CLULA INDUSTRIAL MATERIALES CADENA DE SUMINISTRO

Miembros: De La Cruz Esquivel Diego Galindo Adler Ana Sabine Herrera Rodrguez Fidel Jaramillo Gonzlez Ral Santiago Martnez Paulina

DECISION DE MATERIALES La eleccin de los materiales es fundamental para cualquier producto puesto es lo que el cliente siempre tiene presente por lo que la complejidad conlleva desde la extraccin, transformacin, reciclaje. Para decidir que material ser el mas optimo a utilizar en el SUT se consideraron aspectos diferentes por las aplicaciones que realizar el material de igual manera se consideraron aspectos similares como el entorno al medio ambiente , su disponibilidad como materia prima, sus costos , su reciclabilidad etc. Algunos materiales no se encuentran aun en el mercado sin embargo por sus caractersticas tienden a usarse en el futuro.

GENERAL

APLICACIONESCarroceria

MATERIAL ACTUALFibra de carbono

MATERIAL PROPUESTO

VENTAJAS

DESVANTAJAS

Trasmisin

aleacin de acero al Cr-Zn

Pernos

Acero al carbono cromado

Pastilla para frenos

Asbesto-Magnesio

Neumaticos Vidrios Motor

Cubierta de Caucho vidrio de siO2 Laminado Aluminio

Fibra de vidrio con inyeccin Se puede degradar Aadir un proceso de resina Precio, el material es adaptable a las necesidades Al-Cuengranes y Nylon-66 El costo del proceso es del proyecto y la aleacion se estructura superficial elevado puede adaptar a las propiedades mecanicas Son adaptables y de facil Duraplast con recubrimiento maquinado con moldeado o Costo de la Tecnologia de aluminio torneado CNC No habria que cambiar la El costo de la pastilla es pastilla en toda la vida util del elevado si se fabrica, aunque Cermica auto, ademas ofrece es costo promedio si se propiedades mecanicas compra inigualables Cubierta Bioisopreno Mayor resistencia al impacto Vidrio-metalico Mas pesado un 10% Conductividad electrica Iman de Neodimio Mayor Fuerza magnetica Produccin mas contaminante Materia prima de importacin

Interiores

piel y polipropileno

fibra de yute y/o sisal

Se degrada en un tiempo considerado, su produccin se Disponibilidad de Yute/Sisal. puede llevar a cabo en Mxico Su costo de produccin es 100% Biodegradable. Proceso elevado. Poseen no tan productivo a travs de materia buenas propiedades prima renovable mecnicas-

Tableros Chasis Faros Pantallas

Poliuretano Aluminio Polipropileno LCD

Polihidroxialcanoato (PHA) Aleacin polimeros biodegradables

bolsas de aire

nylon

interiores duros

policarbonato

bloqueador magnetico

de

campo

Mas ligero, poco volumen, Costo de la Tecnologia flexible Por ser un producto nuevo an Envejecimiento a largo plazo, no hay informacin disponible hytrel facilidad de procesado. acerca del proceso de manufctura. Facilidad de procesamiento y moldeado por termoformado o moldeado inyectado, El costo Solo existe un proveedor, por es bajo y la cadena de propiedad industrial, por lo que Corian Solid Surface distribucion hace posible el no se podria comprar con otra abastecimiento. Otra ventaja empresa o procesarlo. es que no es el unico material que se le pediria a dupont, . La principal zona de Aleacion Niquel 77%, Cromo Facil maquinado produccion de niquel no esta 21%, Cobre 9% en mexico. Grafeno

DIAGRAMAS DE CADA MATERIAL MATERIAL: POLIHIDROXIALCANOATO (PHA) APLICACIN: TABLEROP.A.C.E. MATRIZ DE ELECCIN PARA MATERIALES REVISIN 1 COMPONENTE POLIHIDROXIALCANOATO (PHA) SEGUNDA OPCION 9 8 0 10 10 8 6 10 6 8 5 36 72 0 250 250 16 18 100 36 40 20 838 8 6 3 6 10 9 7 6 8 6 6 32 54 21 150 250 18 21 60 48 30 24 708 6 9 4 2 3 7 4 3 7 5 8 24 0 28 50 75 14 12 30 42 25 32 332 Material 5 Material 6 Material 7 7 3 5 7 5 7 8 4 5 5 6 28 27 35 175 125 14 24 40 30 25 24 547 8 6 8 1 2 8 9 0 6 5 7

FECHA 12/02/2011 MATERIAL SELECCIONADOConcepto

TABLERO POLIHIDROXIBUTIRATO ( PHB) 32 54 56 25 50 16 27 0 36 25 28 349

Ponderacin Mat. 1 Pond. Val. 1 Mat. 2 Pond. Val. 2 Mat. 3 Pond. Val. 3 Mat. 4 Pond. Val. 4 Mat. 5 Pond. Val. 5

DUREZA COSTO DE MATERIA COSTO DE PRODUCCION RECICLABILIDAD ENTORNO AMBIENTAL COMPATIBILIDA D CON OTROS FLEXIBILIDAD BIODEGRABILIDA D PERMEABILIDAD DUCTIBILIDAD ESTABILIDAD TERMICA SUMAS Material 1 Material 2 Material 3 Material 4

4 9 7 25 25 2 3 10 6 5 4 100

POLIHIDROXIALCANOATO (PHA) POLIHIDROXIBUTIRATO ( PHB) POLILACTATO (PLA) POLIACETATO DE VINILO (PVAc)

POLIPROPILENO (PP)

Justificacin Qu material utilizar y porque? Mi propuesta es un polmero de hidroxialcanoato (PHA), polister que es producido a travs de la fermentacin de bacterias, microorganismos , sustratos de origen vegetal , plantas y recursos renovables. As como por tener las siguientes caractersticas: de ser 100% biodegradable, ser estable ante los rayos UV, poseer permeabilidad al agua, es termo-moldeable, no txico y ser compatible con otros materiales, esto solo por mencionar algunas.

Propiedades De qu regiones puedo extraerlos? Teniendo en cuenta que la opcin para producir el (PHA) a travs de bacteria (Ralstonia eutropha) en cuanto al proceso de produccin actualmente es muy elevado, he decidido de acuerdo a investigaciones que la opcin puede ser a travs de la melaza de caa de azcar utilizndola como un sustrato para dicha produccin. En este pas de Mxico el azcar es elaborada en seis regiones. La zona de produccin ms grande es la del Golfo de Mxico, que comprende a los estados de Veracruz con 25 Ingenios, Oaxaca con 3 ingenios y Tabasco con 4

ingenios, la segunda zona de produccin se ubica en la regin del Pacifico, en donde se produce el 22% del total nacional, cuenta con un total de12 ingenios distribuidos 6 en el estado de Jalisco, 3 en el estado de Michoacn, 2 en Nayarit y 1 en Colima, la tercera regin ms importante de produccin de azcar en el pas es la situada en el noreste, la cual comprende a los estados de San Lus Potos con 4 ingenios, el estado de Tamaulipas con 2 ingenios, y 2 ingenios ms al norte del estado de Veracruz.

Conjunto de empresas que se dedican a la extraccin y/o proceso (especialmente) del material propuesto y su ubicacin.*Nota: este link es nicamente para que revisen lo de los proveedores en cuanto a la produccin de (PHA)

*http://www.quiminet.com.mx/principal/resultados_busqueda.php? N=plasticos+biodegradables#tabla_proveedores

En cuanto a la lo de la caa de azcar se ve con la Unin Nacional de Caeros A.C y dependiendo de la regin, te proporcionan los datos para contactar a la empresa, su pgina es la siguiente. http://www.caneros.org.mx/ Proponer ubicacin de planta de acuerdo al material, considerando cercana y proceso La propuesta de planta para producir (PHA) en base a los datos obtenidos de investigacin sera en el estado de Veracruz por tener la mayor produccin de caa de azcar , as como por las condicin climatolgica. Un factor necesario para la produccin de polihidroxialcanoato. Ruta de traslado del punto de proveedor a planta distancias aproximadas. PENDIENTE dado a que me interesa platicar bien con el grupo de trabajo para definir la regin y as terminar bien todo lo referente a esta propuesta. Maquinaria requerida para procesar el material. Para la produccin de (PHA) realmente mquinas an no he podido proponer dado a que se obtiene mediante procesos de fermentacin y no ocupa mquinas sin embargo material de laboratorio si. La maquinaria en todo caso sera para dar hacer el molde del polmero obtenido que es (PHA).

Costo de materia prima por unidad. Aproximadamente el costo de produccin de fermentacin bacteriana de un kilogramo es de 15 dlares. Nota: actualmente es lo que se est investigando para que el costo de produccin pueda ser reducido.

MATERIAL: BIO-ISOPRENO APLICACIN: CUBIERTA DE NEUMATICOS

Qu materiales se utilizaran y porque? A pesar de la investigacin realizada an no se tienen datos fidedignos sobre la forma

de produccin y costos de dicho neumtico a base de bioisopreno ya que Goodyear ha dicho, los neumticos se encuentran en modo prototipo, la disponibilidad comercial del producto est prevista en 2013. Por lo cual es arriesgado y poco confiable hacer estimaciones en cuanto a costos y maquinaria utilizada para la produccin de tal producto, debido a la patente de Goodyear, esto no descarta el uso de dicho material, ms bien queda como propuesta pendiente e ideal para los fines a futuro que el SUT requiere, es decir, es la respuesta ms cercana y actual en cuanto a neumticos biodegradables que se tiene de un producto tangible, con investigacin propia de Goodyear y que claro est que las investigaciones an continan. De lo que se tiene certeza es que el desarrollo de tal producto provocar que la produccin de llantas disminuya en gran medida su dependencia del petrleo, una condicin que incrementar su armona con el medioambiente y disminuir considerablemente su costo econmico, tanto para las empresas productoras como para el consumidor final. Por las razones antes mencionadas, consideramos hacer un estudio ms profundo en cuanto al material actual y que podemos obtener nacionalmente, es decir, el caucho. De qu regiones puedo extraerlos? El caucho natural se obtiene de un lquido lechoso de color blanco llamado ltex, que se encuentra en numerosas plantas. La principal fuente comercial de ltex son las euforbiceas, del gnero Hevea. En Mxico una fuente importante de ltex para la produccin de caucho o goma natural, es el rbol del hule, Hevea brasiliensi. El cultivo del rbol del hule (Hevea brasiliensis), tiene un amplio futuro en las diferentes regiones huleras de la repblica Mexicana. siendo los Estados con mayor potencial para el cultivo del hule a nivel nacional: Oaxaca, Chiapas, Veracruz, y Tabasco; donde por el momento Veracruz ocupa el primer lugar, en superficie con plantaciones de hule, as como en la produccin de este elastmero.

