Colada De Aluminio r5j23

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DEL MAR EXTENSIÓN CIUDAD GUAYANA RIF. J-00066762-4 METALURGIA

ESTUDIO DEL EFECTO DE LA TEMPERATURA DE COLADA EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE UNA PIEZA DE ALUMINIO EN EL TALLER DE FUNDICIÓN DEL IUTEMAR GUAYANA

DANIEL ANZOLA

CIUDAD GUAYANA, FEBRERO 2015

CAPITULO I

EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del Problema La temperatura de colado es la temperatura del metal fundido al momento de su introducción en el molde. Lo importante aquí es la diferencia entre la temperatura de vaciado y la temperatura a la que empieza la solidificación (el punto de fusión para un metal puro, o la temperatura liquidus para una aleación). A esta diferencia de temperaturas se le llama algunas veces sobrecalentamiento. Éste deberá ser el mínimo posible que garantice el correcto llenado del molde, lo anterior en virtud de que tanto la cinética de oxidación como la solubilidad de gas en el metal líquido dependen de la temperatura. En el mundo hay muchas plantas productoras de aluminio primario, las cuales inundan el mercado con la gama de productos derivados que se logran obtener de este metal y sus aleaciones. La producción de este aluminio es muy alta para su uso en grades empresas siderometalúrgicas, carpintería metálica, etc. Venezuela es uno de los mayores productores de aluminio primario, siendo producido por las empresas básicas, del estado Bolívar, Venalum y Alcasa y por grandes empresas del ramo siderometalúrgico establecidos en el país. La mayor producción estaba dirigida al mercado nacional o local. La Fundación La Salle ha sido una institución educativa que ha formado jóvenes en las carreras de técnicos superiores universitarios en las especialidades de Contabilidad y istración, Seguridad Industrial, Mecánica, Electricidad y Metalurgia. En esta última se han graduado un gran número de profesionales que han ingresado a las empresas e industria que explotan y extraen minerales que son

beneficiables a la sociedad. Cuenta con varios talleres (fundición, soldadura) y laboratorios (fisicoquímica, arenas y metalurgia física) donde se imparte el conocimiento que va a servir en el campo laboral futuro. Puesto que el aluminio es el segundo metal más usado en la industria a nivel mundial, se plantea como problema a resolver, el estudio de los efectos que causa la temperatura de colada en las piezas formadas de esta aleación, ya que este material puede sufrir modificación de su morfología de granos o reoxidación parcial, si la temperatura no es la adecuada durante este proceso y podría formar aleaciones con bajas propiedades mecánicas durante esta etapa, por lo que no podría ser usado o aumentaría los costos operativos para poder reprocesarlo. Las causas por las que no se puede controlar la temperatura de colada en el aluminio primario, son debidas a que la colada es un proceso semicontinúa, lo que hace que existan ciertas etapas en las que el aluminio deba ser transportado de un área o proceso a otro, y ese periodo el material fundido puede irse enfriando. Las consecuencias generadas son que el metal puede enfriarse antes de llenar la cavidad durante la colada o atrape gases y escoria, lo que genera un producto que debe ser reprocesado o retirado como material no conforme. Si no se resuelve el control de temperatura durante el proceso de colada, podría seguirse generando materiales que no cumplan con las especificaciones esperadas y por lo tanto la empresa tendría más gastos operativos por el reproceso de material no conforme y por consumo de energía y materias primas. Como solución se propone estudiar los efectos que causa la temperatura de colada en la fabricación de piezas de aluminio y determinar algunas propiedades mecánicas o microestructuras formadas en estos materiales. Esto serviría para determinar si debe realizarse algún tratamiento adicional que libere los gases o escoria atrapada y permita el uso adecuado de este aluminio.

