinas de moldeo a
altra presión.
Dado que en el moldeo químico realizado
correctamente no existe este cedimiento, la
autoalimentación del hierro nodular se hace mas
patente. Por este motivo la maza rotada de piezas
grandes aparece mas simplificado que el de las
piezas en verde (fig. 9). Todavía como veremos el
molde rígido es una condición necesaria pero no
suficiente para obtener con facilidad piezas sanas
en hierro nodular.
Entidad de las contracciones
En los hierros grises de alta resistencia (CE: 3.73.9) las contracciones (r) no exceden el 3% y en
caso de falta de compensación los rechupes se
presentan como depresiones o como cavidades
internas lisas cuya entidad aumenta con la
temperatura de llenado (fig.10). Las
contracciones se reducen a medida que aumenta
el carbono equivalente. En los hierros comunes
(CE: 3.9-4.1%) se puede considerar 2 % y del 1%
menor en el caso de composiciones mayores.
En el caso del hierro nodular y en el moldeo en
verde las contracciones son del orden del 5% en
el caso de moldeo a baja presión y del 3% en el
caso de alta presión. En el moldeo químico se
puede considerar 1 %. La presencia de rechupes
externos (depresiones) son posibles solo si el
carbono resulta por debajo de las especificas
(<3,5 %) y por este motivo no hay razón para colar
a temperaturas bajas para controlar los rechupes
primarios.
El concepto de la mazarotado
Durante el enfriamiento y la solidificación
propiamente dicha y en ausencia de
compensación, las partes mas masivas de la
pieza o las uniones o puntos calientes realizan la
tarea de mazarotas hacia las zonas menos
calientes (fig. 1, fig.2 & fig.10).
FUNDICION
Esta relación es típica para el nodular. Valores
mayores si no justificadas por necesidades de
volumen significan un desperdicio de metal y
atentar contra la economía de fabricación. En los
hierros grises de alta resistencia una relación 1:1
obviamente es mas que suficiente. Para mayor
seguridad de funcionamiento es necesario que
las mazarotas en arena sean calientes es decir
que prevean un ataque de llenado a través de
ellas. Esta medida incrementa el modulo de la
misma del 7%.
Consideraciones de volumen
El mazarotado consiste en aplicar una reserva de
metal externa a la pieza que la acompañe durante
todo el periodo que esta se contrae. Tal reserva
llamada mazarota esta unida a la pieza mediante
una conexión o cuello que regula el tiempo de
contacto activo con la pieza.
El funcionamiento de la mazarota
Dado que la contracción durante el enfriamiento y
la solidificación genera vacío o depresión en el
sistema mazarota-pieza, es menester que la
mazarota permanezca liquida en este periodo de
tiempo. Esto asegura que la presión atmosférica
ejerza la acción de bombeo de metal hacia la
pieza y no viceversa (fig.11 a&b).
Temperaturas de llenado bajas o ataques de
colada de mucha sección de un lado disminuyen
la entidad de la contracción en la fase inicial (y por
tanto la depresión) y de otro lado favorecen la
formación de una piel muy espesa en la
mazarota. Estos 2 factores dificultan su
perforación po parte de la atmósfera con el
consecuente fallo de la misma. Ello se traduce en
depresiones exteriores en la mazarota y
rechupes en la zona del cuello o en el interior de
la pieza dependiendo de la geometría de la pieza
y del punto de aplicación de la mazarota (fig.11c).
El diseño de las mazarotas
consideraciones térmicas
Para poder cumplir su función a cabalidad la
mazarota debe solidificar después de la pieza y
debe además contener el metal necesario a tal
objeto. De acuerdo a la teoría de los módulos, la
primera condición puede ser cumplida haciendo
en modo que el modulo de la mazarota (Mm) sea
superior al modulo mayor de la pieza (Mp). En la
práctica se usa la relación: Mm = 1.2 Mp
Solo una parte del volumen de la mazarota es
disponible para la compensación de la
contracción. En el caso de las mazarotas en arena
es del 15% mientras que con el uso de manguitos
aislantes/exotérmicos este alcanza el 30% y
puede llegar al 80% en el caso de los manguitos
súper exotérmicos (Minirisers). Esto se llama
eficiencia (E) y se expresa en porcentaje.
Si la contracción o retiro tiene un valor genérico
como r (%), el volumen en contracción (Vc) para
mazarota y pieza al final de la solidificación será:
Vc =r.(Vm+Vp)/100
Este volumen deberá ser disponible por entero en
la mazarota (como Vd )y depende de la eficiencia
E (%) de esta y que se puede expresar así:
Vd = E.Vm/100
En un diseño ideal ambos volúmenes deberán ser
iguales. Por tanto
Vc = Vd
o r.(Vm+Vp)/100 = E.Vm/100
Simplificando resulta :
Vm/Vp = r/(E-r) = Wm / Wp
Nota: Esta relación determina una relación de
pesos por exceso en cuanto supone que la
pieza sea a modulo uniforme. En la realidad
los módulos son diferenciados y decrecientes
y por tanto las contracciones observadas en la
mazarota pueden ser menores.
Si por ejemplo r = 5 % y E = 15 % (mazarota en
arena) el volumen o peso de la mazarota respecto
al de la pieza debe ser:
Vm/Vp = Wm/Wp = 5/(15-5) = 50 %
En el caso de utilización de un manguito
(E= 30%), el volumen (o peso) de la mazarota
respecto al de la pieza debe ser:
NVm/Vp = 5/(30-5) = 25 %
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
27
FUNDICION
Es decir la mitad. De otro lado el uso de material
aislante/exotérmico en los manguitos permite de
aumentar el modulo geométrico del 40%
aproximadamente. Aqui estriba la ventaja del uso
de los manguitos.
Diseño de un sistema - El concepto del
modulo de solidificación
Esto significa que la sección B solidificará primero,
le seguirá la sección A y por ultimo lo hará la
sección C que resulta así ser la sección mas
caliente. En la fig.11 si ilustra los resultados
obtenidos con un software de simulación como
SOLIDCast. El valor máximo resulta 1.93 cm lo
que puede aparecer sorprendente para quien no
utiliza esta técnica.
Para diseñar un sistema es indispensable
conocer el modulo o módulos significativos de la
pieza y ello se puede resolver a través de la teoría
relativa o utilizando un software de simulación. La
teoría de módulos establece que en una pieza (o
una parte de ella si no es regular)
independientemente del tipo de metal o aleación,
el tiempo de solidificación es proporcional a la
relación cuadrática entre su volumen (V) y su
superficie:
2
2
ts = K.(V/S) = K.M
Consideraciones preliminares
La relación V/S se conoce como modulo de
solidificación o enfriamiento o simplemente
modulo (M). Este concepto permite operar con la
geometría en definir el orden de solidificación en
3
una pieza . La interpretación de la relación (V/S)
es al final bastante intuitiva porque relaciona el
tiempo de solidificación directamente con el
volumen (de la pieza o de una sección de ella) que
es proporcional a su peso y por tanto a la
cantidad de calor acumulada por este e
inversamente proporcional a su superficie en
cuanto esta regula la dispersión del calor de tal
sección.