Estado Desarr ollo Chiap as Oaxac a Tabas co Verac ruz Total 2,045.0 0 155.00 2,531.0 0 3,182.0 0 7,913.0 0

Superficie Producc in 1,956.00 4,899.00 775.00 10,323.0 0 17,953. 00 Total 4,001.0 0 5,054.0 0 3,306.0 0 13,505. 00 25,866 .00

Fuente: Secretaria de Agricultura, Ganadera, Desarrollo Rural, Pesca y alimentacin (SAGARPA) - Gobiernos de los Estados

Proponer ubicacin de planta de acuerdo a tu material considerando cercana y proceso

PARA EL CAUCHO: Tomando en consideracin que Veracruz es el estado con mayor produccin sera una opcin adecuada la ubicacin de la planta en la zona industrial de Coatzacoalcos. RESPECTO A LOS NEUMTICOS DE BIOISOPRENO Es importante tomar en cuenta la ubicacin de las plantas de Goodyear en el territorio Nacional, por lo que analizando a las plantas de Guanajuato, Veracruz, Sonora, Baja California, Nuevo Len y Tamaulipas se sumarn 18 en las rutas de Mxico a Laredo, Tijuana, Manzanillo, Lzaro Crdenas, Coatzacoalcos, Tabasco y Yucatn, consideramos de igual forma, ubicar la planta en Veracruz.

Maquinaria requerida para procesar tu material No es objeto del proyecto la produccin de neumticos, ms bien detectar el mejor proveedor de producto sustentable.

Costo de materia prima por unidad Como mencionbamos, an no es posible determinar un costo o precio del neumtico de bioisopreno ya que Goodyear proyecta adaptar una planta en 2013 para que arranque la produccin. Pero para que salgan, en lo que se hacen las adecuaciones y dems pruebas de calidad y desempeo, todava pasaran un par de aos. Se tiene previsto que el producto est en el mercado a partir del 2015.

En el caso de las llantas actuales a continuacin se presentan algunos precios por unidad para consideracin, de

diferentes marcas y tomarlos como posibles costos, en caso de que se produjera el SUT ahora. RIN 17

Llantas Rin 15 195/65 R15 Kumho Solus $ 1,099 Llantas Goodyear Rin 15 Seguridad $ 1,075

Llantas Pirelli 195 - 60 Rin 15 $ 1,075 Llantas Bridgestone Turanza 15 $ 1,185 00 Rin 17

FABRICACIN Fabricado con el polmero BioNatsyn hecho de Bio-isopreno, el cual resulta de la colaboracin de Goodyear con Genencor. JUSTIFICACIN Sustituir el producto petroqumico que se utiliza en la fabricacin de goma sinttica por otro hecho de biomasa renovable. Los neumticos son parte vital de un vehculo, por tal razn, el uso de los materiales en su produccin resulta de gran inters al desarrollo sustentable del producto. Debido a esto, se ha decidido el uso del material Bio-isopreno, mediante una matriz de decisin, que es una materia prima renovable, lo que ocasiona una produccin de neumticos menos dependiente del petrleo, contribuyendo as, a la mejora del medio ambiente. Consideramos que es un material innovador, el cual brindar un valor agregado al desarrollo del SUT.

FABRICACIN Fabricado con el polmero BioNatsyn hecho de Bio-isopreno, el cual resulta de la colaboracin de Goodyear con Genencor.Propiedades fsicas y qumicas

Estado natural: hidrocarburo blanco o incoloro Caucho ms simple: isopreno o 2-metilbutadieno , C5H8 A temperatura del aire lquido: alrededor de -195 C Caucho puro: es un slido duro y transparente. De 0 a 10 C es frgil y opaco, y por encima de 20 C se vuelve blando, flexible y translcido. Al amasarlo mecnicamente, o al calentarlo por encima de 50 C, el caucho adquiere una textura de plsticopegajoso. A temperaturas de 200 C o superiores se descompone.El caucho puro es insoluble en agua, lcali o cidos dbiles, y soluble en benceno, petrleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes qumicos se oxida rpidamente, pero con el oxgeno de la atmsfera lo hace lentamente.

Ventajas: Reducir el impacto industrial en el medio ambiente Uso de materiales crudos renovables en la cadena de produccin

Menos dependencia de los productos derivados del petrleo El potencial del BioIsoprene en la produccin es substancial.

http://www.goodyear.com.pe/tireschool/read_sidewall.html http://euromart.com.mx/neumaticos/t-precios.htm

MATERIAL: PLSTICO POLIMETILMETACRILATO (PMMA) APLICACIN: FAROS Y PARACHOQUES

MATERIAL SELECCIONADO PLSTICO POLIMETILMETACRILATO (PMMA) OBJETIVO Utilizar la capacidad de produccin nacional de plsticos, as como obtener productos de gran calidad que cumplan las caractersticas fsicas y de sustentabilidad requeridas. FABRICACIN Pertenece a los termoplsticos, su estructura est basada en polmeros que presentan grupos funcionales unidos por grupos carbonato en una larga cadena molecular.

JUSTIFICACIN En la industria automotriz el uso de los plsticos est en continuo crecimiento, debido a la constante de las automotrices en la reduccin del peso, que permite menor consumo de combustible y por ende menor emisin de contaminantes, adems de esto, su coste econmico y su reciclabilidad, son puntos importantes a tener en cuenta. Se realiz el anlisis mediante una matriz de decisin entre los bioplsticos y los plsticos, tomando como factor principal, la capacidad del pas en la produccin de ambas alternativas, y aunque los bioplsticos es la opcin lgica, su costo de produccin resultara muy elevado ya que actualmente se tiene que importar maz, que es la materia prima, para cubrir tanto la demanda alimenticia, lo que supondra un precio elevado de un recurso alimenticio ocasionado por el uso industrial del mismo. No cabe duda del gran potencial que ofrecen los plsticos lo cual, merece una consideracin muy seria sobre su uso, ya que debido a su naturaleza , gran variedad al moldearse, y a que muchas piezas pueden ser reciclables, es seguro que cualquier auto en los prximos aos tendr la caracterstica de ser ecolgico y sustentable. Por ello consideramos que los plsticos son los materiales del futuro para la industria automotriz e idneos para la construccin del SUT. De qu regiones puedo extraelos? La industria de los plsticos, est formada por dos sectores, la industria petroqumica fabricante de resinas y aditivos y la industria manufacturera transformadora de productos plsticos. La industria petroqumica, fabricante de resinas plsticas se encuentra localizada en Tampico Tamaulipas y Coatzacoalcos Veracruz. La industria manufacturera de plsticos cuenta con 4,500 empresas, de las cuales el 84% corresponde a la micro y pequea industria. La industria de los plsticos se encuentra en todo el pas y est representada por tres cmaras de comercio y una asociacin

CADENA PRODUCTIVA DE LA PRODUCCIN DE ARTCULOS PLSTICOS

MATERIA PRIMA PETROLEO Y GAS NATURAL (PEMEX) PETROQUMICA PRIMARIA ETILENO, PROPILENO, BENCENO, TOLUENO, BUTADIENO, ETC. (PEMEX) PETROQUMICA SECUNDARIA (FABRICANTES DE MONMEROS) CLORURO DE VINILO, ESTIRENO, ETILENO, OXIDO DE ETILENO, OXIDO DE PROPILENO, CLOROPRENO, ETC. PRODUCTOS FINALES (RESINAS) POLIETILENO Y COPOLIMEROS, POLIESTIRENO, POLIPROPILENO, RESINAS FENLICAS, HULE NEOPRENO, ETC. (FABRICANTES DE RESINAS Y COMERCIALIZADORAS) TRANSFORMACION DE LAS RESINAS EN PRODUCTOS MUEBLES, JUGUETES, ENVASES, ETC. ( EMPRESAS) USUARIO FINAL ARTCULOS DE PLSTICO (SUPERMERCADOS, PLASTICOS ENDE AUTOS, ETC) PRODUCCION DE ARMADORAS MEXICO1 .2 8 1 .5 8 1 .4 8 1 .5 0 2 0 ,6 8 2 0 ,1 7 2 0 ,2 2 1 5 ,8 8 1 .7 2 .6 1 .1 2 8 ,8 3 3 5 ,1 0 9 .3 3 9 ,4 1 1 .4 1 3 .3 4 .6 1 .0 3 4 ,5 9 3 3 3 7 ,6 4 ,6 3 3 9 ,7 3 3 4 ,8 7 4 2 ,0 4

2 .8 1 8 ,7 2

-1 .8 1 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Produccin de Plsticos, 000 tons

Crecimiento Anual, %

FUENTE: ANIPAC con datos de Infoplas

PRODUCTIVIDAD DE LA INDUSTRIA DEL PLSTICOToneladas anuales por empresa1 6 ,1 8 1 2 ,2 5 1 2 ,3 4

42 8

58 4

62 0

69 5

78 4

84 4

91 0

91 8

1 7 ,0 4

19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06

FUENTE: Sistema de Informacin Sectorial de la ANIPAC

Proponer ubicacin de planta de acuerdo a tu material considerando cercania y procesos

Tomando en consideracin que la industria petroqumica, fabricante de resinas plsticas se encuentra localizada en Tampico Tamaulipas y Coatzacoalcos Veracruz, consideramos idnea la ubicacin de la planta en la zona industrial de Coatzacoalcos. Maquinaria requerida para procesar tu material No es objeto del proyecto la produccin de plstico, ms bien detectar el mejor proveedor de producto sustentable.

Costo de materia prima por unidad Pendiente.

MATERIAL: VIDRIO-METLICO

APLICACIN: VIDRIOSFECHA 12/02/2011 MATERIAL SELECCIONADOConcepto

REVISIN

P.A.C.E. MATRIZ DE ELECCIN PARA MATERIALES 1 COMPONENTE SEGUNDA OPCIONPond. Val. 2 Mat. 3 Pond. Val. 3 Mat. 4 Pond. Val. 4 Mat. 5 Pond. Val. 5

Ponderacin Mat. 1

Pond. Val. 1 Mat. 2

DUREZA COSTO DE MATERIA COSTO DE PRODUCCION RECICLABILIDAD ENTORNO AMBIENTAL CORROSION TRASPARENCIA DE LUZ TRANSMISION DE CALOR PESO

10 9 7 25 25 3 3 3 15

7 8 9 10 10 8 6 7 10

70 72 63 250 250 24 18 21 150 0 0

9 7 6 9 10 9 7 8 8

90 63 42 225 250 27 21 24 120 0 0 862

3 9 10 0 0 7 4 3 7

30 81 70 0 0 21 12 9 105 0 0 328

7 3 5 7 5 9 8 8 7

70 27 35 175 125 27 24 24 105 0 0 612

10 6 8 10 10 10 9 9 9

100 54 56 250 250 30 27 27 135 0 0 929

SUMAS Material 1 Material 2 Material 3 Material 4

100

918VIDRIO SiO2 VIDRIO LAMINADO ACRLICO NEODIMIO

Material 5 Material 6 Material 7

VIDIO METLICO

Justificacin El vidrio-metlico fue descubierto molecularmente en los 60s sin embargo su desarrollo industrial no se haba podido realizar por falta de tecnologa En los ltimos aos se ha realizado investigaciones acerca del vidriometlico a manera de producirlo a granel ya que los metales tradicionales tienen una estructura ordenada, definida tridimensionalmente; los vidrios, en cambio, son conglomerados amorfos de xido de silicio. Esta diferencia en su estructura les confiere propiedades tan dispares como las que observamos entre los vidrios y los metales. Por lo

que en un futuro cercano se podr combinar el vidrio con un metal logrando hacer un metal transparente. Propiedades: Fsicas. Peso de vidrio-metalico (SiO2W) Espesor (mm) Peso Kg/m2 4 11 5 13 6 16. 5 8 22 10 22 12 33 15 40.5 19 41.3

DENSIDAD: Normalmente un vidrio puede tener densidades relativas (con respecto al agua) de 2 a 8, lo cual significa que hay vidrios que pueden ser mas ligeros que el aluminio y vidrios que puedan ser mas pesados que el acero. La densidad en un vidrio aumenta al incrementar la concentracin de xido de calcio, silicio, titanio . En cambio si se eleva la cantidad de almina (Al2O3) o de magnesia (MgO) la densidad disminuye. Si fuera una aleacin con mercurio que es el ms pesado de las posibles combinaciones los pesos quedaria de la siguiente manera: SiO2 HG El porcentaje del elemento metal no debe ser en proporciones iguales a nivel molecular por loq que el xido de silicio debe ser 12 veces por cada metal esto es gramos es facil calcularlo por lo que por cada 1.2 Kg de

xido de silico habra 0.10 Kg de elemnto metal Por lo tanto el peso aumentar pero no significativamente se piensa que puede aumentar un maximo de:n( PM ) =12 moles ( 44 .0854 g / mol n( PM ) =1mol (183,85) = 183.85g 529 .0272 g +183.85g = 712.8772g

) = 529 .0272

g

En conclusin el peso aumentara de un 4% a un 8% dependiendo de la composicin. Los cristales metlicos a granel actualmente disponibles son maleables aproximadamente 400C, comparado a 1000C excesivo para el acero. Estos nuevos experimentos demuestran que es posible cambiar drsticamente la naturaleza de los mismos, simplemente mediante la aplicacin de diferentes presiones y de acuerdo a distintas necesidades tecnolgicas e industriales.