1.2 Objetivo general Estudiar el efecto de la temperatura de colada sobre el proceso de fabricación de una pieza de aluminio en el taller de fundición del Iutemar Guayana. 1.2.1 Objetivos específicos  Describir el procedimiento a utilizar para la colada de una pieza de aluminio en el taller de fundición del Iutemar Guayana.  Revelar la microestructura del aluminio fabricado en el taller de fundición del Iutemar Guayana.  Estudiar la dureza de la pieza de aluminio obtenida por colada en el taller de fundición.  Presentar los resultados obtenidos del efecto de la temperatura de colada sobre el proceso de fabricación de la pieza de aluminio en el taller de fundición del Iutemar Guayana. 1.3 Delimitación La presente investigación se llevara cabo en el taller de fundición y en el laboratorio de metalografía del Iutemar Guayana, con la finalidad de estudiar el efecto de la temperatura de colada sobre el proceso de fabricación de una pieza de aluminio. La duración del trabajo está comprendida entre los meses de Enero a Julio de 2015.

CAPÍTULO II

EL PROBLEMA

2.1 Antecedentes de la empresa En 1941, el Hermano Ginés, un joven de origen vasco, enamorado de la naturaleza y de la gente, reunió a un grupo de científicos naturales y jóvenes entusiastas de Caracas, para formar una sociedad que más tarde fue conocida como la Sociedad de Ciencias Naturales La Salle, fundan una agrupación que ya cumplió 68 años, la cual está dedicada al estudio de la naturaleza. Es el primer paso que conduce, tras años de fructífera actividad. De esta manera, creándose una creciente preparación por los problemas que se evidencian en cada realidad detectada, y un intenso anhelo de Poder hacer algo para ayudar eficazmente a la búsqueda de soluciones verdaderamente responsables, ese algo, cuya finalidad más inmediata era trabajar al servicio de ciertas comunidades que necesitaban asistencia y estar capacitadas para elaborar su nivel de desenvolvimiento social y económico. Tras una etapa inicial de los años dedicados a gestiones sin ningún capital para iniciar su tarea, con apenas tres personas, dio de ellas a tiempo completo y muy escasa remuneración, el veintiuno de agosto de mil novecientos cincuenta y siete se redacta el acta de constitución de Fundación la Salle de Ciencias Naturales. Se va cumpliendo, gracias al conocimiento que da la existencia y sentido que su trabajo y dedicación, contribuyen a los nobles propósitos que animan a la institución. Dicho propósito se ha basado siempre en una idea: hacer del país un icono general para el mundo, un lugar un poco mejor para vivir, ayudando a quienes más lo necesitan y a toda la comunidad general. Esta institución se ha destacado por sobre muchas otras cosas, porque con el tiempo no ha descansado en el cumplimiento de su labor y de los ideales con las que fue fundada.

Durante los días de enero de 1957, se realizan las jornadas de inducción al personal que prestaría sus servicios en el I.U.T.E.I.N., en el estado Bolívar. En el año 1968 la Fundación toma a su cargo el Instituto Fundación la Salle, estado Bolívar. Más adelante en 1968, nace el Instituto Universitario de Tecnología Industrial de Guayana Proporcionando la formación a nivel Superior en las carreras de Electricidad, Mecánica, Metalurgia, istración, Contabilidad y Finanzas. Fundación La Salle de Ciencias Naturales es una institución venezolana sin fines de lucro que se dedica a impartir educación técnica para el trabajo, a desarrollar investigaciones científicas relacionadas con las ciencias naturales y sociales propias de Venezuela y a transferir a las comunidades y relacionados las herramientas necesarias para ejecutar programas de extensión y producción que promuevan su autodesarrollo Misión Servir a las comunidades más desasistidas, ajustándose a las necesidades y realidades de cada una de ellas, a través de la educación, la investigación, la extensión y la producción; con base en la cultura del trabajo, el hermanamiento y la solidaridad para enraizar a la gente en su región y darle instrumentos que faciliten su desarrollo personal y comunitario, teniendo como fin hacer realidad el Reino de Dios en la Tierra Visión Ser una institución científico-educativa, de extensión-producción, integrada sinérgicamente, con excelencia y solidez. Reconocida regional, nacional e internacionalmente. Fundamentada en su concepción filosófica humano-cristiana. Apoyada en los avances científico-tecnológicos. Que cuenta con la voluntad, capacidad y compromiso de sus para fomentar la dignificación y