La relación MB/MA = 1/1.64 = 0.61 inferior a 0.7 nos
dice que la sección B cortará la alimentación en
modo prematuro y por tanto si la pieza fuera
producida en verde seria necesario alimentar
separadamente la sección A. Además si el ingreso
de metal se realiza en esta zona, el modulo
aumentará del 7% peorando la situación. Si la
pieza fuese producida con moldes rígidos tal valor
podría ser suficiente.
Diseño de la mazarota
razonado
un ejemplo
Tomaremos en consideración el diseño de la
figura 10 a producirse en moldes de alta presión
(r: 3%). Se trata de una figura de revolución. Se
muestra por razone didácticas la dimensión de las
secciones así como la del diámetro interior. La
pieza en hierro nodular pesa 155 kg.
Según la teoría de los módulos se pueden definir
3 secciones bien precisas: A, B y C. Las
secciones A y C se pueden tratar como barras
infinitas mientra la sección B como un placa a
espesor 20 mm. Desestimaremos el efecto de la
pestaña encima de la sección A:
Esta situación exige de disponer el modelo en
modo invertido al diseño original. El mazarotado
deberá realizarse con un manguito o manguitos
dispuestos sobre tal sección. El llenado por fuerza
deberá ser hecho a través de la brida cuadrada
puesta en la división. Surge automática una
pregunta: puede el manguito de sección C
alimentar también la sección A? En tal caso la
sección B funcionara como estrangulación
térmica.
Definición de las mazarotas y manguitos
El modulo del manguito deberá ser: 1.2 x 1.91 =
2.3 cm. Este valor va multiplicado por 3.8 para
obtener el valor del diámetro del manguito*. Este
será 2.3 x 3.8 = 8.7 cm que aproximamos a 9 cm
que es el diámetro comercial mas cercano. La
altura del mismo es 12 cm y su volumen 0.58 lt o 4
kg.
La pregunta siguiente es, cuántos manguitos
harán falta? En el moldeo en verde el o los
maguitos superiores se harán cargo de casi todo
el peso de la pieza que es 155 kg e inclusive una
parte de los manguitos inferiores. Ello porque la
relación (MB/MA = 0.6) si bien insuficiente para
alimentar toda la pieza no es pequeña y permite el
trasvase de metal de los manguitos a todo lo que
está debajo de ellos.
El peso relativo del mazarotado
Wm/Wp = r/(E-r) = 3/(30-3) = 0.11 o 11%
y
Modulo A = 6 x 6/(2(6+6) -2) = 1.64 cm
Wm = 0.11 x 155 kg = 17 kg
Modulo B = 2/2 = 1 cm
Modulo C = 5 x 13/(2(5+13) 2) = 1.91 cm
28
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
*El modulo de un cilindro de diámetro D y de altura
1.5D es D/5.3. El aislamiento aumenta de un 40%
el modulo, o sea que el modulo del manguito es
aproximadamente 1.4 x D/5.3 = D/3.8
FUNDICION
*El modulo de un cilindro de diámetro D y de
altura 1.5D es D/5.3. El aislamiento aumenta de
un 40% el modulo, o sea que el modulo del
manguito es aproximadamente 1.4 x D/5.3 =
D/3.8.
Es preferible recurrir a enfriadores en posiciones
intermedias a las 2 mazarotas para favorecer un
enfriamiento más progresivo.
Qué significa aproximadamente 4 manguitos
distribuidos regularmente en el perímetro?. Si el
modelo fuese químico la relación de pesos seria:
Wm/Wp = 1/(30-1) = 0,035 o 3.5 %
Qué significaría un peso manguitos
Geométricamente los cuellos en las mazarotas (y
manguitos) laterales son a forma de troncopirámide o tronco-coniche de forma irregular y
deben ser relativamente cortos. Esto permite
reducir sus dimensiones y facilitar el acabado de
la pieza. La definición de sus módulos no es
posible usando la teoría de los módulos en cuanto
de geometría irregular y sobretodo cortos se
trate. En la practica se acerca al valor a/3 en el
caso de cuellos circulares o cuadrados de lado a
donde a es la dimensión en el lado del cuello a
contacto con la pieza y creciente en modo
marcado hacia la mazarota (por Ej. con un ángulo
de al menos 60°). Su longitud en el caso de piezas
contenidas principalmente en el molde inferior
debe ser relativamente corta (posiblemente a/2) y
de a en caso de piezas contenidas en el molde
superior (llenado en fuente).
Wm = 0,035 x 155 = 5,34 kg
Es decir que el problema se podría resolver por
defecto con 1 manguito o por exceso con 2
manguitos.
La sección A requeriría una mazarota a modulo
1.2 x MA = 1,2 x 1.64 ≈ 2 cm que significa aprox. 10
cm Ф x 15 altura. En su defecto un manguito de 2
x 3.8 = 7.6 o 8 cm (diámetro comercial mas
cercano por exceso) x 11 cm altura.
Nota: La elección en el hierro nodular entre
manguitos o mazarotas laterales en arenas se
hace exclusivamente en base a las
dimensiones de la pieza. Si esta es pequeña
como dimensiones y peso se pueden elegir
cualquiera de ellas pero en el caso de piezas
de mayores dimensiones (o módulos
superiores a 1.5 cm) es preferible utilizar
manguitos si se desea resultados repetibles
sobretodo si no hay constancia en las
temperaturas de llenado que no deben oscilar
demasiado.
Por este motivo, decidimos en este caso por el
manguito. Como habíamos visto su función será
no tanto de compensar las contracciones de la
sección inferior realizadas en buena parte por los
manguitos superiores cuanto de mantener un
contacto térmico adecuado con el punto caliente
de la brida para alimentarlo sucesivamente
previniendo así un aumento de la presión por la
expansión .
Considerando el perímetro de la pieza, una sola
mazarota (o manguito) lateral no seria suficiente
a controlar la expansión y serán necesarios al
menos dos manguitos y naturalmente ambas
calientes. En estos casos existe el riesgo que
aparezcan porosidades a mitad de camino entre
mazarotas en razón de expansiones
incontroladas.
Usar mas mazarotas no resolvería el problema en
cuanto más ingresos de metal tenderían a
uniformar aun más la temperatura del metal en
esta zona de la pieza. La solidificación seria más
uniforme (y la expansión menos progresiva) lo
que aumentaría la presión y el riesgo de
ceñimiento del molde con aparición de nuevas
porosidades a mitad de camino.
Diseño de los cuellos
En el caso de nuestro ejemplo los manguitos
apoyados directamente sobre la pieza no
requieren calculo alguno: son ya calientes de por
si. El riesgo es que el contacto sea demasiado
caliente y pueda dar lugar a defectos en el cuello
sobretodo si la posición no es correcta. Ello se
evidencia mejor en simulación.
En el caso de la sección A el modulo del cuello
seria 0.7 x 1.64 ≈ 1.15 cm que correspondería a
una dimensión de cuello cuadrado de:
a = 1.15 x 3 ≈ 3.5 cm
Si se desea utilizar cuellos mas delgados es
posible utilizando el gráfico de la fig.12 remodular
sus dimensiones. Este en origen estaba pensado
para barras regulares pero puede ser utilizado
para los cuellos en este modo: una dimensión
cuadrada de 3.5 cm para una relación de 1:1 es
aprox. 0.9 cm (y non 1.15 cm que es la corregida).