Mecnicas TORSION Los vidrios comunes en su estado slido no tienen resistencia a la torsin, en los vidrios metalicos se prtende tenga un minimo de torsin, que sean un poco flexibles. COMPRESION El vidrio comun tiene una resistencia a la compresin muy alta, su resistencia promedio a la compresin es de 1000 MPa; lo que quiere decir que para romper un cubo de vidrio de 1 cm por lado es necesaria una carga de aproximadamente 10 toneladas. Un vidrio metalico es mas resistente a la compresin segn sea su composicin podra tener una dureza igual al de la acero hasta una resitencia del doble del titanio.

FLEXION La flexin de los vidrios es distinta para cada composicin del vidrio. Un vidrio sometido a flexin presenta en una de sus caras esfuerzos de comprensin, y en la otra cara presenta esfuerzos de tensin (Ver figura 8). La resistencia a la ruptura de flexin es casi de 40 Mpa (N/mm2) para un vidrio pulido y recocido de 120 a 200 Mpa (N/mm2) para un vidrio templado (segn el espesor, forma de los bordes y tipos de esfuerzo aplicado). El elevado valor de la resistencia del vidrio templado se debe a que sus caras estn situadas fuertemente comprimidas, gracias el tratamiento al que se le somete. MALEABILIDAD Los vidrios presentan maleabilidad cuando se encuentran en su etapa de fundicin pues pueden ser moldeados y es la etapa de maleabilidad del vidrio, pues es donde se les da las formas deseadas ya sea por moldes o por cualquier otro mtodo DUREZA 6 Qumicas: La metlico es una mezcla de xidos de mercurio, metal de silicio cristalino y de cal y, o bien, cobre, hierro, y el tungsteno, el proceso de solidificacin es el mismo de repente de refrigeracin y sometido a diversos cambios en alta las presiones se hacen nuevos materiales con propiedades diferentes.

Se encuentran formas similares en los metales cristalinos, pero en el vidrio metlico estos poliedros estn distorsionados y no se alinean en largas filas. En el vidrio metlico, los poliedros se unen entre s en formas nicas como pequeos racimos a escala nanomtrica.

Elctricas El vidrio-metalico adquiere la conductividad electrica del elemento metal se le se agrega por ejemplo: con W

adquiere una conductividad aparente 18,9 106 m-1-1

Magnticas La estructura atmica desordenada tambin hace que los vidrios metlicos sean muy eficaces como imanes, porque carecen de los tipos de defectos encontrados en los metales con estructura cristalina

De qu regiones puedo extraelos? Un vidrio contiene diferentes sustancias siendo el principal el oxido de silicio

Un vidrio metalico se caracteriza por contener un elemento metal. El tugsteno se ubica en en estado de Chihuahua xidosSILICE/ CUARZO 1. Depsitos de arenas de slice 2. Areniscas de cuarzo 3. Tobas cristalinas de cuarzo y sanidino 4. Slice derivado de rocas volcnicas acidas afectadas por hidrotermalismo 1. 2. 3. 4. Istmo de Tehuantepec Hidalgo, Coah. S.J. Iturbide, Gto. Los Azufres, Mich.

Lugar de extraccin:

Ao Cuarzo, cuarcita, la arena de cristal (silicio) (Toneladas mtricas) Magnesio (Toneladas mtricas) Tugsteno(Tonelada s mtricas) Mercurio (Toneladas mtricas) Aluminio (Toneladas mtricas)

2003 1,689,04 22

2004 2,055,9 40

2005 2,120,8 78

2006 2,661,7 70

2007 2,950,4 38

53,885 Sin datos 15 495,900

76,356 Sin datos 15 519,50 0

89,957 Sin datos 15

87,520 Sin datos 15

79,135 Sin datos 15 600,00 0

574,100 600,00 0

Proceso Estos nuevos experimentos demuestran que es posible cambiar drsticamente la naturaleza de los mismos,

simplemente mediante la aplicacin de diferentes presiones y de acuerdo a distintas necesidades tecnolgicas e industriales. El mtodo para alimentar una hornada de vidrio a un horno de fundicin de vidrio. Resumen: en un mtodo para introducir tandas de vidrio en un horno de fundicin de vidrio para hacer un material vitreo, se hace pasar un chorro de aire calentado, que contiene aire a una temperatura en exceso de 1,000 c, por unos cilindros verticales (12, 20), en sentido descendente, hacia la bveda (2) del horno de fundicin de vidrio. la tanda de vidrio propulsada se introduce en el chorro de aire calentado que se mueve verticalmente en el cilindro mas bajo y mas ancho (20) y se aplica un infrasonido al chorro de aire calentado que se mueve verticalmente utilizando un generador de infrasonidos (13) para hacer que el chorro de aire vibre y que se produzca una transferencia de calor desde el chorro de aire a las partculas de la tanda de vidrio de modo que las partculas de la tanda de vidrio se calientan y la temperatura del chorro de aire calentado bajo a una temperatura por debajo de los 700 c, para reducir as la propensin del aire a producir no sub x. a continuacin se aade combustible a medida que las partculas de la tanda de vidrio calentadas y el chorro de aire enfriado se mueven en sentido descendente hacia la bveda (2) del horno (1) y se hace que pase un chorro de una tanda de vidrio, combustible encendido y aire, en sentido descendente, a travs de la bveda (2) del horno (1) de un modo tal que hay un contacto directo entre la llama del combustible encendido y el horno de vidrio fundido dentro del horno (1) y la tanda de vidrio se derrite Maquinaria requerida para procesar el material La maquinaria necesaria para dar formar al vidrio metlico dentro de la planta son hornos especiales de curveo o fusing o campana. Horno de curveo

Modelo

Tma x c

Dime ns. interi ores mm

Dime ns. interi ores mm

Dime ns. interi ores mm

Volu men en L

Dime ns. exteri ores mm

Dimens . exterio res mm

Dime ns. exteri ores mm

Pote ncia en KW

Tensio n nomina l

Peso en Kg

Anch.GW 830 GW 840 GW 1200 GW 1500 GW 1660 GW 2000 GW 8000

Prof. 1150 850 1000 1150 1200 1200 2700

Alt. 600 600 600 600 600 600 600 690 700 1000 1200 1380 2200 4700

Anch. 2140 2590 2940 3040 3240 3240 9000

Prof. 1980 1680 1830 1980 2030 2030 3700

900 900 900 900 900 900 900

1200 1650 2000 2100 2300 2300 2700

Alt. 1250 0 1250 1250 1250 1250 1250 1400

36 36 40 70 80 90 180

Trifasi ca Trifasi ca Trifasi ca Trifasi ca Trifasi ca Trifasi ca Trifasi ca

820 980 1210 1420 1780 2160 2980

Conjunto de empresas que se dedican a la extraccin y/o proceso (especialmente) del material propuesto y su ubicacin Actualmente no hay un proveedor directo de cristalmetalico en Mxico en un futuro se espera que se produzca a granel por parte de Grupo Vitro y PPG ya que la innovacin de la tecnologa no cambiar mucho ya que solo requieren cambiar la materia prima y

su sistema de enfriado.

Costo: Como materia prima SILICIO: En 2009 el silicio se produjo (Tons. Metricas) Peso bruto Contenido bruto 2,040 1,350

Valuado

3,290,000

De Enero a May del 2010 el silicio se produjo (Tons. Metricas) P eso bruto 944

Contenido bruto 580 Valuado 1,800,000.

Como materia prima TUGSTENO: En 2007 se exporto (Tons. Metricas) Peso bruto Valuado 9 61 (miles)

El pas con mayor reserva es China con 1,900,000 (Tons. Metricas) Seguido de rusia con 250,000 (Tons. Metricas) Debajo de estos estan dos en America, EUA con 140,000, Canada con 120,000 y Bolivia con 53,000 (Tons. Metricas) InvestigacinTecnologa Existe una investigacin acerca de la obtencin de slice por el aprovechamiento de las cscaras de arroz desperdicio de la comercializacin a escala del arroz

http://www.rlmm.org/archivos/S01/N3/RLMMArt-09S01N3-p1349.pdf http://www.eveglass.com/images/GW1660offen.jpg http://www.camimex.org.mx/admin/images_estadisticas/10_48_COMPARATIVOS.pdf

MATERIAL: NEODIMIO APLICACIN: MOTOR MAGNETICO, VIDRIOS Y ESPEJOS RETROVISORES

MATRIZ DE ELECCIN PARA MATERIALES FECHA REVISIN MATERIAL SELECCIONADO NeodimioConcepto Ponderacin Alnico Pond. Val. 1 neodimio

COMPONENTEPond. Val. 2 Samorocobalto

IMANPond. Val. 3

Justificacin El imn de neodimio no es tan nuevo se ha trabajado con el por lo menos 15 aos atrs actualmente se utiliza en bocinas y discos duros. La diferencia ser la aplicacin ya que no hay motores magnticos a la venta. Propiedades Fsicas. Densidad g/ml: K) 7 a (293

DUREZA COSTO DE MATERIA COSTO DE PRODUCCION RECICLABILIDAD ENTORNO AMBIENTAL CORROSION FUERZA MAGNETICA TEMPERATURA SUMAS

5 15 10 10 20 5 30 5 100

2 8 6 7 2 6 6 7

10 120 60 70 40 30 180 35 545

8 6 8 6 4 7 10 8

40 90 80 60 80 35 300 40 725

6 7 7 5 3 8 8 7

30 105 70 50 60 40 240 35 630

Volumen molar / cm3mol-1: 20.59 a (293 K) Resistencia elctrica / cm: 64 a(20 C) Masa atmica (g/mol) 144,24

Mecnicas

El neodimio no se utiliza en forma pura por lo que se generan compuesto por lo que el neodimio adquiere las propiedades mecanicas de los dems elementos en el caso de los imanes se cobina con hierro a continuacin se muestran sus propiedades: La resistencia a la traccin de los hierros dctiles perlticos disminuye continuamente con el aumento de la temperatura y a los 400`C es aproximadamente 2/3 de la resistencia a temperatura ambiente.