trascendencia de la vida y de la persona, en defensa y promoción de los valores culturales y ambientales de cada pueblo. Objetivos estratégicos  Incrementar los niveles de inclusión y permanencia de la población más necesitada en los servicios educativos ofrecidos por Fundación La Salle.  Elevar el impacto de las acciones de investigación y extensión de Fundación la Salle en su entorno relevante.  Incrementar el nivel de inserción laboral de los egresados de Fundación La Salle, de acuerdo con sus áreas de formación.  Incrementar la incidencia de las acciones de Fundación La Salle en las actitudes y valores humano - cristianos de las comunidades atendidas.  Incrementar las acciones de Fundación La Salle al desarrollo de procesos socioeconómicos sostenibles, acorde a los valores culturales de las poblaciones atendidas.  Aumentar la participación de Fundación La Salle en el diseño e implementación de políticas públicas vinculadas a los procesos de desarrollo y crecimiento endógeno de la población venezolana en sus entornos propios. Estructura organizativa La nueva estructura organizativa es mostrada en el siguiente organigrama.

Organigrama de FLASA

Fuente: www.fundacionlasalle.org.ve/ 2.2 Antecedentes de la investigación Como parte del marco teórico, los antecedentes de la investigación se refieren a la revisión de trabajos previos sobre el tema en estudio, realizados por instituciones de educación superior. Los antecedentes pueden ser: trabajos de grado, postgrado, trabajos de ascenso, resultados de investigaciones institucionales, ponencias, conferencias, congresos, revistas especializadas. Según Hurtado y Toro (2002), “Los antecedentes de la investigación es el proceso mediante el cual un investigador recopila, revisa, analiza, selecciona y extrae información de estudios anteriores, acerca del tema en estudio, con el propósito de llegar al conocimiento y comprensión más profunda del mismo”. (Pág. 90). Los ingenieros Minerva Arzola, Agustín Mejias y Héctor Ramírez, (2006), presentaron un artículo en la Revista Universidad, Ciencia y Tecnología, titulado

“Evaluación del proceso de entrega del aluminio primario del área de reducción al área de colada, CVG Venalum”, concluyeron que:  El valor promedio de la variable Temperatura de Colada para las diez salas de Reducción, oscila entre 796 °C y 838 °C, con una desviación estándar media que se ubica entre 36 °C y 21 °C.  El valor promedio de la variable Pérdida de Temperatura para las diez salas de Reducción, se ubica en el rango (19 °C y 29 °C), con una desviación estándar promedio que varía entre 3 °C y 9 °C.  El valor promedio de la variable Tiempo de Traslado para las diez salas de Reducción, varía entre 27 min y 21 min, con una desviación estándar promedio ubicada entre 3 min y 5 min.  Las variables temperatura de colada, tiempo total de traslado de los crisoles del área de reducción al área de colada y la variación total de temperatura, cumplen con los atributos de calidad exigidos al Área de Reducción por el Área de Colada. Se puede evidenciar que la relación que guardan esta investigación con respecto a la que se está desarrollando es que, estudia las microestructuras de los aluminios observando así sus fases y algunas propiedades tanto mecánicas como químicas, haciendo uso de los conocimientos metalúrgicos referentes al área de metalografía y estudios de los materiales. 2.3 Marco referencial En el proceso de fundición, el metal fundido fluye por gravedad u otra fuerza dentro de un molde donde se solidifica y toma la forma de la cavidad del molde, figura 1. El término fundición se aplica también a la parte resultante de este proceso.