Si viajamos por este modulo a lo largo de la
hipérbole es posible escoger relaciones distintas
pero en ningún caso mas allá de 2 (por Ej. aprox.
25x50) ya que uno de los 2 lados crecería en
modo excesivo.
(*) Consultor de Fundición / Camerí / Italia
En la próxima edición N° 14, trataremos entre otros temas :
-Resultados finales mediante simulación.
-Influencia de la modalidad de llenado.
-Caso del hierro Gris / Caso del hierro nodular.
Qué cosa son los Cooling Curves?
ADEMAS DE INCLUIR LOS GRAFICOS Y FIGURAS.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
29
Plataforma Magnentoactiva de Puesta
a Tierra y Protección Contra Rayos
TECNOLOGIA
Ing. Marco A. Chen(*)
La calidad de la energía eléctrica está regulada y
está de moda. Pero cómo es que esta calidad no
se requería anteriormente? Hace solo algunas
décadas estábamos acostumbrados a cero
interrupciones, frecuencia constante, voltaje
constante, sinusoide perfecta con una onda
simétrica, sin fluctuaciones de ningún tipo, bajo
todas las circunstancias.
Distorsiones
Qué cambios ha habido en el entorno eléctrico
que se traduce en falta de calidad de la energía
eléctrica? Las líneas de transmisión de alto
voltaje que en el pasado llegaban hasta las
afueras del pueblo ahora llegan hasta varias
subestaciones dentro de la ciudad. El espacio
está saturado de transmisión de radioemisoras y
televisoras.
La comunicación por radio y
teléfonos celulares está a la orden del día. Las
redes inalámbricas de Internet se han
multiplicado. Las comunicaciones por satélite,
los enlaces microondas. Se ha incrementado el
campo eléctrico en la atmósfera local a las
ciudades, en el orden de 400 V/m.
Por otro lado los sistemas eléctricos han
proliferado. Hay multiplicidad de empresas
generadoras, de transmisión, y de distribución.
Los usuarios han crecido en número, cada uno
con su sistema eléctrico y todo interconectados
en una gran red de tierra a la red de tierra de
lossistemas de distribución Eléctricos. Se podría
30
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
decir que en el mundo entero hay un sistema
mundial de puesta a tierra.
Las distorsiones en la energía eléctrica se
originan en cambios o perturbaciones en la red,
entrada y salida de cargas. Las fluctuaciones de
voltaje menores al 10% conocidas como “flicker”
se dan con el uso de máquinas de soldar
eléctricas, operaciones de equipo de rolado o
molienda, y el uso de hornos de arco para
fundición de acero. Los bajones de voltaje entre
10 y 90% pueden ser producidos por el
encendido/apagado de alimentadores,
corrientes de arranque de motores grandes o el
flujo de corrientes de falla de gran magnitud.
Cuando ocurren estos bajones de voltaje algunos
de los síntomas observados son: la extinción de
lámparas de arco de alta intensidad, operación
incorrecta de dispositivos de control, variación de
la velocidad de motores, paro de motores,
desactivación de contactores, congelamiento de
sistemas computacionales, y errores en medición
por instrumentos electrónicos.
La molestia principal son las interrupciones
breves, no programadas, e indeseadas,
causadas por la apertura de un interruptor
termomagnético, electrónico o fusible.
En
plantas manufactureras o empresas de servicio,
estos paros no programados tiene un alto costo
operativo y reducen considerablemente la
productividad.
TECNOLOGIA
En lugar de bajones se pueden dar aumentos
breves de voltaje (swells), por ejemplo cuando se
da una falla o cortocircuito en una fase, se puede
dar aumentos de voltaje en las fases restantes.
Estos aumentos de voltaje estresan los equipos
electrónicos, computadoras, al igual que los
aislamientos del alambrado, de motores y
transformadores, acortando su vida útil.
Como si fuera poco, algunas cargas como
motores producen un desfase entre la onda del
voltaje y la onda de la corriente, que se traduce en
un factor de potencia. En términos económicos
se agrega una potencia reactiva que por lo
general se mide y que el usuario debe pagar al
final del mes en la forma de un recargo.
Otro tipo común de distorsiones en la energía
eléctrica son los transitorios de voltaje (transients)
causadas por cambios bruscos en el sistema.
Aunque son de muy corta duración, pueden ser
del tipo impulsos, con una subida rápida y
decaimiento gradual, como sucede cuando se
interrumpen cargas eléctricas en el sistema, o
debido a descargas atmosféricas. O bien pueden
ser del tipo oscilatorio, con una subida rápida y
decaimiento exponencial oscilatorio. Este tipo de
impulsos puede durar uno o más ciclos, presentar
frecuencias entre 100 Hertz y Megahertz. En el
caso de conexión de banco de capacitares se
puede dar impulsos que triplican o cuadruplican el
voltaje nominal.
y frecuencia que son múltiples de la frecuencia
principal (60 Hertz), por ejemplo 180 Hertz, 300
Hertz. Estos armónicos se derivan de fuentes de
poder en modo de switchinig, sistemas de
iluminación y equipos de la oficina moderna, y
aparatos electrónicos de alta eficiencia
energética.
Irónicamente, los aparatos
electrónicos que generan transientes y
armónicos son los más sensibles al ruido
eléctrico.
Los armónicos tienen como efectos colaterales el
mal funcionamiento de dispositivos electrónicos
de protección, alta interferencia telefónica,
aumento de vibración de maquinaria, alta
corriente en el neutral, alto voltaje entre neutral y
tierra, alto pico de corriente de fase, alta corriente
promedio de fase, altas pérdidas en los
transformadores, altas pérdidas en el sistema
eléctrico y sobrecalentamiento de los equipos.
Aunque generalmente los armónicos de
secuencia positiva y negativa se cancelan entre
sí, no sucede lo mismo con los armónicos de
secuencia cero, conocidos como tercer
armónicos, que se suman y llegan a ser 80% de la
corriente fundamental de 60 Hertz.
La
contaminación por ruido eléctrico retorna al
transformador que suministra la energía al
usuario y de ahí se va a la red de distribución. En
el camino, el ruido eléctrico puede penetrar otros
sistemas a través de corrientes de tierra y afectar
a los vecinos con transformador compartido.
Ruido Eléctrico
Corrientes de Tierra
Además de las distorsiones producidas por
agentes externos a nuestro sistema, también hay
ruido eléctrico que contamina la energía eléctrica
que utilizamos, y que es producida normalmente
por nuestros propios equipos.
Este ruido
eléctrico toma la forma principalmente de
transitorios y armónicos, pero también se da en
forma de campos electromagnéticos de 60 Hertz,
interferencia por radiofrecuencia
(RFI) e
interferencia por emisión electromagnética (EMI).
Los transitorios que se producen internamente en
nuestro sistema, son pulsos de energía
electromagnética de alta frecuencia, que se
originan cada vez que las fuentes de poder de
equipos electrónicos se apagan y esto sucede
entre 20,000 y 60,000 veces por segundo. Estos
pulsos pueden ser captados e irradiados entre
alambrados eléctricos o electrónicos, y entre
éstos y masas metálicas, en la forma de ondas de
frecuencia de radio, de megahertz y hasta
frecuencias de microondas.