Para hierros ferrticos la disminucin es menos pronunciada y a los 400`C la resistencia es aproximadamente del valor a temperatura ambiente. El sigma 0.2%, tanto para hierros ferrticos como perlticos, prcticamente se mantiene estable hasta los 350-400`C, por encima de esta temperatura falla rpidamente.

La dureza en caliente se mantiene tambin hasta los 400`C, fallando por encima de este valor. Para temperaturas de hasta 300`C la tensin admisible en estructuras estticas, como a temperatura ambiente, puede basarse sobre los valores del sigma 0.2% obtenidos a temperatura ambiente.

Qumicas: Nmero atmico Valencia Estado de oxidacin Electronegatividad Punto de ebullicin (C) Punto de fusin (C) Calor de fusin / kJ mol-1: Calor de vaporizacin / kJ mol-1: Conductividad trmica / W m-1K1 : 60 3 +3 1,2 3027 1024 7.113 328 16.5

Alta Absorcin de electrones lo cual permite desarrollar una potencia magntica de 7/10 en comparacin con los materiales magnticos tradicionales El metal tiene un lustre metlico brillante, plateado, sin embargo, como uno de los metales de tierra rara ms reactivos, deslustra rpidamente en aire por ellos se recubren con nquel contra la oxidacin. como la arena de monacita ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO4) y basanita ((Ce, La, Th, Nd, Y) (CO3) F)

Magnticas

Alcanzan un mximo, en un iman en potencias de hasta 12300 gauss y no es aconsejable exponerlos a temperaturas mayores de 140 grados En las bocinas la intensidad del campo magntica es crtica en una unidad de agudos , ya que limita la respuesta de alta frecuencia, con lo cual los aparatos electrnicos se descompondran, por ejemplo un campo de 18,000 gauss permite la generacin de frecuencias mas altas que un campo de 16,000 gauss. Con una unidad de graves puede que no sea necesaria mas de 14,000 gauss porque no esta tratando de operarlo a 20 kHz. En la unidad de alta frecuencia se necesita un campo realmente fuerte . Costo de materia prima y/o producto Costo: Como materia prima :

38 PPM corteza de la tierra IMAN DE NEODIMIO S-45-30-N Dimetro 45 mm Altura 30 mm Peso 360 gr niquelado (Ni-Cu-Ni) Magnetizacin: N45 Fza. de sujec.: aprox. 64 kg Vt=191 cm3 Potencia 12,000 Gauss Nuestro disco magntico ms potente. Con una fuerza de sujecin de 64 kg naturalmente hay que tener cuidado. Su dimetro de 4,5 cm le da un aspecto poco sospechoso y muy manejable. UNIDADES DOLARES Total desde 1 32,82 32,82 desde 2 29,54 59,08 desde 5 26,26 131.3 desde 10 24,62 266.2 desde 15 22,97 344.55 Cada gramo de imn de neodimio tendra un valor de 0.072 dlares por gramo considerando una compra de 5 imanes como mnimo.

Conjunto de empresas de Extraccin y Produccin La empresa minera China con la concesin de las dos minas mas importantes es una sola mina, en Baotou, en laregin china de Mongolia Interior,

Bayan Obo, en la regin china de Inner Mongolia, es la ms grande del mundo, seguida de Mountain Pass y luego de Mount Weld en Australia. Al igual que la mina de Smith, Mount Weld actualmente no est abierta, si bien la produccin probablemente tambin se reanude.

Los proveedores de la fabricacin de imanes de neodimio son:

bigmabnet@china-ncc.com http://www.supermagnete.de/spa/catalog.php precio de produccin Casman Tierras raras Ofrecemos Tierras raras en Av. Universidad 1391-501 Col. Florida Mxico, D.F. C.P. 01030 . Mxico Datos y productos de Casman Rhodia de Mxico Tierras raras, Tierras raras Somos un proveedor de Tierras raras en Av. Insurgentes Sur 1971 Torre III Piso 2 Col. Guadalupe Inn Cd. de Mxico, D.F. C.P. 01020 . Mxico Datos y productos de Rhodia de Mxico Nuodex secantes de tierras raras, Naftenato tierras raras Somos un proveedor de secantes de tierras raras en Av.de las Granjas 536 Col. Sto.Tomas Azcapotzalco MEXICO, Distrito Federal C.P. 2020 . Mxico Datos y productos de Nuodex FERRETODO cobertura: Republica Mexicana IMANES Somos proveedores de IMANES en Via Morelos No. 302 Col. Tulpetlac, Ecatepec Mexico, Estado De Mexico C.P. 55400 . Mxico Datos y productos de FERRETODO GARZA TRADE cobertura: Mexico Imanes Somos un proveedor de Imanes en XITLE NUM. 345 COL. VOLCANES Col. VOLCANES

CUERNAVACA, MORELOS C.P. 62350 . Mxico INNOVATEC PROMOCIONAL, S.A. de C.V. WASHINGTON 2715 PTE. MONTERREY N.L., MEXICO C.P. 64040 TEL: (0181) 8333-0709 TEL/FAX: (0181) 8333-4894 Contacto: info@imanesymas.com

Maquinaria Produccin. A partir de los minerales se obtienen las sales de varios metales de transicin. las sales de neodimio se separan de las de los otros metales mediante columnas de intercambio inico y extraccin con disolventes. Mediante reduccin de haluros anhidros con calcio

Regin de Extraccin

Lugar de extraccin:

Actualmente en Mxico no hay minas que produzcan neodimio ya que China cuenta con 93%, EUA Y Australia aproximadamente 7%. La extraccin en los ltimos aos se ha rebajado la cantidad por las condiciones ambientales y laborales. los diferentes minerales de su obtencin es el metal de Munsh y el didmio En cuanto a los proveerdores hay una gama amplia en Mxico solo como importador o fabricante

Reciclibidad: Cuanto tiempo permanece sin degradarse o durabilidad segn el material:

El material tienen un magnetismo casi infinito no se agota con facilidad y dura hasta que se desmagnetice Los imanes de neodimio conservan su magnetismo bajo circunstancias normales casi de manera ilimitada. En este punto se diferencian de los imanes de ferrita comunes que con el tiempo y sin necesidad de influencias externas pierden su magnetismo. Factores que pueden llevar a la prdida de fuerza magntica en imanes de neodimio son: Calor: La mayora de nuestros imanes no debera ser expuesta a ms de 80C y Otros campos magnticos potentes Si se puede reutilizar:

El imn si se puede reutilizar en otros aparatos solo que en la misma proporcin ya que es dificil dividirlo en formas mas simples sin emgargo se puedes desmagnetizar y volver a magnetizar las veces que sea necesario

En cuanto tiempo se degrada.

No se degrada biologicamente si no se le aplica un recubrimiento de niquel o estao se oxidar al contacto con el aire. En cuanto tiempo se puede volver a poner en uso: Cmo se desmagnetiza un imn Una forma de desmagnetizar un imn es hacer que su temperatura alcance la TC del material. Por agitacin trmica, los dominios quedan desordenados, y en promedio, no hay magnetizacin neta. Pero muchas veces no se tiene un horno, o bien, el material magnetizado tiene plsticos, o est dentro de un aparato que no se puede calentar. Para estos casos se utilizan desmagnetizadotes especficos. Por ejemplo, cuando se quiere arreglar un parlante de bobina mvil, hay que desarmarlo. Pero el imn permanece fuertemente adherido a las piezas de hierro. Entonces, cmo se desmagnetiza el imn para poder desarmar sin romper? Lo que se hace es someter al material a ciclos de histresis con cada vez menor amplitud, de modo que la estructura de dominios vaya ordenndose consecutivamente, hacia una configuracin en promedio sin campo efectivo. Los ciclos decrecientes se consiguen descargando un condensador en una bobina, dentro de un circuito "RLC en rgimen subamortiguado". Muchos desmagnetizadores de imanes de parlantes, son grandes circuitos magnticos de hierro en forma de "C" con el parlante colocado en el entrehierro, donde la energa elctrica almacenada en un banco de grandes condensadores, se descarga a travs de bobinas, creando el campo magntico necesario para saturar el imn del parlante. Con un solo semiciclo (positivo o negativo), el imn se magnetiza. Con ciclos sinusoidales amortiguados (positivos y negativos consecutivos y decrecientes), se desmagnetiza. Histresis magntica Una sustancia previamente no imantada que se somete a magnetizacin, comienza a perder su poder magntico con mayor o menor rapidez, una vez retirado del campo magntico al que fuera sometido. El retraso en producirse la desmagnetizacin es lo que se denomina histresis magntica. Aquellas sustancias que conservan imantacin residual considerable, es decir las que presentan una histresis acentuada [nunca dice infinita], son tiles para la construccin de imanes permanentes ()

Modo de transporte A partir de la extraccin de las minas el neodimio se transportara por mar llegando al puerto de Manzanillo de la siguiente manera La principal mina se llama Bayan Obo y se ubica cerca de la ciudad de Baotou el pueblo mas cercano es Darhan Mu

Minggan Lianheqi al noreste de China http://www.google-earth.es/foros.php?k=44395

Se transportara va terrestre en camiones hasta cualquiera de los siguientes puertos: Qinhuangdao Liuzan Dagu Nanpaihe http://www.portbooker.com/es/puertos/chin a

De estos 4 puertos el material se dirigir

al puerto de Manzanillo http://www.puertomanzanillo.com.mx/php/esp/seccion-01.php?eCodSeccion=21103 Despus ser enviado en camiones hasta la ciudad del proveedor

http://www.profisica.cl/comofuncionan/como.php?id=21 http://www.jinmagnets.com/Spain/product/product01.asp?gclid=CM-h9vrr0aYCFQhubAodzmVGGg http://www.supermagnete.de/spa/faqs

MATERIAL: ALEACION CROMO TITANIO ZINC APLICACION: SISTEMA DE TRANSMISION

FECHA 40586 MATERIAL SELECCIONADOConcepto

P.A.C.E. MATRIZ DE ELECCIN PARA MATERIALES REVISIN 1 COMPONENTE SISTEMA DE TRANSMISION Aleacion Cromo-Titanio-Zinc SEGUNDA OPCION Aleacion Estano-titanio

Ponderacin Mat. 1 Pond. Val. 1 Mat. 2 Pond. Val. 2 Mat. 3 Pond. Val. 3 Mat. 4 Pond. Val. 4 Mat. 5 Pond. Val. 5 Mat. 6 Pond. Val. 6 Mat. 7 Pond. Val. 7

Resistencia Durabilidad Facilidad de Maquinado Elasticidad Resistencia a la oxidacion Componentes alternos Facilidad de Soldadura Reciclabilidad Medio Ambiente Costo de M.P. Costo de Proceso SUMAS Material 1 Material 2 Material 3 Material 4