Es uno de los más antiguos procesos de formado que se remonta 6 mil años atrás. El principio de la fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar. Morral, 2005, indica que: “Para llevar a cabo un proceso de fundición se requiere del metal líquido y el molde o matriz en que se depositará el metal.” Pág. 17.

Figura 1. Descripción esquemática del proceso de colada. Fuente: Morral. Modelado de procesos de manufactura. Pág. 15. La fundición y colado es sencilla y de poco costo relativo en comparación con otros procesos. Para colar o moldear el material en forma líquida (en el caso de los plásticos el material suele estar en forma de polvo o gránulos), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va a moldear o colar. Después de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Después, se rompe o se abre el molde y se saca la parte. Los procesos de colada se usan para colar o moldear materiales como metales, plásticos y cerámicas. Los procesos de fundición y colada se pueden clasificar por el tipo de molde utilizado (permanente o no permanente) o por la forma en la cual entra el material al molde (colada por gravedad y fundición a presión). El termino “fundición” se usa siempre para los mátales, pero no tienen diferencia considerable en relación con el moldeo (el término de uso general para los plásticos).

Por ejemplo, el moldeo por inyección es el termino para un preciso de moldeo a presión de partes termoplásticos. La maquina utilizada es una maquina de moldeo por inyección, la cual inyecta el plástico fundido dentro de un molde metálico. El mismo proceso básico, pero a temperaturas mas altas, produce las fundiciones a presión en una maquina para fundición a presión, la cual inyecta zinc o aluminio fundidos, por ejemplo, dentro de una matriz de acero. Fundición y colado Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión la forja, la extrusión, el mecanizado y el laminado. Las partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tamaño, precisión, rugosidad de superficie, complejidad de configuración, acabado requerido, volumen de producción y costo y calidad de la producción. El tamaño de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundición a presión hasta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes más exactas se producen por fundición a presión moldeo en cáscara, inyección y revestimiento. Con la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. Ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas. La fundición y colada en molde a presión, en molde frío, por inyección, transferencia, vacío y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. La fundición continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes

con máxima aspereza de superficie. Las formas mas bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas, arena y continua; las configuraciones más complejas se producen por fundición por revestimiento y aprecion. La fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producción; la fundición en arena es un proceso de uno por uno, un tanto lento. La fundición y colada un proceso de bajo costo relativo. Sin embargo los moldes para moldeado por compresión y moldeado por inyección así como las matrices para la fundición a presión, son muy costosos.

Figura 2. Colado de metal fundido. Fuente: Fuente: Morral. Modelado de procesos de manufactura. Pág. 1. La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

Proceso Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición. Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:  El desbaste del metal excedente de la fundición.  La limpieza de la superficie.  Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades. Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la microestructura metalúrgica asociada. Tipos de molde La cavidad en donde se deposita el metal recibe el nombre de molde o matriz y está en función de su duración. Si sólo permitirá un vaciado y posteriormente se destruye se denomina como molde, mientras que el término matriz corresponde con aquel molde que permite más de una operación de vaciado. Si la duración de la matriz

es de unas cuantas operaciones se considera como semipermanente, mientras que si su duración es mayor a las 1000 operaciones de vaciado se denomina como permanente. En el caso de colada en molde desechable el proceso de fundición se inicia con la producción de un molde, para lo cual se requiere de un modelo de la forma y dimensiones de la pieza a producir. Usualmente el molde contiene una o varias cavidades cuya forma geométrica determina la forma de la parte a fundir. La cavidad debe ser ligeramente sobredimensionada, esto permitirá compensar la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento; asimismo, se deberán considerar sobre-espesores para el maquinado de aquellas superficies que así lo demanden. Los moldes se producen de varios materiales que incluyen arena, yeso y cerámica. Los procesos de fundición se clasifican frecuentemente de acuerdo con los diferentes tipos de moldes. El modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con algunas modificaciones derivadas de la naturaleza del proceso de fundición: Debe ser ligeramente más grande que la pieza final, ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente. El porcentaje de contracción estará asociado con el material a vaciar en el molde. Como ya ha sido mencionado, a esta dimensión se debe dar una sobre medida en los casos en el que se dé un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta. Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la dirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el modelo), con objeto de no dañar el molde de arena durante su extracción. Este ángulo se denomina ángulo de salida, que generalmente es del orden de 0.5º a 2º. En el caso de que el modelo se extraiga de la cavidad en forma líquida (fundición a la cera perdida) o gaseosa (lost foam casting o colada sin cavidad) no se requerirá de ángulos de salida.