En adición a los transitorios, la mayoría de los
equipos electrónicos y otras cargas no lineales
producen a su vez ruido eléctrico conocido como
armónicos, que son energía eléctrica en voltaje
Los sistemas eléctricos están diseñados para
que al producirse una falla o cortocircuito, la
corriente de falla sea conducida a tierra. Dicha
corriente eléctrica retorna a su fuente, el
transformador, a través de la tierra. Es por esto
que las mayores corrientes de tierra se
encuentran cerca de las subestaciones eléctricas
y estructuras cercanas a éstas. Las corrientes de
tierra pueden penetrar por los electrodos de
puesta a tierra y por las tuberías y estructuras
metálicas de edificaciones que encuentre en su
paso.
Además se conoce que existen fuentes naturales
de corrientes de tierra que normalmente navegan
por nuestro planeta. Ejemplos de estas fuentes
naturales de corrientes de tierra son: el campo
magnético de la Tierra, el campo eléctrico de la
atmósfera, las descargas atmosféricas o rayos,
las corrientes inducidas por el viento solar, la
penetración a la atmósfera terrestre de partículas
con carga eléctrica, las corrientes directas por
procesos galvánicos en el subsuelo, y corrientes
producidas por movimientos telúricos o de la
corteza terrestre.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
31
TECNOLOGIA
A éstos añadimos las corrientes de tierra
producidas artificialmente como son:
fallas
eléctricas a tierra, descarga electrostáticas de
equipos, errores en el alambrado, acoplamiento
capacitivo entre los conductores de fase y neutral
y los conductores de puesta a tierra, campos
magnéticos y eléctricos de líneas de transmisión y
distribución eléctrica, inducción de corriente por
alambrado adjunto portador de corriente.
También pueden producir corrientes de tierra
algunos equipos de consumo de energía eléctrica
y las inducciones producidas por motores
monofásicos.
Puesta a Tierra y Seguridad
El concepto de puesta a tierra siempre ha tenido
un aspecto importante que es la seguridad
eléctrica. La idea es proveer un camino de baja
resistencia para la disipación a tierra, de la
electricidad estática y las fallas eléctricas. Bien
instalada la puesta a tierra previene que una
persona en contacto con una masa metálica
pueda ser el camino de la corriente eléctrica en
caso de un cortocircuito a la masa metálica. El
concepto de la puesta a tierra va casada con el
concepto de la equipotencialidad, tratando de
evitar diferencias de potencial entre electrodos de
puesta a tierra, por lo que las normas exigen su
interconexión. Así vemos que los electrodos de
puesta a tierra aunque distintos al electrodo de
puesta a tierra del sistema eléctrico, deben
interconectarse entre sí, e igualmente las puestas
a tierra física, las puesta a tierra lógicas de los
sistemas de control, computacionales y de
telecomunicaciones.
Los sistemas eléctricos hoy en día,
correctamente instalados y cumpliendo con
todas las normas vigentes, sufren de toda clase
de problemas eléctricos, que en gran parte se
vinculan a problemas de puesta a tierra. La
puesta a tierra convencional sufre de problemas
debido a la gran variedad de suelos y la falta de
homogeneidad en un mismo lugar. De vez en
cuando nos encontramos con suelos de alta
resistividad como son arenas y rocas, o
fluctuaciones en los niveles de humedad. Las
varillas y placas están sujetas a corrosión, por lo
que las normas más recientes requieren pruebas
de resistencia a la corrosión que garanticen la
vida útil por 15 años de estos electrodos.
Los electrodos de puesta a tierra de bajantes de
pararrayos pueden sufrir daños permanentes
inclusive desaparecer luego de una descarga
directa.
Es recomendable realizar una
inspección después de cada descarga directa de
rayo; algunos códigos requieren una inspección
anual. Pero en la práctica, se realizan estas
inspecciones?
Una corriente de gran magnitud que llega al
electrodo de puesta a tierra ve al menos dos
caminos o conductores: Un camino es una gran
red de puesta a tierra con alambrado de cobre
conectado a muchas masas metálicas de muy
baja resistencia. El otro camino es el electrodo
de puesta a tierra y una gran masa de tierra que
comúnmente ofrece una alta resistencia al flujo
de corriente. Si lo vemos desde el punto de vista
de teoría de circuitos, esta corriente de gran
magnitud se divide en dos partes. El mayor
componente se dirige a la red de puesta a tierra
de menor resistencia, inclusive entra por la
conexión neutral-tierra que por código debe estar
únicamente en el interruptor principal, y de ahí va
a todo el sistema eléctrico y electrónico. El
menor componente se disipa a través del
electrodo de puesta a tierra, hacia la tierra,
produciendo sobrevoltajes en su superficie.
El Proceso de Carga y Descarga Atmosférica
PLATAFORMA MAGNETOACTIVA DE PUESTA A TIERRA
Vector de Fuerza Gravitacional
(Newton)
Bobina LCR (Shunt)
Cátodo
(-)
Polo Sur (a)
-180°
Arista orientada al
Polo Norte
Geomagnético
Foso
Polo Sur (b)
+180°
Ánodo
32
( +)
Relleno compactado
de mezcla de tierra
con acondicionador
magnético
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
La formación de las nubes es un proceso natural
conocido por todos. El aire caliente y húmedo de
la Tierra se eleva por convección hacia los niveles
de la atmósfera que están a menor temperatura,
entre 2 y 17 km de altura, condensándose el
vapor para conformar las nubes. El aire frío
desplazado por el aire caliente se dirige hacia
abajo a través de la nube. Las corrientes de aire
ascendentes y descendentes crean fricción entre
partículas de hielo en la parte superior de la nube
y entre gotas de agua en la parte inferior de la
nube, produciendo cargas eléctricas.
En
resumen las nubes típicas estarán cargadas
positivamente en su parte superior y
negativamente en su parte inferior. Esta carga
eléctrica puede estar en el orden de 100
Coulombs.
La acumulación de carga
electrostática crea una diferencia de potencial
eléctrico
TECNOLOGIA
La función de la puesta a tierra de baja resistencia
es estabilizar el voltaje a tierra durante operación
normal, dentro de un rango predecible. En los
casos excepcionales cuando se da una falla
eléctrica o una descarga atmosférica, o contacto
accidental con líneas de alta tensión, el sistema
de puesta a tierra debe limitar los voltajes
impuestos o sobretensiones. Igualmente lo ideal
sería, aunque no sucede, que se estabilice
también el voltaje de referencia o cero lógico de
los sistemas electrónicos.
Resultando a lo interior de la nube en un campo
eléctrico que ronda los 100 kilovoltios/metro.
Existe en países templados y a alturas superiores
a los 4000 metros sobre el nivel del mar, nubes
cuya polaridad es la opuesta, o sea que la parte
inferior de la nube está cargada positivamente.
En países tropicales también se puede dar una
reversión instantánea de polaridades, por causas
naturales aún
La carga electrostática en la base de la nube crea
una carga de igual magnitud pero polo opuesto en
la superficie terrestre, creando así una diferencia
de potencial eléctrico nube-tierra. Cuando se dan
las condiciones de humedad y presión, y la
diferencia de potencial sobrepasa la resistencia
dieléctrica del aire entre nube y tierra se produce
la descarga atmosférica: el rayo. Es muy común
que una vez iniciada la descarga, se den múltiples
descargas en el mismo lugar separadas por
apenas milisegundos.