6 8 20 10 2 5 10 7 20 10 2 100

9 8 9 10 9 10 9 8 7 9 10

54 64 180 100 18 50 90 56 140 90 20 862

4 5 6 8 2 1 4 6 5 2 7

24 40 120 80 4 5 40 42 100 20 14 489

9 6 5 7 4 6 9 9 10 10 10

54 48 100 70 8 30 90 63 200 100 20 783

Aleacion Cromo-Titanio-Zinc Acero Aleacion Estano-titanio

Material 5 Material 6 Material 7

Aluiminio y Aleacin Al-Cr-Zn y Ni-Cr-FePROPIEDADES

El aluminio es un metal plateado muy ligero. Su masa atmica es 26,9815; tiene un punto de fusin de 660 C, un punto de ebullicin de 2467 C y una densidad relativa de 2,7. Es un metal muy electropositivo y muy reactivo. En un medio oxidante, en particular en el aire, se cubre de una densa pelcula de xido que lo protege contra la corrosin. Por esta razn, los materiales hechos de aluminio no se oxidan. El metal reduce muchos compuestos metlicos a sus metales bsicos. Por ejemplo, al calentar termita (una mezcla de xido de hierro y aluminio en polvo), el aluminio extrae rpidamente el oxgeno del xido; el calor de la reaccin es suficiente para fundir el hierro. Este fenmeno se usa en el proceso Goldschmidt o Termita para soldar hierro. El xido de aluminio es anftero, es decir, presenta a la vez propiedades cidas y bsicas. El cloruro de aluminio anhidro es importante en la industria petrolfera. Tambin podramos agregar que, el aluminio. posee una alta conductibilidad elctrica y trmica.. El aluminio es resistente a la accin de los cidos ntrico y orgnicos. Para aumentar su resistencia mecnica y sus cualidades de fundicin es aleado con otros metales. Entre los compuestos ms importantes del aluminio estn el xido, el hidrxido, el sulfato y el sulfato mixto. Entre las aleaciones del aluminio tienen la mayor importancia el duraluminio y los alpaxes. Adems del aluminio, forman parte del duraluminio de 3.4 a 4% de Cu, 0.5% de Mg, se admiten no ms de 0.8% de Fe y 0.8% de Si El duraluminio se deforma bien y por sus propiedades mecnicas es prximo a algunos surtidos del acero, aunque es 2.7 veces ms ligero que este metal (la densidad del duraluminio es de 2.85 g/cm3) Las propiedades mecnicas de esta aleacin se mejoran despus de su tratamiento trmico y deformacin en estado fro. La resistencia a la rotura se eleva de 147-216 Mpa (15 a 22 Kgf/mm2) a 353-412Mpa (36-42 Kgf/mm2 y la dureza Brinell aumenta de 490-588 Mpa (50-60 Kgf/mm2) a 880-980 Mpa (90-100 Kgf/mm2).Con ello el alargamiento permanente de la aleacin casi no varia y queda bastante alto (de 18 a 24%). Los alpaxes son las aleaciones de fundira del aluminio con silicio. Poseen buenas cualidades de fundera y propiedades mecnicas. Puesto que el aluminio tiene gran afinidad qumica con l oxigeno, l se emplea en la metalurgia como oxidante, as como para obtener los metales difcilmente reducibles (calcio, litio, y otros) valindose del as llamado procedimiento aluminotrmico Muchas gemas (el rub y el zafiro, por ejemplo) consisten principalmente en xido de aluminio cristalino.

ESTADO NATURALEl aluminio es el elemento metlico ms abundante en la corteza terrestre; slo los no metales oxgeno y silicio son ms abundantes. Se encuentra normalmente en forma de silicato de aluminio puro o mezclado con otros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio, pero nunca como metal libre. Los silicatos no son menas tiles, porque es extremamente

difcil, y por tanto muy caro, extraer el aluminio de ellas. La bauxita, un xido de aluminio hidratado impuro, es la fuente comercial de aluminio y de sus compuestos. En 1886, Charles Martin Hall en Estados Unidos y Paul L. T. Hroult en Francia descubrieron por separado y casi simultneamente que el xido de aluminio o almina se disuelve en criolita fundida (Na3AlF6), pudiendo ser descompuesta electrolticamente para obtener el metal fundido en bruto. El proceso Hall-Hroult sigue siendo el mtodo principal para la produccin comercial de aluminio, aunque se estn estudiando nuevos mtodos. La pureza del producto se ha incrementado hasta un 99,5% de aluminio puro en un lingote comercialmente puro; ms tarde puede ser refinado hasta un 99,99 por ciento.

APLICACIONES.La combinacin de la ligereza con resistencia y alta conductibilidad elctrica y trmica es la propiedad que convirti el aluminio y sus aleaciones en materiales de construccin importantsimos para la construccin de aviones, de automviles, de mquinas de transporte, para la electrotecnia, la fabricacin de motores de combustin interna, etc. En la industria qumica el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos, recipientes y aparatosUn volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Los nicos metales ms ligeros son el litio, el berilio y el magnesio. Debido a su elevada proporcin resistencia-peso es muy til para construir aviones, vagones ferroviarios y automviles, y para otras aplicaciones en las que es importante la movilidad y la conservacin de energa. Por su elevada conductividad trmica, el aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustin interna. Solamente presenta un 63% de la conductividad elctrica del cobre para alambres de un tamao dado, pero pesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de conductividad comparable a un alambre de cobre es ms grueso, pero sigue siendo ms ligero que el de cobre. El peso tiene mucha importancia en la transmisin de electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para transmitir electricidad a 700.000 voltios o ms. El metal es cada vez ms importante en arquitectura, tanto con propsitos estructurales como ornamentales. Las tablas, las contraventanas y las lminas de aluminio constituyen excelentes aislantes. Se utiliza tambin en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe relativamente pocos neutrones. Con el fro, el aluminio se hace ms resistente, por lo que se usa a temperaturas criognicas. El papel de aluminio de 0,018 cm de espesor, actualmente muy utilizado en usos domsticos, protege los alimentos y otros productos perecederos. Debido a su poco peso, a que se moldea fcilmente y a su compatibilidad con comidas y bebidas, el aluminio se usa mucho en contenedores, envoltorios flexibles, y botellas y latas de fcil apertura. El reciclado de dichos recipientes es una medida de conservacin de la energa cada vez ms importante. La

resistencia a la corrosin al agua del mar del aluminio tambin lo hace til para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuticos. Se puede preparar una amplia gama de aleaciones recubridoras y aleaciones forjadas que proporcionen al metal ms fuerza y resistencia a la corrosin o a las temperaturas elevadas. Algunas de las nuevas aleaciones pueden utilizarse como planchas de blindaje para tanques y otros vehculos militares.

PRODUCCION.Globalmente la produccin mundial de aluminio ha experimentado un rpido crecimiento, aunque se estabiliz a partir de 1980. En 1900 esta produccin era de 7.300 toneladas, en 1938 de 598.000 toneladas y en 1994 la produccin de aluminio primario fue de unos 19 millones de toneladas. Los principales pases productores son Estados Unidos, Rusia, Canad, China y Australia

PROCESO DE LA ALUMINAAntes de adentrarnos en los diferentes procesos de obtencin del aluminio seria importante mencionar el proceso mediante el cual se obtiene la almina, ya que esta ser materia prima esencial para la elaboracin del aluminio. La almina se obtiene por diversos procedimientos segn sean la, composicin y propiedades de la materia prima. Estos procedimientos se pueden dividir en qumico-trmicos, cidos y alcalinos. Pertenecen a los procedimientos qumico-trmicos los de obtencin de la almina con ayuda de la sinterizacin. Por ejemplo, las bauxitas con elevado contenido de SiO, se sintetizan con sosa y caliza. Se forman el aluminato de sodio Na20 -AI203, y el monosilicato de, calcio (Ca0)2.Si02. Despus de triturar el sintetizado, se procede a la lixiviacin del aluminato de sodio por el agua caliente. Si se emplean las nefelinas, ellas se someten a la sintonizacin con la caliza. Las nefelinas se descomponen por la caliza formando los aluminatos de sodio y de potasio y el monosilicato de calcio. El sintetizado, una vez triturado, se lixivia por la solucin de sosa de retorno. Las alunitas se someten a la tostacin reductora y la lixiviacin, ulterior. A veces las bauxitas o las menas de hierro con alto contenido de Al2O3, se refunden, empleando la fisin reductora, en los

altos hornos, hornos elctricos o cubilotes con el fin de obtener las escorias ricas en almina Valindose del procedimiento Bayer, se elaboran generalmente las bauxitas de alta calidad con bajo contenido de silice (de 2 a 3 %). A continuacin se examinan las operaciones principales previstas por este mtodo: 1. Preparacin de la bauxita. Una bauxita bruta o calcinada se machaca y luego se desintegra en los molinos. Se suministran a los molinos bauxita, lcali custico y solucin de retorno. A veces se agrega un poco de cal que ejerce una accin activante sobre la separacin de Al203. La pulpa hmeda obtenida se enva para la lixiviacin. 2. La lixiviacin se lleva a cabo en autoclavos especiales a una temperatura de 105 a 240 C y una presin hasta 3.4 MPa (34 atm) respecto a la normal, segn sea la caracterstica de la bauxita. Para el calentamiento se utiliza el vapor de agua que va suministrado, con ms frecuencia, directamente a la pulpa. En el proceso de lixiviacin la gibbsita AI(OH)3, la bohemita AIOOH que forman parte de la bauxita y los hidratos de xido de aluminio, interaccionando con el hidrato sdico forman el aluminato de sodio. Estos procesos se desarrollan por las reacciones siguientes: 2AI(OH)3+2NaOH=Na2O.Al2O3+4H2O 2AIOOH+2NaOH=Na2O.Al2O3+2H20 A12O3. 3H20 +2NaOH = Na2O. A1203 +4H20 Durante la lixiviacin se logra hacer que la slice pase a las colas, ya que se forma el silicato de sodio por la reaccin. SiO2 + 2NaOU = Na2SiO3 + H20. El cual, interaccionando con el aluminato de sodio, forma el aluminio silicato sdico (Na2O.AI203. -2SiO2.2H20) poco soluble

en una solucin alcalina de aluminato: 2(Na2O. SiO2) + Na2O. A1203 + 4H2O = Na2O.AI2O3.2SiO2.2H20 + 4NaOH. Como vemos, este proceso da lugar a las perdidas de Al2, 03 y NAOH, por esta razn no se recomienda transformar por el procedimiento Bayer las bauxitas con elevado contenido de slice. Los xidos de titanio y de hierro pasan al residuo insoluble confirindolo el color de ladrillo rojo y por eso este residuo ha recibido el nombre de fango rojo. 3. La separacin de la solucin de aluminato y el fango rojo se lleva a cabo de ordinario valindose del espesado el lavado con ayuda de unos dispositivos especiales llamados espesadores. 4. La descomposicin de la solucin de aluminato ocurre espontneamente con la separacin del, hidrxido de aluminio Na2O.Al2O3+4H2O=AI(OH)3+2NaOH. Ahora bien, en el proceso de descomposicin la almina, pasada durante la lixiviacin a la solucin a partir de la bauxita, se precipita, y el lcali gastado para la, formacin del aluminato de sodio se libera. El proceso se acelera agregando (para crear los centros de cristalizacin) el hidrxido cristalino de aluminio obtenido en el ciclo precedente. 5- La separacin del hidrxido de aluminio y su clasificacin se efectan hidrociclones y 1os filtros de vaco, Con ello el hidrxido de aluminio se divide en clases con la separacin de la as llamada parte productiva del precipitado la cual est compuesta en 50-60 %, por partculas mayores que 50 m. La solucin madre se somete a la concentracin por evaporacin con el fin de excluir del proceso una parte del agua y elevar el contenido de lcali en esta solucin. Como resultado de la concentracin por evaporacin de la solucin madre se obtiene la pulpa constituida por la solucin de retorno y los cristales de la sosa calcinada Na2CO3. Esta sosa se somete a la caustificacin, o sea, a la transformacin en NAOH, desarrollndose, por ejemplo, la reaccin siguiente: Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3

6. La deshidratacin del hidrxido de aluminio o la as llamada calcinacin se lleva a cabo por el calentamiento del hidrxido indicado a una temperatura del orden de 1200 C en los hornos tubulares o bien en las instalaciones de lecho fluidizado. Al emplear el procedimiento Bayer descrito la extraccin de la almina constituye cerca de 87 %' para producir 1 ton de almina se gastan de 2.0 a 2.5 ton de bauxita, 70 a 90 kg de NaOH cerca de 120 Kg de cal, 7 a 9 ton de. vapor, 160 a 180 Kg de mazut (convertido en combustible convencional) y cerca de 280 kw/h de energa elctrica.