Para permitir que el metal llene la cavidad del molde será necesario contar con canales de alimentación (coladas) y elementos que garanticen que la solidificación termina en zonas externas a la pieza (mazarotas). Asimismo, el molde contendrá cavidades para la colocación de los machos o corazones (los cuales permiten generar cavidades complejas en la pieza fundida). Vaciado del metal fundido Después del calentamiento, y una vez alcanzada la temperatura adecuada (mínima a la que se puede producir una pieza sana), el material está listo para verterse en el molde, lo cual se refiere como vaciado (figura 2.30). La introducción del metal fundido en el molde y su flujo dentro del sistema de vaciado y de la cavidad es un paso crítico en el proceso. Para que este paso tenga éxito, el metal debe fluir antes de solidificarse a través de todas las regiones del molde. Los factores que afectan la operación de vaciado son la temperatura de vaciado, la velocidad de vaciado y la turbulencia generada durante el llenado del molde.

Figura 3. Vaciado del metal en el molde La temperatura de vaciado es la temperatura del metal fundido al momento de su introducción en el molde. Lo importante aquí es la diferencia entre la temperatura de vaciado y la temperatura a la que empieza la solidificación (el punto de fusión para un metal puro, o la temperatura liquidus para una aleación). A esta diferencia de

temperaturas se le llama algunas veces sobrecalentamiento. Éste deberá ser el mínimo posible que garantice el correcto llenado del molde, lo anterior en virtud de que tanto la cinética de oxidación como la solubilidad de gas en el metal líquido dependen de la temperatura. La velocidad de vaciado es el caudal con que se vierte el metal fundido dentro del molde. Si la velocidad es muy lenta, el metal puede enfriarse antes de llenar la cavidad. Si la velocidad de vaciado es excesiva provoca turbulencia y puede convertirse en un problema serio (se favorece la erosión de la arena del molde, así como que el metal atrape gases y escoria). La turbulencia del flujo se produce al o del metal líquido con las paredes del molde, su presencia dependerá de la velocidad y de la viscosidad del metal líquido, así como de la geometría del sistema de llenado. El flujo turbulento debe evitarse ya que provoca una mayor interacción entre el metal y el aire, lo que favorece la formación de óxidos metálicos que pueden quedar atrapados durante la solidificación y degradando de esta forma la calidad de la fundición; también provoca una erosión excesiva del molde por efecto del impacto del flujo de metal fundido. Por último, el flujo turbulento promueve que el metal líquido atrape gas y escorias afectando con esto, en forma negativa, la calidad de las piezas producidas. Usos y propiedades del aluminio El reciclado de un material es actualmente una de las vías más seguras para respetar el medio ambiente y evitar un abuso desconsiderado de los recursos naturales. Desde hace décadas la concienciación ciudadana en torno al reciclado de productos que utilizamos en nuestra vida cotidiana ha ido en aumento. Todo un logro. De todos los materiales que se reciclan existe uno en el que esta actividad es cada vez más rentable y sus múltiples propiedades lo convierten en un material moderno de gran futuro: el aluminio.