Las estadísticas internacionales nos señalan que
en todo el planeta Tierra, en un momento dado
hay 200 tormentas eléctricas. En un día típico
habrán 45,000 tormentas eléctricas produciendo
en promedio 100 rayos por segundo.
Las
pérdidas económicas causadas por rayos
anualmente se estima exceden los USD$2
billones.
Un rayo es plasma o energía electromagnética de
muy alta frecuencia, el grueso de esta energía
está en el rango de frecuencias de 100 Megahertz
a 3 Terahertz. Esta energía puede producir
temperaturas de hasta 50,000 °F y presiones de
10 Atmósferas.
Cuando descarga por una
bajante en la forma de un pulso, la corriente puede
presentar pico de hasta 260 Kiloamperes.
El electrodo magnetoactivo de puesta
a tierra
El electrodo magnetoactivo de puesta a tierra
consiste de tres aristas unidas por platos de
cobre o acero inoxidable con un recubrimiento de
alta conductividad. Una de las aristas se orienta
hacia el Norte magnético de la Tierra mientras
que el electrodo se instala perfectamente
vertical. El electrodo es enterrado en una fosa
cavada que, luego de instalar y alinear el
electrodo, se rellena mezclando la tierra original
cernida con un compuesto acondicionador
magnético, compactando el relleno en franjas de
10 cm cada una. El electrodo tiene en su parte
superior una bobina LCR y un conector
certificado para la conexión de los cables del
electrodo de puesta a tierra. A medida que se va
rellenando el foso, el electrodo utiliza el campo
magnético de la tierra para polarizarse, de tal
manera que su mitad superior presenta un
potencial negativo con respecto a su mitad
inferior. Esta polaridad se transmite a todo el
terreno hasta una distancia mínima de 85m en
todas las direcciones.
El electrodo magnetoactivo provee una muy baja
impedancia a tierra, entre 0.2 y 2.0 ohms, sin
importar la resistividad del suelo ni la humedad,
salinidad, o bajas temperaturas. Más importante
aún, esta impedancia se mantiene constante en
el tiempo y dentro de un rango muy amplio de
frecuencias. La tecnología actual de varillas
cobrizadas y placas de cobre si cumplen con la
norma de 25 ohms no llegan a proveer la
resistencia mínima requerida por subestaciones
eléctricas que es de 5 ohms, o la resistencia
mínima requerida por sistemas electrónicos, de
control, de computación y de telecomunicaciones
que es de 0.5 ohms.
El electrodo magnetoactivo asegura en todo
momento y bajo todas las condiciones, un cero
potencial en conductores referidos al delicado y
sensitivo equipo electrónico, mediante una
trayectoria de baja impedancia a tierra. Los
fenómenos transitorios causan en la tecnología
actual de puesta a tierra, la desestabilización
momentánea del voltaje a tierra, trastornando el
funcionamiento del equipo electrónico,
resultando en su deterioro prematuro o
destrucción de componentes.
El electrodo magnetoactivo mediante un eficiente
sistema de puesta a tierra, incrementa la
respuesta de la protección eléctrica y previene
daños producidos por transitorios de la red de
distribución eléctrica, reduciendo las
interrupciones indeseadas en procesos
continuos de producción o de oferta de servicios,
paros no programados muy comunes que se dan
aún en sistemas eléctricos que cumplen con
todas las normas y códigos.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
33
TECNOLOGIA
El sincronizador de admitancias
El sincronizador de admitancias se instala entre el
electrodo magnetoactivo de puesta a tierra y la
red de tierras físicas, o la red de cero lógico, o el
neutral del sistema eléctrico o la bajante del
pararrayos.
De esta forma, la plataforma
magnetoactiva de puesta a tierra se convierte en
unidireccional, de tal forma que impide que
sobrevoltajes producidos por corrientes de tierra
se introduzcan en el sistema, a la vez que provee
una muy baja impedancia para el sistema de
puesta a tierra.
En los laterales del sincronizador de admitancias
se conectan dos cables eléctricos conectados a
elementos metálicos de acero. Es en estos
laterales donde se disipan el ruido eléctrico, la
contaminación electromagnética, y el 80% de la
energía del rayo, haciendo uso de la Ley de Lenz.
Esta ley dice en resumidas cuentas que la
corriente inducida por un campo
electromagnético producirá otra corriente en
sentido contrario que a su vez producirá otro
campo electromagnético contrario al original. Se
crea así una onda estacionaria, y la energía no
deseada es disipada en forma de calor, en el
punto medio de cada lateral. El otro 17% es
disipado de igual manera en el cable que conecta
con el electrodo magnetoactivo, quedando
únicamente el 3% de la energía del rayo para
disiparse en la Tierra. En la tecnología actual las
sobretensiones que se crean en el terreno
pueden rebotar hacia dentro del sistema, penetrar
por otros electrodos de puesta a tierra y afectar
subsistemas y equipos, o propagarse por el
terreno a otras instalaciones cercanas. También
representan un peligro para personas que se
encuentren en el área.
Se podría instalar un sincronizador de
admitancias para cada tablero eléctrico que
suministra energía (1) a motores, (2) iluminación y
electricidad en general, (3) controles, (4) equipo
De computación, (5) equipo de
telecomunicaciones.
De esta forma el ruido eléctrico producido por
cada uno de los sistemas es disipado en los
laterales de su sincronizador de admitancias
correspondiente, y no contamina los otros
sistemas. Se evita así la formación de gradientes
de potencial neutro-tierra y el potencial
transferido de tierra, aumenta la seguridad y la
confiabilidad de transmisión de datos, las
mediciones electrónicas, y en general el
funcionamiento de los sistemas de control y
computación.
La punta de confinamiento catódico
La punta de confinamiento catódico traslada y
aumenta considerablemente la polaridad
negativa originada en la mitad superior del
electrodo magnetoactivo de puesta a tierra. Esta
polaridad se transmite a todas las estructuras
dentro de un cono de protección cuya altura es la
altura de la punta del pararrayos y su base
depende del modelo seleccionado, entre 100 a
300 metros de diámetro.
La meta es reducir el riesgo de impacto directo de
una descarga atmosférica a las estructuras
protegidas.
Esto se puede lograr de dos
maneras. (1) Imprimiendo a las estructuras
protegidas un potencial eléctrico negativo, con la
misma polaridad que los rayos. Como en países
tropicales la polaridad del 95% de los rayos es
negativo, esto reduce el número de rayos que
impactarían directamente a la estructura. (2) En
el caso de rayos positivos, confina la energía
electromagnética mediante una guía de onda
minimizando el efecto corona que produce
campos electromagnéticos peligrosos ya que
pueden inducir corrientes en todos los elementos
metálicos de la edificación. Además de confinar
el campo electromagnético, la plataforma
magnetoactiva disipa el 97% de la energía del
rayo y conduce el resto en forma segura hacia
tierra.