DIFERENTES ESQUEMAS MODERNOS DE LA PRODUCCION DEL ALUMINIO.En este apartado comenzaremos a adentrarnos en los diferentes tipos de procesos para la obtencin del aluminio, es importante mencionar que el proceso que adoptaremos nosotros ser el de electrlisis (proceso Hall-Hroult) la razn es por que este ser ms eficiente y por ende el mtodo predominante y casi nico a escala comercial. Para continuar seria importante explicar que es una electrlisis, ya que la accin de una corriente sobre un electrlito puede entenderse con un ejemplo sencillo. Supongamos que tenemos sulfato de cobre y este lo disolvemos en agua, este se disociara en iones cobre positivos as como iones sulfato negativos. Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, los iones cobre se mueven hacia el electrodo negativo, se descargan, y se depositan en el electrodo como elemento cobre. Los iones sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, son inestables y combinan con el agua de la disolucin formando cido sulfrico y oxgeno. Esta descomposicin producida por una corriente elctrica se llama electrlisis

OBTENCION ELECTROLITICA DEL ALUMINIO.Bsicamente el aluminio se obtiene por la electrlisis de la almina disuelta en una criolita fundida. La criolita y la almina son solo componentes principales del electrolito. Al electrolito se le agregan MgF2, CaF2 y NaCl que sirven, en lo fundamental para diminuir la temperatura de fusin. La cantidad de estos aditivos contenidos en el electrolito no excede de 8-10 %.

Por criolita se entiende prcticamente no el compuesto qumico Na3.AlF6 sino sus aleaciones con AlF3 y NaF. Para caracterizar la composicin del electrolito se usa la relacin de criolita que no es mas que la relacin molar de NaF: AlF3. Para el compuesto qumico Na3AlF6(3NaF.AlF3) esta relacin es igual a 3. Si el electrolito esta enriquecido en el floruro de sodio, esta relacin es mas de 3 y si esta enriquecido en el floruro de aluminio, la relacin es menos de 3. Y en el segundo cido. Esta relacin se mantiene generalmente a un nivel de 2.6 a 2.9, empleando para la correccin de la composicin el fluoruro de aluminio y el de sodio. El proceso de electrlisis se efecta en una cuba electrolitica llamada tambin bao de aluminio. El esquema de principio del bao de aluminio se muestra en la sig fig hay que distinguir los dispositivos de ctodo y nodo. El dispositivo de ctodo esta dotado de una envoltura (1) revestida interiormente de la capa (2)de material refractario y de carbono. El revestimiento lateral de carbono (4) junto con la solera (3) forma un bao cuya profundidad es de 400 a 600 mm. En el bao se hallan el aluminio fundido (5) y la criolita (6). La corriente elctrica se suministra por las barras de acero (14) a las barras conductoras (13). El ctodo sirve de superficie del aluminio liquido que se halla en contacto con el electrolito. El dispositivo de nodo consta del nodo de carbn (9) sumergido parcialmente en el electrolito. La corriente se suministra por las barras metlicas (10) a las barras (11). La almina(8) se suministra al bao por arriba. Con ello, debido al enfriamiento por el aire del ambiente aparece la costra del electrolito (7). En la superficie lateral se forma una capa del electrolito solidificado (12). Llamada guarnicin, que protege el revestimiento contra la destruccin, protege el bao contra el fro y evita que la corriente se pierda a travs del revestimiento de carbn lateral. El aluminio se acumula en la solera del bao debajo de la capa del electrolito. Se extrae de ordinario dentro de tres o cuatro das con ayuda del caldero de vaco o el sifn, a veces el aluminio se evacua una vez por da. Ultimamente el proceso de obtencin electrolitica del aluminio esta automatizado. La resistencia electrolitica se mantiene constante, los parmetros del proceso se encuentran bajo el control. La masa fundida de criolita y almina puede considerarse como una solucin ionica constituida por Al3+, Na+, Ca2+, Mg2+ y otros cationes y por los aniones Al3-6, F-, Cl-, AlO3-3. Bajo la influencia del campo electrolitico aplicado, al ctodo se desplazan los cationes, pero se descarga en este, en primer lugar, los iones de aluminio, puesto que el aluminio es un metal

ms electropositivo en comparacin con el sodio, magnesio, y calcio. Hacia el nodo se trasladan todos los aniones, pero se descargan aqu solamente los iones AlO3-2 que son ms negativos. El proceso se puede representar en tal forma: 2AlO3-3-6e Al2O3+1 O2 l oxigeno desprendido interacciona con el carbono del nodo, formndose la mezcla de gases CO y CO2 que se van a la atmsfera. Por consiguiente el proceso de electrlisis se reduce de hecho a las siguientes reacciones sumarias: Al2O3+3C=2Al+3CO Al2O3+1 C =2Al+1 CO2 Como resultado se consumen la almina y el carbono de los electrodos y se obtienen el aluminio y los xidos de carbono. Los gases anodicos succionados del bao contienen el flor, alquitranes y partculas pulverizadas de AlF3, Al2O3 y criolita. Los gases se someten a la depuracin eliminando el polvo con el fin de utilizarlo y no contaminar la atmsfera. Para fabricar 1 ton de aluminio se necesitan cerca de 2 ton de almina 0.7ton de pasta anodica. 0.1 ton de criolita y otros fluoruros y cerca de 18 MWh de energa elctrica. La energa elctrica constituye mas de 30% de costo de aluminio y cerca de 50% de costo esta constituido por las materias primas y otros materiales que toman parte en el proceso. ELIMINACION DE IMPUREZAS DEL ALUMINIO Y SU PURIFICACION MEDIANTE CLORO GASEOSO. El aluminio que se extrae de los baos electrolizadores se llama aluminio bruto. Contiene impurezas metlicas (Fe, Si, Cu, Zn y otras) y no metlicas (Al2O3, C y otras), as los gases (hidrogeno, oxigeno, nitrgeno, oxido de carbono, dixido de carbono, gas sulfuros) Para eliminar las impurezas no metlicas y gaseosas, as como el sodio, magnesio, y calcio, el aluminio fundido se sopla con

cloro y se sedimenta en los altos hornos elctricos o calderos. Al hacer pasar el cloro gaseoso a travs del aluminio liquido se forma el cloruro de aluminio: 2 Al+3Cl=2AlCl3 A una temperatura del proceso que es superior a 700C el cloruro de aluminio se halla en el estado de vapor. Al pasar por el metal derretido el se absorbe en las partculas de almina, fluoruros, carburo y carbn. Estas partculas se cubren de una envoltura gaseosa de cloruro de aluminio, suben a la superficie, suben a la superficie en forma de un polvo gris friable y se evacua. El cloro forma unos compuestos con Na, Ca, y Mg, descomponiendo los compuestos de estos elementos con el aluminio. Los compuestos de estos metales con cloro tambin suben a la superficie. El paso del cloro contribuye, adems, al desprendimiento de los gases disueltos en el aluminio. Al sedimentarse en el horno, el aluminio fundido se depura d modo que se eliminen los gases e inclusiones no metlicas; con ello mezclando el aluminio procedente de diversos baos, se puede obtener los lotes de marca deseable. Con ayuda de, los procedimientos corrientes de purificacin la pureza del aluminio primario llega a 99.5-99.85%. Para la mayora de los consumidores el aluminio de tal pureza rene las cualidades necesarias. Sin embargo en algunas ramas de la tcnica moderna, por ejemplo, para fabricar los rectificadores elctricos y condensadores elctricos, hojas de alta calidad y aparatos qumicos, equipos de radiolocalizacin e instalaciones de energa atmica se requiere un aluminio de pureza ms alta (99.996% de Al y ms). El aluminio de tal pureza se obtiene por el afino electrolitico, la fusin por zonas o la destilacin a travs de subcompuestos. Durante la purificacin electrolitica se produce un electrolito fusible con una temperatura prxima a la de la fusin del aluminio y valindose de las altas propiedades electropositivas de este metal en comparacin con Mg, Ca, y Na, se le deposita en el ctodo. Impurezas ms electropositivas que el aluminio (tales como cobre, hierro, silicio) no se disuelven anodicamente y se cumulan en la aleacin de nodo. La purificacin electrolitica permite obtener el aluminio con una pureza que llega a 99.996%. Otro tipo de purificacin es la llamada fusin por zonas esta, se funda en que la solubilidad de las impurezas en un metal slido, incluyendo el aluminio, es mas baja que en el derretido. Para una fusin por zonas a partir del aluminio procedente de la purificacin electrolitica se obtienen barras de 15 a 20 mm de dimetro y 250 a 300 mm de largo. Una de tales barras se coloca en la cajita hecha de grafito muy puro. La cajita se pone en el tubo de cuarzo en el cual esta creado un vaco con la presin residual cerca de 13Pa (10-4mmHg). El vaco protege el

aluminio contra la oxidacin. En torno al tubo de cuarzo se coloca el inductor anular conectado a una fuente de corriente elctrica de alta frecuencia. Debajo del inductor la barra de aluminio se funde y surge la zona de aluminio liquido de 10 a 15 mm de largo, mientras que la parte restante de la barra queda slida. El inductor se desplaza a lo largo de la barra con una velocidad determinada, por ejemplo, 1mm/min, y la zona de aluminio liquido tambin se traslada. Con ello las impurezas se acumulan en la masa fundida y junto con ella va el extremo del lingote. Dentro de 10-15 pasadas el lingote se extrae y su extremo de 80 a 100mm de largo se corta. La parte quedada se compone de un aluminio de alta pureza. Por tal va se puede obtener el aluminio cuya pureza es de 99.9999%. La fusin por zonas es un procedimiento caro y de bajo rendimiento. Por eso se emplea solo para depurar pequeas cantidades de metal necesario para la fabricacin de los semiconductores y otros artculos importantes. Ultimamente se ha ideado y ahora se emplea un procedimiento especial de destilacin del aluminio. En este caso la purificacin o destilacin del aluminio se lleva acabo a travs de los subcompuestos haciendo pasar el cloruro o floruro de aluminio, en estado de vapor por encima del aluminio derretido a una temperatura de 1000C y ms. Se forma un compuesto gaseoso inestable, o sea, el aluminio de valencia inferior: 2Al+AlCl3=3AlCl o bien 2Al + AlF3=3Al Estos subcompuesto, una vez enfriados hasta 700-800C, se descomponen formando el aluminio y el cloruro o floruro de aluminio. Las impurezas contenidas en el aluminio bruto no se someten a la destilacin. Por tal va se obtiene un aluminio de pureza muy alta (de 99.99997 a 99.99999% de Al).