El aluminio es como un almacén de energía (15 kWh/Kg), por ello tiene un gran valor que no puede desperdiciarse y su reciclado se traduce en recuperación de energía. Además, es un material muy valioso como residuo, lo que supone un gran incentivo económico. Las propiedades que hacen del aluminio un metal tan provechoso son: su ligereza (sobre un tercio del peso del cobre y el acero), resistencia a la corrosión (característica muy útil para aquellos productos que requieren de protección y conservación), resistencia, es un buen conductor de electricidad y calor, no es magnético ni tóxico, buen reflector de luz (idóneo para la instalación de tubos fluorescentes o bombillas), impermeable e inodoro, y muy dúctil. Además, el gran atractivo es que se trata de un metal 100% reciclable, es decir, se puede reciclar indefinidamente sin que por ello pierda sus cualidades. En Europa, el aluminio alcanza tasas de reciclado muy altas que oscilan entre el 50% en envases, el 85% en construcción y el 95% en transporte. Todo ello se traduce en una producción anual en torno a los 4 millones de toneladas de aluminio reciclado en Europa. Los usos que se da al aluminio actualmente son múltiples y podemos dividirlos por sectores: Electricidad y comunicación El aluminio ha ido reemplazando progresivamente al cobre desde la década de los 50 en las líneas de transmisión de alto voltaje y actualmente es una de las formas más económicas de transportar electricidad, además de que puede hacerlo más eficientemente que el cobre (actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir electricidad a 700.000 voltios o más). Por otra parte, el aluminio también está presente en las antenas para televisores y satélites. Transporte

Durante la última década la utilización de aluminio en la industria automovilística ha aumentado de forma constante y la industria del aluminio está dedicando importantes recursos para aumentar su participación en este sector. Este interés responde a criterios ecológicos, además de económicos. Actualmente, se fabrican en aluminio piezas fundidas (pistones, ruedas, cajas de transmisión, conjuntos de suspensión), radiadores, y estructuras y carrocerías Ya existen algunos coches no sólo deportivos sino berlinas de alta gama (Audi A8) y utilitarios (Audi A4) fabricados totalmente en aluminio. La utilización de este material en la fabricación de vehículos conlleva grandes ventajas medioambientales: la ligereza del material supone una reducción del peso del vehículo de hasta un 30%, lo que se traduce en un ahorro de combustible, ya que el vehículo requiere menor fuerza y potencia para moverse, y por lo tanto genera un menor porcentaje de polución. En términos de reciclabilidad, en América del Norte y Europa más del 98% del aluminio contenido en los automóviles es recuperado y reciclado. Asimismo el sector ferroviario también utiliza el aluminio en sus locomotoras. Como ejemplo: un tren de aluminio aporta un ahorro de energía del 87% a lo largo de los 40 años de vida media, en comparación con otros trenes fabricados con elementos más pesados. En el sector aeroespacial es indispensable gracias a su ligereza. Desde que se fabricara el primer aeroplano, el aluminio ha formado parte importante en su construcción y ha reemplazado a materiales que se utilizaban en sus inicios como la madera y el acero. De hecho, el primer avión de aluminio se fabricó en la década de 1920 y desde entonces sigue vinculado a este sector gracias a la combinación de su resistencia, ligereza y maleabilidad. Edificación y Construcción En España y otros países mediterráneos, en el sector de la construcción, el uso del aluminio es mayoritario en comparación con otros metales. La demanda ha crecido de manera considerable a lo largo de los últimos 50 años y actualmente es utilizado en

estructuras de ventanas y puertas y en otras estructuras como cubiertas para grandes superficies y estadios como el de Francia en París y el nuevo parlamento europeo en Bruselas. Por otra parte, cada vez más, diseñadores, arquitectos y artistas utilizan el aluminio con fines ornamentales y decorativos como por ejemplo Dumia, una cúpula realizada enteramente de aluminio y que mide más de cinco metros de altura y 12 de diámetro, situada en la plaza Real de Torino, o la Torre de Comunicaciones de Shanghai.