Estos
elementos
se
interconectan
asi:
34
(*) IEEE - SM6231419-Panamá
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
CULTURA MINERA
Metalurgia del Antiguo Perú
“Los indios saben muy bien dorar las piezas e cosas que ellos labran de cobre e oro muy
baxo. Y tienen en esto tanto primor y excelencia y dan tan subido lustre a lo que doran,
que paresce e que es tan buen oro, como si fuese de veynte e tres quilates o mas ...Esto
hacen ellos con ciertas hiervas. “
Fernández de Oviedo 1526.
El desarrollo y evolución de la metalurgia debe
considerarse como una respuesta cultural a una
serie de factores ambientales, tecnológicos y
socioeconómicos que caracterizan cada periodo
del proceso histórico de los pueblos. A partir de los
estudios desarrollados por Rivet y Arsandaux
(1946), resulta evidente que la metalurgia
prehispánica tuvo un proceso de desarrollo
autónomo con relación al viejo continente.
La metalurgia de Mesoamerica es de desarrollo
relativamente tardío. Hoy parece casi probado que
su conocimiento se habría difundido desde
América del Sur, donde se encuentra el "centro"
más antiguo y más importante del doble
continente. Dentro de Sudamerica el centro vital
del desarrollo habría estado en la región andina.
La subregión Norandina peruana y los Andes
Centrales constituyeron centros de desarrollo de la
metalurgia precolombina (Rex 1992).
El Perú país minero por excelencia reune una
tradición metalúrgica que se remonta a más de
10,0000 años de antigüedad, esta labor
especializada se inicia con la extracción de
minerales no metálicos como el cuarzo, riolita,
toba, cuarcita y calcedonia; con la finalidad de
elaborar sus instrumentos de caza, pesca y
recolección; constituyéndose en la actividad
minera más antigua de los andes.
Resulta imperativo sostener que el impulso de esta
actividad estuvo relacionada con el desarrollo de
las sociedades urbanas (Periodo Formativo 1500
a.), por que requirieron cada vez de mayor
cantidad de objetos manufacturados a partir del
uso de materias primas minerales extraídas de
los depósitos filonianos y detríticos, por ejemplo:
material lítico con fines constructivos (templos,
casas, caminos), utilitarios (herramientas, vasijas),
ornamentales (orejeras, narigueras, cetros) y
hasta alimenticios al explotar los yacimientos de
35
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
sal (Bolaños 1991).
El poblador andino logró en dos mil años de
experimentación, el dominio de las más
sofisticadas técnicas para fundir, alear,
amalgamar, laminar, unir y soldar los metales.
La técnica de la soldadura ya era conocida por las
denominadas culturas regionales (200-800 d.C),
de las cuales sobresalen los estudios de la cultura
Moche por Walter Alva en el sitio de Sipán,
reportándose contextos funerarios de elite, es
decir, los cuerpos de dignatarios asociados a un
conjunto de ofrendas trabajadas en diversos
metales (oro, plata, cobre, dorado, etc.),
evidenciándose un trato naturista, exquisito y
a la vez complejo en cada una de las piezas
trabajadas; donde además se reporta un
amplio dominio de la técnica de soldadura al
frío para unir los metales, a través de
engrapes, traslapes, remaches y lengüetas;
cualidad que no restó calidad y expresión artística
a los múltiples ornamentos. Durante el Horizonte
Medio (700-1100 d.C), resulta oportuno mencionar
a la denominada cultura Sicán o Lambayeque,
CULTURA MINERA
Para el caso de la Costa Norte, donde las
investigaciones desarrolladas por Izumi Shimada
en el sitio de Batan Grande, reportan evidencias de
las áreas de extracción, fundición y laboreo del
cobre arsenical, constituyendo un gran aporte
tecnológico con el subsiguiente impulso de la
producción de armas y herramientas a gran
escala.
Con relación a las técnicas de aleación, se
reportan objetos de aleación binaria (oro-cobre,
oro-plata), y aleación terciaria (cobre, plata, oro);
uno de los beneficios de la mezcla por
calentamiento es que disminuye su punto de
fundición, es decir, la temperatura que debe
alcanzar el horno para que sus componentes se
unan en estado líquido.
Asimismo el cobre constituyó un elemento
importante para la elaboración de instrumentos,
está demostrado que el cobre arsenical fue útil
para dar resistencia y evitar la deformación de los
objetos elaborados con este material y en las
aleaciones como núcleo en la obtención de cobre
dorado.
Aunque los metalurgos peruanos tenían en cuenta
las propiedades mecánicas de las aleaciones, lo
que otorga esta calidad única a la metalurgia del
área centro andina es una serie de actitudes
culturales (Bray 1991). En los diversos artefactos
se observa un patrón cultural en el laboreo de los
metales, expresado en las preferencias por las
láminas de metal, que luego fueron articulando a
partir de recortes y modelados, configurando
objetos que manifiestan efectos de relieve y
composición muy elaborados, con contrastes de
color por el contenido bimetálico (oro y plata para
algunos casos), siendo combinado por unidades,
por alternancia contrastada o dispuestos en
degradé, y en algunos casos matizados por
incrustaciones de piedras semipreciosas;labor
donde primó el aspecto estético, por que la
tonalidad resplandeciente y sus variantes
constituyen un valor simbólico con implicancias
ideológicas; teniendo en cuenta que muchos de
estos ornamentos formaban parte de los atuendos
de la clase dirigente, causando un impacto visual
que los elevaba a la categoría de semidivinos,
constituyéndose en un verdadero instrumento de
poder. Lechtman (1978) sostiene que desde los
más antiguos contactos de los pueblos de los
andes con el metal, hasta los tiempos de la
conquista española del Imperio Inca, los dos
colores más importantes eran el oro y la plata, ya
que el color se convirtió en el objetivo del
desarrollo. El objeto puede tener un color en la
superficie y otro totalmente distinto debajo. Por
consiguiente, la metalurgia era una metalurgia de
transformación de la superficie (Bray 1991).
Sin lugar a dudas, la historia del Perú esta ligada a
la historia de la minería, la presencia hispana no
hizo sino ratificar dicha apreciación, experiencia
que costó al sistema social andino, su
desarticulación política, social y económica, con la
subsiguiente explotación irracional de los recursos
mineros existentes en el área andina.
En la actualidad esta actividad económica, de
suma importancia para el desarrollo nacional,
vuelve a cobrar vigencia plena, donde los
mecanismos de explotación minera se orientan
con un criterio integral que marche en armonía con
el medio ambiente, evitando su contaminación y
destrucción sistemática, campo de acción al cual
no es ajena la actividad arqueológica, teniendo en
cuenta que en el marco de la legislación vigente los
recursos culturales están amparados por normas y
disposiciones que regulan el tratamiento de los
mismos, con la finalidad de prevenir su pérdida
definitiva, que por el hecho de ser bienes no
renovables, su afectación tiene carácter de
irreversible, de allí la necesidad de impulsar
trabajos de liberación y rescate arqueológico con el
objeto de conocer el valor histórico del área de
estudio.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
36
Los días 4 y 5 de Junio se llevó a cabo el I Seminario de Soldadura:
Últimos Avances Tecnológicos en la Unión de Corte y Materiales
auspiciado por la empresa SOLDEXA en su búsqueda por contribuir con
el desarrollo de los ingenieros peruanos en el campo de la unión y corte de
materiales .