OTROS TIPOS DE PROCESOS PARA LA ELABOARACION DEL ALUMINIOLa gran cantidad de energa elctrica que requiere el proceso Hall-Hroult ha llevado a un continuo esfuerzo para reducir esta necesidad de energa tanto para mejorar la eficiencia de la cmara de de reduccin como para hallar otros medios de reduccin que contaran con las condiciones delineadas. Las mejoras graduales en la eficiencia de las celdas han introducido reducciones de energa de un 20 a un 25%; muchas otras mezclas de sales fundidas se han probado, como el aluminato de sodio. Otro enfoque ha sido electrolizar mezclas de sales de metales alcalinoterreos que proporcionen aleaciones de las cuales sea posible obtener el aluminio.

Una de las otras opciones ms interesantes fue el proceso de extraccin basado en la formacin de subhaluros de aluminio, en particular el cloruro, reducindose a continuacin para obtener el metal. A pesar de la gran inversin en la investigacin y el perfeccionamiento en esta rea, el proceso Hall-Hroult es todava, despus de mas de 100 aos el mtodo predominante y casi nico que se usa a escala comercial. Aunque as sea se presentaran continuacin los diferentes procesos de obtencin del aluminio. El PROCESO GROSS En 1939, Willmore bas una patente en unas observaciones de que, en presencia de haluros, el aluminio se vaporiza a una temperatura considerablemente mas baja a la que se evapora con normalidad. Como resultado de los trabajos de Gross en el Fulmer Research institute, quedo establecido que el proceso Willmore comprenda el subhaluro, el monocloruro de aluminio (Acl ). Al aumentar la temperatura de la reaccin a ms de 900C y disminuir la presin del AlCl3 a menos de 10mm, era posible aislar al metal y las condiciones tericas de los niveles de energa del electrn trivalente del tomo de aluminio.

EL PROCESO TOTHEn este proceso no se usaba necesariamente la bauxita, sino menas que contenan arcilla se calcinaban primero y luego se sometan a cloracin. El cloruro de aluminio resultante, despus de purificado, lo reduca el manganeso y el aluminio se obtena en forma de polvo. El cloro y el manganeso se recuperaban para reutilizarse y el subproducto principal era arena slice fina, adems de los cloruros de los otros metales. Este proceso no lleg a ser importante en el comercio.

EL PROCESO DE REDUCCION DEL ALUMINATO.

Bonnier ha descrito la electrlisis del aluminato de sodio y en, particular, los baos de aluminato que contienen calcio, bario o magnesio para obtener aleaciones de diversas composiciones de aluminio - calcio, aluminio - bario y aluminio - magnesio. Los baos podan operarse a temperaturas significativamente mas bajas, llegando algunas hasta 700 - 800C, aunque este proceso no es muy practico lamentablemente.

En este captulo se describir el proceso de obtencin del aluminio y el proceso de purificacin del mismo, esto despus de haber hecho la seleccin de los mismos en el captulo anterior. Los procesos que se seleccionaron fueron los siguientes:

Proceso Bayer para la produccin de almina. Obtencin electroltica del aluminio. Purificacin del aluminio con cloro gaseoso.

Las ventajas y desventajas de cada uno de ellos se mencionaron en el captulo anterior despus de haber descrito todos los procesos existentes para la obtencin y purificacin del aluminio.

PROCESO BAYER PARA LA OBTENCIN DE ALMINAEl proceso Bayer es el ms usual para refinar la bauxita, que se digiere con solucin caliente de sosa custica para que la almina quede en solucin en forma de aluminato de sodio. Despus de separar el lquido del residuo insoluble, se precipita el trihidrato de almina, Al(OH)3 y se calcina para producir la almina pura que se enva a las plantas de reduccin. La bauxita se machaca y se lava en las minas para quitarle la arcilla y luego se seca para facilitar y economizar el transporte. En las plantas de proceso Bayer se pulveriza muy bien la bauxita, se pone en digestores con leja que queda de un ciclo anterior y cantidades suficientes de cal y carbonato sdico para obtener la necesaria concentracin de hidrxido de sodio. Despus de la digestin por tiempo conveniente y con vapor de 3.5 Kg / cm2, se deja sedimentar el lquido y se filtra para separar el residuo insoluble. ste lleva gran porcin de xido de hierro y recibe el nombre de lodo rojo. La solucin de aluminato sdico es conducida a grandes tanques de precipitacin, donde se le aade como cebo trihidrato de aluminio procedente de una operacin anterior y se deja enfriar lentamente. Poco a poco se va formando el trihidrato por hidrlisis del aluminato sdico en presencia del ncleo cristalino. El trihidrato granular pasa por espesadores y filtros, y luego se calcina para extraerle el agua libre y combinada. Es preciso efectuar la calcinacin a temperatura bastante alta ( por lo comn a ms de 1000 0 C) para obtener la alfa - almina no higroscpica. Esta almina calcinada es enviada a las plantas de reduccin. La figura 1 es un diagrama de la marcha del proceso Bayer. Es importante la proporcin de slice que contiene la bauxita, pues si contiene slice reactiva, sta se combina con la almina

durante la digestin y queda en el lodo rojo un silicato insoluble de sodio y aluminio. Por cada kilogramo de slice que haya en la bauxita se pierde, aproximadamente, un kilogramo de almina y un kilogramo de carbonato sdico anhidro.

OBTENCIN ELECTROLTICA DEL ALUMINIOEl aluminio se obtiene por la electrlisis de la almina disuelta en una criolita fundida. La criolita y la almina son slo componentes principales del electrlito. Al electrlito se le agregan MgF2, CaF2 y NaCl que sirven, en lo fundamental, para disminuir la temperatura de fusin. La cantidad de estos aditivos contenidos en el electrlito no excede de 8 - 10 %. Por criolita se entiende prcticamente no el compuesto qumico Na3.AlF6 sino sus aleaciones con AlF3 y NaF. Para caracterizar la composicin del electrlito se usa la relacin de criolita que no es ms que la relacin molar de NaF: AlF3, para el compuesto qumico Na3AlF6 (3NaF.AlF3) esta relacin es igual a 3. Si el electrlito est enriquecido en el fluoruro de sodio, esta relacin es ms de 3 y si est enriquecido en el fluoruro de aluminio, la relacin es menos de 3. En el primer caso el electrlito se llama alcalino y en el segundo, cido. Esta relacin se mantiene generalmente a un nivel de 2,6 a 2,9, empleando para la correccin de la composicin el fluoruro de aluminio y el sodio. El proceso de electrlisis se efecta en una cuba electroltica llamada tambin bao de aluminio. El tamao de la celda depende en gran manera de la corriente de electrlisis que se haya de emplear. La celda electroltica es una caja de acero revestida interiormente de carbono. El revestimiento de carbono, que se forma con una mezcla de coque, brea y alquitrn, se apisona en la caja de acero y luego se cuece a alta temperatura. La tensin que manejan las celdas es de 5V de los cuales 1.7 son tiles y el resto se consume por resistencia. Las celdas se colocan en serie, para que constituyan conjuntos de 200, 500 y hasta 1000 V. La cada de voltaje a travs de una celda es de 5 a 6 V. Actualmente la intensidad llega a alcanzar valores del orden de 100 a 125,000 A. El dispositivo de ctodo est dotado de una envoltura revestida interiormente de la capa de material refractario y de carbono. El ctodo sirve de superficie del aluminio lquido que se halla en contacto con el electrolito. El revestimiento lateral de carbono junto con la solera forman un bao cuya profundidad es de 400 a 600 mm. En el bao se hallan el aluminio fundido y la criolita. La corriente elctrica se suministra por las barras de acero a las barras conductoras dispuestas en un lado y cerca del nivel de la celda. El dispositivo de nodo consta del nodo de carbn sumergido parcialmente en el electrlito. Los nodos de carbono se hacen

con una mezcla similar a la de la celda electroltica y se cuecen para darles densidad, dureza y solidez. Por lo comn, son de seccin cuadrada o rectangular y de 30 a 50 cm de largo. Estos nodos se suspenden de una barra colectora que se puede alzar o bajar segn sea necesario. Tambin se puede variar la altura de un solo nodo. El carbono del nodo se oxida en el curso de la electrlisis y se convierte en dixido de carbono. La almina se suministra al bao por arriba. Con ello, debido al enfriamiento por el aire del ambiente aparece la costra del electrlito. En la superficie lateral se forma una capa del electrlito solidificado, llamada guarnicin, que protege el revestimiento contra la destruccin, protege el bao contra el fro y evita que la corriente se pierda a travs del revestimiento de carbn lateral. El electrolito puede ser criolita, pero se acostumbra agregarle algo de fluoruro de calcio para reducir el punto de fusin y aumentar la fluidez del bao. Actualmente se emplean de ordinario los baos de aluminio monoandicos con un nodo de autococcin y el suministro de corriente por la parte superior de ste. El aluminio fundido es ms pesado que el electrolito de criolita y se acumula en la solera del bao debajo de la capa del electrolito, donde sirve de ctodo. El aluminio se extrae de ordinario dentro de tres o cuatro das con ayuda del caldero de vaco o el sifn. A veces el aluminio se evacua una vez por da. A causa de la oxidacin electroltica de los nodos se consumen aproximadamente 2/3 de kilogramo de carbono por cada kilogramo de aluminio metlico que se produce. Las impurezas de los nodos ( hierro o silicio) se disuelven en el bao, se reducen a la vez que la almina y contaminan el aluminio metlico; por tanto, es indispensable que sean muy puros los materiales con que se hacen los electrodos de carbono. Es algo limitada la solubilidad de la almina en el electrolito. El bao tiene normalmente 5% de almina en solucin, y cuando se reduce bastante esta proporcin, por ejemplo, a 3%, se produce el llamado efecto de nodo, que se manifiesta en aumento sbito de la cada de voltaje a travs de la celda, acrecentamiento del calor generado en la celda y formacin de arco entre los nodos de carbono y el electrolito. Aadiendo ms almina al electrlito y agitndolo se suprime rpidamente dicho efecto del nodo. Entonces el electrolito moja los nodos como en la operacin normal, y contina rpidamente la electrlisis hasta que se vuelve a reducir considerablemente el contenido de almina y se produce otro efecto de nodo.