Envases En este sector, las aplicaciones son múltiples y abarcan desde la fabricación de latas, el papel de envolver, la capa intermedia de envases de cartón (tetra brick) hasta láminas para cerrar yogures, medicamentos, etc. En cuanto a la utilización de latas de aluminio cabe destacar sus ventajas en comparación con otros envases: protegen el contenido durante largos periodos ante la entrada de oxígeno y contra la luz, son muy ligeras, permiten enfriar las bebidas rápidamente, son difíciles de romper, presentan una gran comodidad de manejo y ocupan muy poco espacio. Y lo más importante: son 100% reciclables. Actualmente se consumen cerca de 20.000 toneladas en España y en Europa más de 400.000 t de latas de aluminio y su tasa de reciclaje está por encima del 70% en algunos países. Suecia, con 92% y Suiza con el 88% van a la cabeza en Europa. Las latas de aluminio necesitan el 40% menos del metal que las latas que se fabricaban hace 25 años y menos energía y materia prima. En España, durante el 2006, dos de cada tres latas de bebidas (tanto de aluminio como de hojalata) se reciclaron, lo que sitúa a este envase en primer lugar y España se sitúa por encima de la media europea con un 67%. Los sistemas de recogida selectiva y de devolución son utilizados cada vez más por la sociedad, consciente de la importancia que tiene un pequeño gesto,

como el de tirar la lata a su contenedor correspondiente, ya que supone un beneficio para el medio ambiente. Otros usos En la industria química el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos, recipientes y aparatos. Por su elevada conductividad térmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina. Además, no hay que olvidar la presencia en nuestra vida cotidiana del papel de aluminio de 0,018 cm. de espesor, que protege los alimentos y otros productos perecederos El aluminio se utiliza también en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe relativamente pocos neutrones. La resistencia a la corrosión al agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos. En definitiva, el aluminio es el elemento más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno y el silicio y además puede ser reciclado infinitamente sin por ello perder un ápice de sus cualidades. Las aplicaciones son infinitas y su demanda crece día a día. Un material idóneo para el mundo actual y que respeta el medio en el que vivimos. El reciclado del aluminio Cualquier producto de aluminio puede ser reciclado infinitas veces sin perder sus propiedades. Gracias al reciclado del aluminio el material puede ser reutilizado tantas veces como sea necesario y con óptimas cualidades. El ciclo del reciclado empieza justo después de su producción ya que los recortes y restos de este proceso industrial se recuperan y reciclan directamente. En el caso de los productos adquiridos por los consumidores el ciclo del reciclado se inicia al final de su vida útil cuando, a través de diversos canales, llega a la planta de reciclado Aquí, el primer paso es separar el aluminio de otros metales y elementos que puedan contaminarlo mediante diversos métodos (manualmente, separadores

magnéticos, Separadores por Corrientes de Foucault, etc.). Una vez eliminadas todas las impurezas el aluminio, éste es prensado, embalado y enviado a fundición. Posteriormente se traslada a plantas específicas para su refabricación. Finalmente, el fundidor o refinador lo convierte en lingotes, tochos, productos de desoxidación, etc. que serán utilizados para crear nuevos productos destinados al consumo humano. La duración del ciclo de vida varía de acuerdo a cada producto. Por ejemplo, en el caso de las latas de aluminio utilizadas para envasar bebidas, la duración es de 45 días aproximadamente, en cambio, la del aluminio utilizado en cables para el sector eléctrico es de 40 años. Sea cual sea el fin del reciclado es indudable los beneficios ambientales y económicos que supone su recuperación y reutilización Examen metalográfico El examen estructural de los materiales y aleaciones por vía microscópica es una de las armas principales que posee el metalurgista, ya sea en investigación científica como en el control de la calidad de los materiales, teniendo en cuenta la conocida relación estructura-propiedades. La importancia de la observación micrográfica está dada por la influencia que ejercen los componentes químicos de una aleación que pueden encontrarse en forma de una solución sólida homogénea, en forma de un compuesto intermetálico de composición química definida, dispersa en el seno de una solución sólida, en forma de una mezcla eutéctica, etc. Estos componentes reciben el nombre de constituyentes metalográficos y de sus proporciones, formas y estados dependen las propiedades físicas de una aleación. Por lo tanto, el desarrollo de la técnica que nos permite observar dichos constituyentes deberá ser objeto de un trabajo consciente y criterioso. El primer paso dentro de esta área técnica metalográfica será la zona micrográfica a estudiar y que deberá ser