Asimismo , se cumplieron los objetivos de aportar nuevas tendencias y
avances tecnológicos en el desarrollo de proyectos en el Perú y
soluciones técnico-económicas para la soldadura de mantenimiento y
reparación , así como la industria en general. Este seminario contó con la
presencia de desatacados profesionales especializados en el Perú y en el
extranjero del Staff de SOLDEXA .
El Programa presentó los siguientes temas en sus dos días de duración:
-Ventajas del corte mecanizado en la habilitación de componentes para la
Fabricación y/o Montaje
-Soldabilidad de Aceros de Baja Aleación tratados termomecanicamente
-Soldando Estructuras Tubulares
-Automatización más Mecanización = Productividad +Ahorro de Costos.
INSTITUCIONALES
I SEMINARIO DE SOLDADURA
Últimos Avances Tecnológicos
en la Unión y Corte de Materiales
Los mismos que fueron desarrollados Por:
-Sr. Pedro Sánchez Silva
-Ing. Abelardo Acosta Aguirre
-Ing. Juan Guardia Gallegos
Seminario
OPTIMIZACIÓN EN PROCESOS MINERO - METALÚRGICOS CON TECNOLOGÍA LIMPIA
Nanomateriales y Nanotecnología
Con el Objetivo de proponer nuevas tecnologías
en la Optimización de los procesos mineros
metalúrgicos con Tecnología Limpia y
demostrar las nuevas alternativas compatibles
con el desarrollo sostenible, en el
Procesamiento y Recuperación de Metales.
El Capítulo de Ingeniería Metalúrgica realizó
entre los días 30 y 31 de Julio del presente año ,
el Seminario
OPTIMIZACIÓN EN PROCESOS MINERO - METALÚRGICOS CON
TECNOLOGÍA LIMPIA
Trató sobre la Aplicación de los Nanomateriales
Y la Nanotecnología com una perspectiva en la
industria.
En primer lugar, porque dejarían de ser
competitivas ante el empuje de otras de mayor
poder económico que rápidamente invadirían un
mercado educado en el juego publicitario del
consumo de productos ecológicos.
En segundo lugar , porque hace mucho que las
instituciones financieras internacionales dejaron
de prestar dinero y otorgar créditos a empresas
dudosamente contaminantes
que por esas
razones podrían verse involucradas en sus países
de origen , en conflictos sociales como
consecuencia del manejo que de esta
problemática realizan los grupos de presión o
simplemente por acciones populares totalmente
justificadas y validadas por los medios y las
instituciones de poder.
Asimismo, se abordo el Uso de las Tecnologías
Limpias en el sector minero-metalúrgico su
importancia y su urgencia para ser
implementada en esta industria por razones que
a simple vista parecen comprensibles para
todos los sectores interesados en el tema.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
37
INSTITUCIONALES
Seminario
TECNOLOGIA DEL HIERRO NODULAR
El mayor problema que se ha da en la fundición
de hierro gris nodular es la obtención de piezas
sanas y con buena calidad superficial . Ello exige
conocer las técnicas de llenado y mazarotado .
Este fue el marco de las conferencias del Ing.
Julio Alva , Conferencista Internacional que
ilustro sobre el estado del arte de las técnicas
mencionadas aplicados a los utilitajes.
El Objetivo del Seminario Internacional
“Tecnología del Hierro Nodular”
realizado los días 06 y 07 de Agosto de 2009 ,
cuyo objetivo fue a dar a conocer las técnicas y
llegar a dominarlas representa una parte
importante del patrimonio tecnológico de la
fundición ya que la economía de fabricación
depende del rendimiento del molde (relación
neto/bruto) y el porcentaje de rechazo.
Un sistema bien proyectado optimiza el
rendimiento y minimiza el rechazo.
Indirectamente influencia
la rapidez
de
respuesta de la fundición hacia la clientela en
los tiempos de entrega de piezas.
El Programa General conto con temas de gran
interés como son:
-Mazarotado en piezas de hierro gris y nodular
-Llenado de piezas de hierro gris y nodular .
-De igual forma se presentaron casos de
Aplicación , Opinión y Discusión.
Tecnología
del Hierro
Nodular
“Reunión del Comité Técnico de Normalización de Fundición”
El día 24 de agosto de 2009, en la Sala del
Directorio del CDLima-CIP, se llevó a cabo la
reunión del Comité Técnico de Normalización
de Fundición donde se trato los siguientes
puntos :
? Aprobación de los proyectos de Normas
Técnicas Peruanas PNTP-ISO 185:2009,
FIERRO FUNDIDO GRIS, Clasificación
? PNTP-ISO 11971 :2009 PIEZAS FUNDIDAS
DE HIERRO Y ACERO. Inspección visual del
acabado superficial.
? Asistieron, como representantes del
Capítulo de Ingeniería Metalúrgica - CIP los
Ingenieros: Santiago Valverde, Juan Carlos
Heredia, Samuel Rosario Francia, Rumaldo
Olivera Garay .
? Delegados Representantes de las empresas:
Alianza Metalúrgica S.A. / Ing. Hugo Mateo López
COMESA
/ Ing. Edizon Ricra Rua
Fabricación y Comercio SRL / Ing. Jesús Vera
Huamán
FIMA S.A.
/ Ing. Pedro E. Ipince Rojo
Fundición Callao
/ Ing. David Cristobal
de la Cruz
Fundición Moreno SAC. / Ing. Guillermo Moreno
Aguilar
Fundiciones Industriales SRL/ Ing. Jorge Anderson
Olquín
HAUG S.A.
/ Ing. Alfredo Farfán
IMIM
/ Ing. Arturo Alva
MERCURIO Industria y
Comercio
/ Ing. Jorge Cárdenas
Castro
Metalurgia Peruana
MEPSA
/ Ing. Víctor Torres
Torres
PRODUCE, Direcc. Normas Técnicas y supervisión
industrial :
/ Ing. Luis Rojas
PUCP
/Ing. Víctor Girón
UNI
/Ing. Manuel Natividad
Cruz Torres
UNMSM
/Ing. Victor Vega Guillen
SENATI
Representantes
del Capítulo de Ingeniería
Metalúrgica y Delegados
de las empresas en
la Reunión
del
Comité Técnico
de Normalización
de Fundición.
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
/Ing. Isaac Cordero
La Junta Directiva del Capítulo de Ingeniería Metalúrgica del CDL-CIP a través de su
revista representativa “Metalurgia, Materiales y Soldadura” tiene el honor de dar la
Bienvenida a la Orden del Colegio de Ingenieros del Perú a los profesionales Colegiados en
el Año 2009.
Fecha Coleg.