Transmisin Al ser la transmisin un componente sometido a esfuerzos de traccin principalmente, y por ser el medio de salida del torque que el motor entrega, consideramos que el material utilizado deber ser una aleacin cuya composicin principal es el aluminio. sta decisin se toma a partir de la comparacin alternativa del aluminio contra polmeros como el nylon 6/6 o el acetal; ya que el material requiere un esfuerzo de traccion relativamente bajo, y comparando los valores del aluminio con materiales como el nylon 6/6, se concluye que el mejor material es la aleacin de aluminio. Por conveniencia, se descart el acero, ya que la proyeccin que realizamos tiene como resultado para el ao 2030 un aumento en el precio del acero por su baja oferta. Adems, segn los datos, uno de los procesos industriales mas contaminantes por la utilizacin de los hidrocarburos como fuente de energa calorfica: lo que aumenta la HCT

(huella de carbono por tonelada de material extrado). De cualquier forma, an sustentando el uso de acero, los procesos de tratamiento trmico y acabados superficiales resultan costosos y con un bajo ndice de reciclabilidad; ya que una pieza sometida a cualquier proceso de electrodeposicin (v.g.) tiene que pasar, antes de ser reciclada, por un proceso de retirado de la cubierta metlica; lo que generalmente implica trabajo manual, o el uso de cidos fuertes en una cuba electroltica. Muchos de los productos que se incluyeron en la investigacin, tienen como principal componente de maquinado el plomo y/o manganeso (tal es el caso del acero), lo que resta viabilidad ya que en investigaciones recientes, se ha determinado que los productos que contienen plomo en su composicin (aun en bajas cantidades) no son adecuados para el entorno; adems, el proceso de fundicin en el que se involucran derivados del plomo, es daino con el entorno. La cadena de distribucin de aluminio, se centra principalmente en Rusia y Estados Unidos. Enfocandonos principalmente en Estados unidos, nos da una ubicacin privilegiada para la recepcin, procesamiento y entrega de producto terminado. Se usaran los puertos de Veracruz y Manzanillo para enviar nuestro producto a Europa y Asia, y las principales vas de comunicacin terrestre para la distribucin en Norteamrica para el suministro de la materia prima y la distribucin de producto a Sudamrica. La composicin de nuestra aleacin, cuenta con varias propiedades sealadas a continuacin:.

Elemento Escandio (Sc) Cobre (Cu) Cromo (Cr)

Propiedad Mejora la soldadura

Composicin

Depende de las propiedades mecnicas que Incrementa las propiedades mecnicas el equipo de ( reduce la resistencia a la corrosin) diseo requiera Aumenta la resistencia mecnica

Titanio (Ti) Zinc (Zn)

Aumenta la resistencia mecnica Reduce la resistencia a la corrosin

La reciclabilidad del aluminio es relativamente fcil: Proponemos implementar un esquema RxR (Refaccin por Refaccin) en el que si una refaccin es requerida por el usuario, ste deber llevar el vehculo al distribuidor, el cual intercambiar la pieza defectuosa y la enviar de vuelta a la planta; lo cual impacta en dos aspectos: El primero, la capacidad en calidad de analizar las principales desviaciones que presente el proceso, y que impactan al usuario final: y la segunda, que el producto devuelto puede ser reprocesado, con una prdida de propiedades mecnicas prcticamente despreciable. Ocurre lo mismo para el reciclaje del auto una vez llegado el trmino de su vida til. En cuestin de oxidacin, el aluminio se oxida, formando AlO2, aunque la oxidacin no implique una prdida de las propiedades mecnicas del metal. Este problema, se resuelve con la combinacin en aleacin con zinc como se especifica en la tabla. En cuanto a resistencia por oxidacin, las propiedades mecnicas por el tipo de aleacin, no se ven afectadas. Finalmente, para componentes especializados que requieran resistencia extrema, se propone dar un terminado anodizado a la pieza terminada. 2. Sistemas de Freno a) Pastillas Para las pastillas, dentro de la investigacin se encontr que la mayora estn fabricadas en base principalmente a base de polmeros y compuestos derivados del asbesto, cuya principal caracterstica es que es contaminante; a pesar de que el precio es relativamente bajo. Tambin se encontr, que existen sistemas de frenos que tienen como base polmeros derivados del petrleo y silicatos. Proponemos desarrollar un compuesto basado en acero inoxidable para otorgar vida til al producto, y cierto factor de seguridad en caso de que el compuesto principal falle. La pastilla estar compuesta de un material a base de silicatos, los cuales aportaran propiedad mecnica y una vida til notablemente mayor comparada con materiales

como el asbesto. b) Sistema de sujecin Para el sistema de sujecin, la caracterstica principal que buscamos, es la resistencia a todo tipo de ambientes (hmedo, seco, etc.) , asi como temperaturas altas y principalmente el mantenimiento de propiedades mecnicas a cambios bruscos de temperatura. Dentro de los sistemas, existen varias partes: la principal, esta compuesta actualmente de acero colado y tiene un tratamiento superficial con primer y pintura epxica, para evitar que el contacto con la humedad o climas extremos afecte. Las principales desventajas de ste mtodo, van enfocadas al bajo rendimiento de la productividad en proceso, ya que en el proceso de colado, aproximadamente la mitad de la M.P. que entra, queda en reproceso; lo que representa un costo extra para el proceso. Dentro de los defectos que se pueden encontrar en el colado o vaciado en moldes, estn las burbujas de aire, que provocan hoyos en la pieza terminada, adems despus de cierto numero de vaciados, el molde se tiene que rectificar. El otro problema que se observa en procesos de fundicin, es el agrietamiento por enfriamiento no homogneo de los moldes. Proponemos que para la base del sistema de frenado, se incorpore una mezcla, basados en el anlisis de las propiedades requeridas, de polmeros para piezas estticas (aunque estn sometidas a esfuerzo) como nylon 6/6 y para las piezas mecnicas una aleacin de Titanio-Aluminio con tratamiento trmico. Cabe mencionar que la principal mejora que se incorpora a ste proceso, es el cambio de un esquema de colado, a uno de maquinado mediante CNC. Considerando las ventajas del CNC y el tratamiento trmico que la pieza llevar,

3. Plasticos / Materiales para interiores Considerando la importancia de los acabados que se le tienen que otorgar al diseo interior, se realiz la

investigacin, teniendo como parmetro la durabilidad del material, la facilidad de procesamiento, la integracin de la cadena de suministro del producto y las consideraciones ecolgicas como la reduccin de la huella de carbono necesaria para procesar el producto; adems que sea libre de elementos contaminantes como el plomo. Tambin se tom en cuenta la facilidad de reuso, reciclaje o reutilizacin del material al trmino de su vida til, los procesos necesarios para llevar ste material a reuso o a reciclaje fueron los mas innovadores. Se seleccion un material llamado Corian, fabricado por la estadounidense dupont; que esta basado en un 25% de Polimetil-Metacrilato o PMMA y 75% de minerales naturales. Su principal ingrediente es el mineral trihidrato de aluminio (ATH), un derivado de la bauxita que sirve de base para la produccin de aluminio; aprovechando la facilidad de obtencin del material; basados en los componentes de la transmisin. De entre las ventajas de este material, se analiz la higiene que aporta al producto final, ya que es un material que entra en contacto directo con el usuario. Las propiedades termodinmicas son importantes, ya que este material tiene una adaptacin al calor muy buena; lo cual en condiciones de das soleados y de calor otorga confort al usuario. En cuanto al proceso, ste material es muy amigable, ya que se puede maquinar o termoformar; nosotros por el tipo de pieza, proponemos un termoformado. Ademas, tiene una caracterstica importante de personalizacin, ya que depende de los aditivos naturales con los que se combine el material, se dar el terminado. Cuenta el material con acabado mate y brillante.

Referencias http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaciones_de_aluminio

WILLIAM D. CALLISTER, Jr. Introduccin a la ciencia e ingeniera de los materiales. 1995. Ed. Revert, S.A WILLIAM F. SMITH Fundamentos de la ciencia e ingenieria de materiales. 1993. Ed. McGraw Hill. http://www.monografias.com/trabajos16/materiales-plasticos/materiales-plasticos.shtml#MATENGRAN http://html.rincondelvago.com/000663460.png www.quiminet.com/.../nt_AAssbcBuadddsaAAssbcBuRsDFaasd-rusal-se-convierte-en-el-mayor-productor-dealuminio-del http://innovation-bioplastique.com/2009/04/07/car-seat-fabric-made-of-biofront-bioplastic-used-in-mazdas-premacyhydrogen-re-hybrid/ Ficha tcnica Corian Solid Surface Spec Data Dupont, 2009

Transmisin Al ser la transmisin un componente sometido a esfuerzos de traccin principalmente, y por ser el medio de salida del torque que el motor entrega, consideramos que el material utilizado deber ser una aleacin cuya composicin principal es el aluminio. sta decisin se toma a partir de la comparacin alternativa del aluminio contra polmeros como el nylon 6/6 o el acetal; ya que el material requiere un esfuerzo de traccion relativamente bajo, y comparando los valores del aluminio con materiales como el nylon 6/6, se concluye que el mejor material es la aleacin de aluminio. Por conveniencia, se descart el acero, ya que la proyeccin que realizamos tiene como resultado para el ao 2030 un aumento en el precio del acero por su baja oferta. Adems, segn los datos, uno de los procesos industriales mas contaminantes por la utilizacin de los hidrocarburos como fuente de energa calorfica: lo que aumenta la HCT (huella de carbono por tonelada de material extrado). De cualquier forma, an sustentando el uso de acero, los procesos de tratamiento trmico y acabados superficiales resultan costosos y con un bajo ndice de reciclabilidad; ya que una pieza sometida a cualquier proceso de electrodeposicin (v.g.) tiene que pasar, antes de ser reciclada, por un proceso de retirado de la cubierta metlica; lo que generalmente implica trabajo manual, o el uso de cidos fuertes en una cuba electroltica.

Muchos de los productos que se incluyeron en la investigacin, tienen como principal componente de maquinado el plomo y/o manganeso (tal es el caso del acero), lo que resta viabilidad ya que en investigaciones recientes, se ha determinado que los productos que contienen plomo en su composicin (aun en bajas cantidades) no son adecuados para el entorno; adems, el proceso de fundicin en el que se involucran derivados del plomo, es daino con el entorno. La cadena de distribucin de aluminio, se centra principalmente en Rusia y Estados Unidos. Enfocandonos principalmente en Estados unidos, nos da una ubicacin privilegiada para la recepcin, procesamiento y entrega de producto terminado. Se usaran los puertos de Veracruz y Manzanillo para enviar nuestro producto a Europa y Asia, y las principales vas de comunicacin terrestre para la distribucin en Norteamrica para el suministro de la materia prima y la distribucin de producto a Sudamrica. La composicin de nuestra aleacin, cuenta con varias propiedades sealadas a continuacin:.

Elemento Escandio (Sc) Cobre (Cu) Cromo (Cr) Titanio (Ti) Zinc (Zn)

Propiedad Mejora la soldadura

Composicin

Depende de las propiedades mecnicas que Incrementa las propiedades mecnicas el equipo de ( reduce la resistencia a la corrosin) diseo requiera Aumenta la resistencia mecnica Aumenta la resistencia mecnica Reduce la resistencia a la corrosin

La reciclabilidad del aluminio es relativamente fcil: Proponemos implementar un esquema RxR (Refaccin por

Refaccin) en el que si una refaccin es requerida por el usuario, ste deber llevar el vehculo al distribuidor, el cual intercambiar la pieza defectuosa y la enviar de vuelta a la planta; lo cual impacta en dos aspectos: El primero, la capacidad en calidad de analizar las principales desviaciones que presente el proceso, y que impactan al usuario final: y la segunda, que el producto devuelto puede ser reprocesado, con una prdida de propiedades mecnicas prcticamente despreciable. Ocurre lo mismo para el reciclaje del auto una vez llegado el trmino de su vida til. En cuestin de oxidacin, el aluminio se oxida, formando AlO2, aunque la oxidacin no implique una prdida de las propiedades mecnicas del metal. Este problema, se resuelve con la combinacin en aleacin con zinc como se especifica en la tabla. En cuanto a resistencia por oxidacin, las propiedades mecnicas por el tipo de aleacin, no se ven afectadas. Finalmente, para componentes especializados que requieran resistencia extrema, se propone dar un terminado anodizado a la pieza terminada. 2. