La siderúrgica de Chimbote

Siderperú: planta de hierro esponja y hornos eléctricos

Inaugurada en 1956, se ubica en la referida ciudad, la más importante del departamento de Áncash, al norte del departamento de Lima. Ocupa un área de aproximadamente 600 hectáreas. 

Es una de las dos plantas siderúrgicas con las que cuenta el Perú (la otra es la de Aceros Arequipa, en Pisco).

Posee un alto horno (el único del país, que transforma el hierro), así como varios hornos eléctricos, con su respectiva planta de hierro esponja (cuyo insumo fundamental es la chatarra). Emplea el moderno sistema de colada contínua.

Su capacidad de producción es de 600 mil toneladas anuales de productos terminados de acero, parte de la cual se exporta.

Allí se efectúa operaciones de reducción, aceración, laminación de productos planos, laminación de productos no planos, productos planos revestidos, productos tubulares, viales y numerosas instalaciones auxiliares.

Los productos fabicados son: barras y alambrón para la construcción de viviendas y edificios; calaminas para el techado de almacenes, viviendas y plantas industriales; planchas estructurales para la fabricación de puentes y tuberías; alcantarillas y guardavías para caminos y carreteras; barras de molino para la molienda de minerales; barras de alto carbono para la fabricación de bolas de acero para molienda de minerales; planchas para la fabricación de estructuras y carros mineros; tubos soporte de roca; bobinas y planchas laminadas en frío y caliente para la industria metal mecánica fabricante de estructuras, tubos electrosoldados, perfiles, carrocerías, tanques y muebles; bobinas y planchas galvanizadas para fabricar ductos de ventilación, perfiles y techos; planchas navales y estructurales para la fabricación de naves pesqueras, etc.

Alto horno

Cuenta con un muelle en el puerto de Chimbote, apto para recibir embarcaciones hasta de 50 mil toneladas, y por el cual se abastece de hierro, coque, palanquillas y otros insumos, como chatarra.

Pertenece a la Empresa Siderúrgica del Perú (Siderperú), la misma que hasta 1996 fue de propiedad estatal, situación que cambió cuando fue privatizada. Luego, en el año 2006 pasó a manos de la empresa brasileña Gerdau, que desde entonces ha invertido en ella US$ 150 millones. De ese total, US$ 80 millones se han destinado a la modernización de la planta y aproximadamente US$ 50 millones a proyectos para mitigar el impacto ambiental. Uno de estos es el nuevo sistema de captación de emisiones (que reducirá el 99% de estas), valorizado en US$ 28 millones.

Entre los años 2009 y 2010 la empresa se vio obligada a apagar el alto horno, debido a que los elevados precios del hierro, el coque y las palanquillas hacían inviable mantenerlo en funcionamiento, previendo reencenderlo cuando los precios se normalicen. Por ahora, la producción de acero se efectúa únicamente en los hornos eléctricos, a partir de la chatarra.

Actualmente está invirtiendo US$ 14 millones para ampliar en 70 mil toneladas, desde fines del 2011, su producción de barras de molienda. Además, planea invertir US$ 120 millones en los próximos tres años, para la mejora del puerto (que será dragado y podrá recibir dos buques a la vez), generación de energía, instalación de un horno cuchara y mejoras en la laminadora. Asimismo, tiene en evaluación otros US$ 480 millones, para la ampliación y modernización de la laminadora y la acería eléctrica, inversión que dependerá de la demanda y que le permitirá elevar su capacidad de producción de las actuales 600 mil a 1.4 millones de toneladas, que se destinarían íntegramente al mercado local.

El año 2008 tenía previsto un proyecto por más de US$ 1,300 millones para elevar su capacidad productiva a tres millones de toneladas en el 2015 (volumen del cual planeaba exportar 1.5 millones). Lamentablemente, el plan fue descartado por la sobreoferta existente en el mercado.

Tomado de:

Infraestructura Peruana

Un espectacular vídeo: Estirando el acero como chicle

Aunque en el siglo XXXI construyan robots Bender para doblar vigas, nosotros tenemos que conformarnos con feas máquinas hidráulicas que, a pesar de no contar chistes de robopilinguis, también hacen su trabajo. Hoy os traigo una aplicación clásica de máquinas de este tipo a la caracterización de materiales: el ensayo de tracción.

Una de las propiedades más básicas de los materiales empleados en la construcción de edificios, máquinas o robots es su constante elástica (o módulo de Young). Básicamente, se trata de la constante de proporcionalidad entre fuerzas aplicadas y deformaciones en la misma dirección, como si cualquier material se tratase de un "muelle".