Apellidos
Nombres
Especialidad
Universidad
Mayo 2009
CALLUPE ARZAPALO
William Oscar
Ing. Metalurgista DAC
Mayo 2009
GAYOSO QUIÑONES
Federico Víctor
Ing. Metalurgista UNI
Mayo 2009
HEREDIA CANALES
Juan Carlos
Ing. Metalúrgico
Mayo 2009
LINGÁN VÁSQUEZ
Denis Ricardo
Ing. Metalurgista UNT
Junio 2009
ABARCA RODRIGUEZ
Joaquin José
Ing. Metalúrgico
UNJFSC
Junio 2009
IMAN MENDOZA
Jaime
Ing. Metalúrgico
UNJFSC
Junio 2009
JORGE RIVERA
Alberto Martin
Ing. Metalurgista UNMSM
Julio 2009
MOLINA PEREYRA
Ismael
Ing. Metalúrgico
Julio 2009
NINAHUANCA RIVERA Pedro Domingo
Ing. Metalurgista UNCentro
Julio 2009
RAMÍREZ AVALOS
Carlos Raúl
Ing. Metalúrgico UNMSM
José Luis
Ing. Metalúrgico
UNMSM
Agosto 2009 CORNELIO TORRES
UNMSM
UNMSM
Agosto 2009
GUERRA TORRES
Elio Alberto
Ing. Metalúrgico
UNMSM
Agosto 2009
MANCHA GONZALES
Salvatore
Ing. Metalúrgico
UNMSM
Agosto 2009
ORTEGA ARICA
Karla Yulissa
Ing. Metalúrgista
UNI
INSTITUCIONALES
RELACION INGENIEROS COLEGIADOS EN 2009
RELACIÓN
CURSOS DE ACTUALIZACION 2009
Aula “4”
17:00 a 22:00
Aula “A”
“Gestión de Cuencas Hidrográficas y Nueva Ley de Recursos Hídricos” 28, 29 y 30 de Setiembre
17:00 a 21:00
Aula “C”
15 y 16 de Octubre
“Responsabilidad Social y Conflictos Socioambientales”
16:00 a 22:00
“III Seminario “Joyería: Oro, Plata y Gemas”
Aula “C”
21,22 y 23 de Octubre
16:00 a 22:00
Aula “A”
“Aniversario de la Ingeniería Metalúrgica”
26 y 27 de Octubre
18:00 a 22:00
Aula “A”
“Seguridad Laboral y Seguridad Ocupacional”
4,5 Y 6 de Noviembre
18:00 a 22:00
Aulas: “A,C,B,4
“6º CONGRESO INTERNACIONAL DE MEDIO
Del 17 AL 20 de Noviembre Jardines, Cochera”
AMBIENTE Y RESPONSABILIDAD SOCIAL ”
09:00 a 18:00
Caracterización Geotécnica de Relaves en condiciones
saturadas y no saturadas: Importancia en el Cierre de Minas”
21 al 24 de Setiembre
“Avances en Flotación de Minerales ”
2,3 y 4 de Diciembre
“Cierre de Minas, Relaves”
10 y 11 de Diciembre
Aula “C”
18:00 a 22:00
Aula “C”
18:00 a 22:00
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
39
6°Congreso Internacional de Medio Ambiente,Seguridad y Responsabilidad Social en Minería y Metalurgia
Conferencias Magistrales / Keynote Speakers
Ana María Araníbar, Vicepresidenta del Organismo
Latinoamericano de Minería (OLAMI), Bolivia
Presidente del International
Paul Bateman,
Cyanide Management Institute (ICMI)
Vicepresidente de AMEC
Gino Bianchi,
Geomatrix Inc., USA
Ministro del Ambiente
Antonio Brack,
Vicepresidente del Grupo de
Eduardo Calvo,
Trabajo III del Panel
Intergubernamental sobre Cambio
Climático (IPCC)
Eduardo Chaparro, Oficial de Asuntos Económicos de
la Comisión Económica para
América Latina (CEPAL)
William Easterling, Decano de la Facultad de Ciencias
de la Tierra y Minerales de la
Universidad Estatal de Pensylvania,
USA
Vicepresidenta Ejecutiva de
Barbara Filas,
Geovic Mining Corp., USA
John McCartney, Gerente Regional de Operaciones
para América Latina de
Schlumberger Water Services
Presidente del Instituto para la
Rolando Páucar,
Energía y el Desarrollo (IEDES)
Secretario General de Terre des
Jean-Luc Pittet,
Hommes Suisse
Ministro de Energía y Minas
Pedro Sánchez,
Vanessa Vereau,
Viceministra de Desarrollo
Estratégico de los Recursos
Naturales del Ministerio del
Ambiente
-Víctor Gobitz,
Presidente del Instituto de
Seguridad Minera (ISEM)
Presidente del Comité de Seguridad
-Jerry Rosas,
Industrial (SNMPE)
-Guillermo Shinno, Gerente de Fiscalización Minera
(OSINERGMIN)
-Víctor Vargas,
Director General de Minería
(MINEM)
2. Gestión de Recursos Hídricos / Water Resourses
Management
Preside: Carlos Aranda, Gerente de Servicios Técnicos de
Southern Perú
Presidenta del Fondo Peruano
-Nicole Bernex,
para el Agua
Asesor de la Autoridad Nacional del
-Adolfo Toledo,
Agua (ANA)
Presidente de la Junta Nacional de
-Enrique Málaga,
Usuarios de Distritos de Riego del
Perú (JNUDRP)
2.Activos y Pasivos Ambientales / Mining Assets and
Habilities
Preside: Raúl Benavides, Gerente de Negocios de Cía.
de Minas Buenaventura
-Gustavo Jo,
-Javier Jahncke,
-Luis Campos,
Gerente de Operaciones de Minera
Colquirrumi
Fundación Ecuménica Para el
Desarrollo y la Paz (FEDEPAZ)
Director Regional de
Responsabilidad Social y
Ambiental de Minera Yanacocha
3.Responsabilidad Social / Social Responsability
Preside: Paul Remy
Mesas Redondas / Round Tables
1.Seguridad Minera / Mine Safety
Preside: Lucio Ríos, Director de Negocios de Downing
Teal Perú
Director de la Oficina Subregional
-José Luis Daza,
Andina de la OIT
Consultor en Responsabilidad
Social (UPC)
-Baltazar Caravedo, Presidente de SASE Asociación
Civil
-Gonzalo Quijandría, Gerente de Asuntos Corporativos
de Cía. Minera Antamina
Director del Programa de
-Bruno Revesz,
Proyección Regional de CIPCA - Piura
En la red
Http://www.mpif.org/index.asp
METAL POWDER INDUSTRIES
FEDERATION
Federación sin fines de lucro integrada
por seis asociaciones comerciales de la
industria pulvimetalúrgica y de material
particulado. Se formó a raíz de la
finalización de la segunda guerra
mundial, ante el posible cierre de estas
industrias.
INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN
DE MATERIALES - UNIVERSIDAD
DE LEEDS DEL REINO UNIDO
Http://www.materials.leeds.ac.uk/
El Instituto tiene como objetivo realizar
investigaciones en materiales originales
cerámicos, metales, carbono y
compuestos.
40
Revista Metalurgia, Materiales y Soldadura
“Inversión Social :Garantía de Desarrollo”
“Social Investment : Safeguard of Development”
Lima, 17 - 20 Noviembre 2009
November 17 - 20. Lima,Perú
Organizado por / Organized by
Colegio de Ingenieros del Perú
Consejo Departamental Lima
Capítulo de Ingeniería Metalúrgica
Informes e Inscripciones:
Capitulo de Ingeniería Metalúrgica Telefax: (51-1) 202-5017 /(51-1) 202-5049
Marconi 210 , San isidro - Lima 27
[email protected] www.cdlima.org.pe/congresoma