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 Solicite Un Demo con Aplicaciones de Prueba ; Manual Operativo Virtual, Instrucciones para poner Operativo El Key Data desde su misma máquina. GRATIS [email protected] 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