Ley de Hooke (Créditos)

En casi todos los cálculos habituales se asume que el material es lineal por lo que si se duplica la carga, se duplica la deformación. Pero ningún material es perfectamente lineal, sino que sólo lo parece hasta llegar a cierta tensión a partir de la cuál entra en fase plástica (las deformaciones son permanentes), si se trata de materiales dúctiles, o directamente se rompe si es un material frágil (como el hormigón).

Por tanto es importante ensayar cada material a tracción para caracterizar las distintas fases de su comportamiento en deformaciones. Precisamente eso es lo que muestra el vídeo que os traigo hoy, realizado para la asignatura Resistencia de Materiales de mi universidad. Espero que os guste:

El eje horizontal de la gráfica muestra el alargamiento en centímetros (cm) y el eje vertical la fuerza de tracción aplicada, en kilo Newtons (kN). Materiales como el hierro o el acero tienen siempre una curva aproximadamente similar a la obtenida (con diferencias cuantitativas según composición, calidad, temperatura, velocidad de cargado, etc.), donde las fases principales son las siguientes:

Distintas zonas de la deformación de un material dúctil (Créditos)

1. Zona elástica: Aquí es donde se cumple la proporcionalidad entre tensión y deformación. La pendiente de la recta es precisamente el módulo de Young del material.
2. Fluencia: En esta fase el material se alarga sin necesidad de tirar mucho más fuerte, ya que se producen reestructuraciones (permanentes) en su configuración interna. 
3. Endurecimiento por deformación.
4. Estricción: en un momento dado aparecerá un punto débil en la barra y la sección del material se irá reduciendo (haciéndose más estrecha). Es por eso que hace falta menos fuerza (la gráfica de fuerza baja) para seguir deformando el material: la tensión interna es cada vez mayor pero se aplica sobre una sección cada vez menor. Finalmente, la barra termina rompiéndose completamente y la fuerza cae a cero finalizando el ensayo.

Cuando se diseña la estructura de una máquina se dimensionan éstas para que nunca se entre el régimen de deformación plástico. En construcción, lo más fácil es diseñar edificios para que aguanten sismos aunque sea llegando a entrar en el régimen plástico, ya que se asume que después tendrán que ser demolidos.

Fuente:

Ciencia Explicada

Increible: Un material "milagroso" hecho a base de sol y agua

Malcom Brown (izq.) es un pionero en el campo de la nanocelulosa.

Es ocho veces más resistente que el acero inoxidable, transparente, ligero, conduce la electricidad y algunos aseguran que este material "maravilla", como lo llaman algunos, transformará la agricultura tal y como hoy la conocemos.

Hablamos de la nanocelulosa cristalina, un material que se obtiene a partir de la compresión de fibras vegetales o se cultiva usando microorganismos como las bacterias.

La nanocelulosa cristalina es considerada por algunos como una opción más ecológica y asequible que el publicitado grafeno, y sus aplicaciones incluyen la industria farmacéutica, cosmética, biocombustibles, plásticos y la electrónica.

Según estimaciones del gobierno estadounidense, en 2020 su producción moverá una industria de unos US$600.000 millones anuales.

Transformará la agricultura

Hasta hace poco una de las mayores preocupaciones de los adeptos a la nanocelulosa era cómo producirla en grandes cantidades y a un bajo costo, pero científicos creen que por fin han dado con la técnica para cultivar este material de forma abundante usando algas genéticamente modificadas.

El investigador Malcom Brown, profesor de biología de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, y uno de los pioneros en el mundo en este campo de investigación, explicó recientemente durante el Primer Simposio internacional de Nanocelulosa, cómo funcionaría el nuevo proceso.

"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata"

Malcom Brown, biólogo

Se trata de un alga de la familia de las mismas bacterias que se usan para producir vinagre, conocidas también como cianobacterias. Unos organismos, que para su desarrollo sólo necesitan luz solar y agua, y que tendrían la ventaja de absorber el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera, causante del efecto invernadero.

"Si podemos completar los últimos pasos, habremos completado una de las mayores transformaciones potenciales de la agricultura jamás llevadas a cabo", dijo Brown.

"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata. Puede convertirse en un material para la producción sostenible de biocombustibles y muchos otros productos".

Nanocelulosa cristalina

Se cree que el nuevo método tendría muchas aplicaciones en distintos campos de la ciencia.

La celulosa en sí es uno de los productos más abundantes del planeta, presente en muchos tipos de fibras vegetales. Pero en escala nano las propiedades de este material cambian por completo.

Como pasa con el grafito, material con el que se producen los nanotubos de grafeno (más resistentes que el diamante), en este caso la fibras nano de la celulosa pueden encadenarse en largas fibras, lo que se conoce como celulosa "nanocristalina".

El material resultante es tan resistente como el aluminio y puede usarse tanto para confeccionar chalecos de protección ultraligeros, como para pantallas de dispositivos electrónicos e incluso para cultivar órganos humanos.

Fábrica natural

Aunque actualmente ya existen plantas dedicadas a la producción de nanocelulosa cristalina, los elevados costos de producción todavía frenan el crecimiento de esta industria.

La producción de este material generalmente entraña la compresión de fibra vegetal, o el cultivo de grandes tanques de bacterias, que tienen que ser alimentadas con costosos nutrientes.

Pero ahora las investigaciones de Brown y su equipo, apuntan al uso de este alga azul-verdosa capaz de generar nanocelulosa naturalmente aunque en pequeñas cantidades. Por ello, el equipo plantea modificarla artificialmente, introduciendo genes de la bacteria Acetobacter xylinum usada para producir vinagre.
De este modo, el alga podría producir el material en grandes cantidades y sin necesidad de aportar nutriente alguno, más allá de suministrarle agua y exponerla a la luz del sol.

Hasta el momento, observó Brown, el equipo de investigación ha logrado que este alga cree una larga cadena de nanocelulosa, pero ahora trabajan para que el organismo sea capaz de producirla directamente en su estado cristalino, cuando es más estable y fuerte.

Fuente:

BBC Ciencia

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El regreso del carbón

EL CARBÓN

• El carbón es responsable de un 40% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono procedente de los combustibles
• Genera casi la mitad de la cantidad total de electricidad producida en EE.UU. Emite casi un tercio más de dióxido de carbono por unidad de energía que el petróleo, y 70% más que el gas natural
• Satisface alrededor de una cuarta parte de las necesidades energéticas del mundo y genera casi el 40% de la electricidad del mundo
• Casi el 70% de la producción mundial de acero también depende de la quema de carbón

A pesar de la tendencia verde, la producción de carbón china no para de crecer.

El carbón, el más sucio y más contaminante de los principales combustibles fósiles, está de regreso.

A pesar de los estrictos objetivos de emisiones de carbono en Europa destinados a reducir el calentamiento global y la gran inversión en energías renovables en China, la demanda de esta antigua fuente de energía es mayor que nunca.  

De hecho, el carbón fue la fuente de energía que más creció -sin contar las energías renovables- el año pasado. La producción aumentó hasta un 6% en 2010, el doble que el gas y más de cuatro veces más que el petróleo.

Los datos de consumo presentan un panorama similar, mientras que las cifras de este año reflejan la misma tendencia.

Hay algunos responsables del resurgimiento del carbón. Muchos pueden durar poco, mientras que otros impulsarán la demanda cada vez más en las próximas décadas.

Alternativa barata 

El consumo de carbón en Europa, donde los gobiernos intentan estar a la vanguardia en la cruzada para reducir las emisiones de dióxido de carbono, aumentó considerablemente en los últimos años.

¿Por qué? Porque es barato, y cada vez más.

Debido a la crisis económica, se ha producido lo que Paul McConnell, analista de energía del grupo Wood Mackenzie, describe como un "colapso en la demanda industrial de energía".

Esto ha dado lugar a un exceso de oferta de carbón, empujando el precio hacia abajo.

También ha dado lugar a un exceso masivo de permisos de emisión de CO2, lo que se traduce en una reducción del precio del carbono, y por lo tanto del costo de producción de carbón.

De igual importancia es el hecho de que ha habido una gran afluencia de carbón barato de Estados Unidos, donde el descubrimiento de gas de esquisto –también conocido como gas pizarra- ha proporcionado una fuente de energía alternativa incluso más barata.

El carbón tiene que ir a alguna parte, así que se exporta a Europa.

Por último, los altos precios del gas natural están haciendo que el carbón sea visto como una alternativa atractiva.

Como explica Laszlo Varro, jefe de mercado de gas, carbón y energía de la Agencia Internacional de Energía, "todos los parámetros favorecen al carbón".

Tanto es así que el "carbón [ahora] se quema como combustible de base en la mayor parte de Europa", afirma Gareth Carpenter, editor de la consultora de energía Platts.

Y la decisión de Alemania de interrumpir toda su energía nuclear y construir más centrales de energía de carbón no hará sino aumentar aún más la producción.