representativa del fenómeno a observar, teniendo en cuenta la forma, función y origen del material. La obtención de una superficie perfectamente plana y pulido especular, nos permitirá llegar a conclusiones exactas y ello dependerá exclusivamente de la prolijidad y esmero con que se realice esa tarea, siguiendo las técnicas usuales. La elección de los reactivos de ataque y de los aumentos a los que serán observados los distintos constituyentes, están dentro de las variables que juegan en un análisis metalográfico, como son la calidad de lo que se quiere observar y la dimensión apropiada de su magnificación para interpretar el problema que se desea estudiar. Se puede concluir entonces, que el objetivo de la preparación de una muestra metalografía es la revelación de la estructura verdadera, llamando en teoría estructura verdadera a la cual no posea deformaciones, rayas, arranques de material, elementos extraños, aplastamientos, relieves, bordes redondeados y daños térmicos. Esto se logra con la realización de un método sistemático de preparación. Dureza La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, etc. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. En metalurgia la dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.

El interés de la determinación de la dureza en los materiales estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido. Hasta la aparición de la primera máquina Brinell para la determinación de la dureza, ésta se medía de forma cualitativa empleando una lima de acero templado que era el material más duro que se empleaba en los talleres. Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes:  Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima resistencia a tracción.  Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza estándar.  Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.  Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.  Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la

escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor. 2.4 Marco conceptual Aleación: Se trata de una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes fundan. (Addison 1964, Pág. 29). Aleación AA3003: Esta aleación de aluminio y manganeso tiene buena capacidad para ser deformada, combinada con buena resistencia a la corrosión y de buen soldado. Principalmente utilizado en recipientes para almacenar sustancias varias, también se utiliza en pasillos y puentes en plantas industriales. (www.sumiteccr.com, catalogo 2006). Aluminio: Es un metal de color blanco argéntico, un poco azulado, maleable y blando (Moreno. 1971. Pág. 281). Desbaste: Se basa en preparar la superficie para pulido, eliminando las capas distorsionadas, u obtener una superficie plana, ya que el microscopio tiene solo una pequeña profundidad focal. (Morral, Jimeno y Molera. 2005. Pág. 698). Dureza: Se denomina dureza a la resistencia a ser rayado que ofrece la superficie lisa de un mineral, y refleja, de alguna manera, su resistencia a la abrasión. Mediante el estudio de la dureza de un mineral se evalúa, en parte, la estructura atómica del mismo pues es la expresión de su enlace más débil. (www.UNED.es. 2012). Metalografía: Es la ciencia que estudia las características micro estructurales o constitutivas de un metal o aleación relacionándolas con las propiedades físicas, químicas y mecánicas. (es.wikipedia.org.wiki, 2012).

Microestructura: Apariencia estructural de un metal obtenida mediante imágenes microscópicas de la superficie de una muestra totalmente especular que posteriormente es atacada químicamente para obtener socavaciones en las zonas energéticas como lo son los limites de granos. (Valderrama. 2001. Pág. 103). Muestra: Un conjunto de una población o universo. (Terry, 2000, Pág. 78). Propiedades Mecánicas: Son todas aquellas propiedades que involucran la relación existente entre deformación y esfuerzo. (Avner, 1987, Pág. 18).