Cuánto durará este resurgimiento del carbón dependerá en cierta medida de la recuperación económica global y de la capacidad de los gobiernos de implementar un sistema que finalmente ofrezca un buen precio del carbono.

Pero, mientras tanto, la legislación aprobada hace más de una década va a limitar seriamente la producción de carbón en los próximos años, según Varro.

El impacto total de la directiva sobre grandes plantas de combustión de la Unión Europea, diseñada para reducir los contaminantes del aire, pero no el dióxido de carbono, está a punto de dar sus resultados. Por lo tanto, cierta cantidad de plantas de carbón ineficientes serán sacadas de circulación.

Como resultado, en cinco años, la capacidad de producción de carbón "será considerablemente más baja que en la actualidad", dice Varro. La directiva no hará nada, por supuesto, para restringir las importaciones baratas procedentes de Estados Unidos.

Explosión de la demanda

Pero pase lo que pase con la producción de carbón y el consumo en Europa, la demanda de energía no para de crecer en Asia, en particular en China. Esto garantiza que la producción de carbón seguirá aumentando considerablemente en las próximas décadas.

El crecimiento demográfico y la explosión de las clases medias se encargarán de ello: sólo en China, la demanda de energía se triplicará para el año 2030, según Wood Mackenzie.

El carbón es cada vez más barato.

China, en particular, está gastando enormes cantidades de dinero en proyectos de energía renovable de una escala que el mundo nunca ha visto: hay planes para superar casi 10 veces la capacidad eólica de Alemania, por ejemplo.

Pero ni siquiera eso va a servir para seguirle el ritmo de la demanda, es decir, los combustibles fósiles seguirán constituyendo la mayor parte del menú energético global en un futuro previsible.

Y si se trata de combustibles fósiles, el carbón es el ganador absoluto: por lo general es fácil y barato extraerlo, y más fácil de transportar, utilizando la infraestructura existente, como carreteras y ferrocarriles, que el petróleo o el gas.

Su precio también es relativamente estable, ya que, como señala Carpenter, "las minas de carbón en su conjunto se encuentran en países relativamente estables sin grandes conflictos geopolíticos".

Por todas estas razones, Wood Mackenzie pronostica que la producción de carbón en Indonesia, en la actualidad el cuarto productor más grande de carbón, aumentará un 60% en 2020, mientras que China importará más de mil millones de toneladas en 2030, casi cinco veces más que los niveles actuales.
Para ese año, se espera que la demanda mundial de carbón importado se duplique, lo que ayudará a que la proporción de combustible fósil utilizada en el mundo sea aún mayor de lo que es hoy.

 

Captura de carbono

La energía barata es, por supuesto, un ingrediente vital para el continuo crecimiento económico de los países en desarrollo, pero las consecuencias de la creciente producción de carbón en las emisiones de CO2 y el calentamiento global son profundas.

Mientras que China está ejecutando actualmente seis proyectos de captura y almacenamiento de carbono (CCS, por sus siglas en inglés) - cuyo objetivo es capturar las emisiones de CO2 de las centrales de carbón y sepultarlas bajo tierra - la tecnología está muy lejos de ser viable comercialmente.

Como dice Carpenter, a pesar de todo el bombo "parece muy poco probable que la tecnología CCS se use de manera extendida en los próximos 10 años".

La demanda china de carbón se triplicará en 2030.

El resultado final inevitable es el aumento de las emisiones de CO2. Según la AIE, las emisiones procedentes de combustibles fósiles alcanzaron un nivel récord el año pasado, mientras que se estima que el total de emisiones relacionadas con la energía aumentará más de un 20% en 2035.

"Por qué no estamos desarrollando más CCS es un misterio para mí", dice el profesor Myles Allen de la Escuela de Geografía y Medio Ambiente de la Universidad de Oxford.

"Se la ve como una más entre varias soluciones, pero es crucial. Sin ella, no hay más nada".
Y los CCS se prestan perfectamente al carbón, precisamente porque se trata de una fuente de energía barata.

Es necesario y urgente el desarrollo de CCS a nivel mundial, además de lograr más avances en la capacidad de potenciar las energías renovables, pero la creciente dependencia de Europa de del carbón sin capturar las emisiones está socavando su imagen de líder en energías limpias, y por lo tanto en globales para reducir las emisiones de CO2.

Fuente:

BBC Ciencia 

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Acero inoxidable: Aleación descubierta por accidente

La búsqueda de un metal inmune a la corrosión es una batalla que se ha librado desde hace varios siglos. Si queremos encontrar la primera muestra histórica de aleación de metales capaz de evitar la corrosión a la intemperie, nos tenemos que trasladar a la India, donde en el año 400 d.C. se construyó el Pilar de hierro de Delhi. Éste no tiene unas dimensiones imponentes (tan sólo 7,21 metros de altura), ni un gran acabado que lo convierta en una elemento recalcable del arte hindú, pero el Pilar de hierro de Delhi ha pasado a la historia de la siderurgia por haber sido capaz de estar en pie 1.600 años sin haber sufrido las consecuencias de la oxidación.

I: Pilar de hierro de Delhi

Pero la historia a veces es interesante y caprichosa. Hace más de 1.600 años ya se había conseguido la primera aleación de hierro inoxidable, hasta la llegada de la revolución industrial, nunca se puso especial atención sobre este tema. Fue entonces cuando en 1821, Pierre Berthier se percató de cómo las aleaciones de hierro y cromo eran especialmente resistentes a algunos ácidos, razón por la cual sugirió su uso en cuberterías. Aún así, las grandes dificultades para conseguir este tipo de aleaciones en la época, hizo que éstas se consideraran impracticables.
Durante las siguientes décadas se hicieron algunos avances en aleaciones resistentes a la corrosión, pero seguía sin encontrarse el tan deseado acero inoxidable. Todo ello cambió con la llegada del siglo XX. Ante la creciente tensión internacional, Inglaterra comenzó a preocuparse por la mejora de su armamento, intentando estar preparada para la inminente guerra, razón por la cual muchas grandes mentes estaban buscando los mejores materiales para mejorar su peso y funcionamiento.

En el año 1913, el inglés Harry Brearley estaba experimentando con distintas combinando distintos metales en busca de aleaciones de acero útiles para la construcción de cañones de pistola. Durante meses estuvo descartando a un lugar olvidado de su laboratorio todas las aleaciones probadas, viendo como el tiempo pasaba y sus investigaciones no hacían más que fracasar.

II: Harry Brearley

Un día, paseando entre todas las muestras rechazadas se percató de cómo una de esas aleaciones, a diferencia de las demás, no se había aherrumbrado. Aquella aleación de acero, compuesta de un 0,24% de carbono y un 12,8% de cromo, había sido fabricada por primera vez el 13 de Agosto de 1913, y a día de hoy está considerada como la primera aleación de acero inoxidable.

Con la llegada poco después de la Primera Guerra Mundial, el descubrimiento no pudo llegar rápidamente a los medios, siendo la primera vez que se publicó de forma formal en enero 1915 en el New York Times. Poco después Brearley intentó conseguir la patente en Estados Unidos, encontrándose con el hecho de que Elwood Haynes ya había patentado el acero inoxidable antes que él.

Este hecho hace dudar sobre quién ha de llevarse el mérito de este descubrimento, pero analizando detenidamente la historia, el problema es aún mucho más complejo. A parte de Brearley y del ya mencionado Haynes en Estados Unidos, hubo otros dos estadounidenses, Becket and Dantsizen, que trabajaron con aleaciones con similar cantidad de cromo entre 1911 y 1914, y unos alemanes, Eduard Maurer y Benno Strauss, que trabajaron entre 1912 y 1914 con cantidades mayores de cromo y algo de níquel.

Todos ellos descubrieron de forma independiente diferente formas de acero inoxidable, pero posiblemente el caso más sorprendente sea el de Brearley, que sin buscarlo intencionadamente, dio con una aleación de acero inoxidable cuyas proporciones aún son a día de hoy una de las aleaciones de acero inoxidables más usada, la conocida como acero inoxidable extrasuave.

Fuente:

Recuerdos de Pandora

Un novedoso material tan elástico como los huesos mejorará los implantes óseos

Lunes, 22 de febrero de 2010

Un novedoso material tan elástico como los huesos mejorará los implantes óseos

Científicos de la North Carolina State University, de Estados Unidos, han desarrollado un material metálico que tiene una elasticidad similar a la del hueso.

Esta similitud permitirá crear una nueva generación de implantes biomédicos que evitaría las respuestas de rechazo del organismo. Este rechazo se genera normalmente como consecuencia de la rigidez de los implantes óseos actuales.

El material creado es incluso más ligero que el aluminio sólido y puede hacerse con acero o con una combinación de acero y aluminio, afirman los investigadores.

Gracias a su capacidad elástica, el material metálico puede deformarse bajo presión y volver posteriormente a su forma inicial. Su superficie, además, potencia el crecimiento del hueso dentro de los propios implantes, lo que incrementaría la fuerza y la estabilidad de éstos.

Más información (en inglés)

Tomado de:

Tendencias 21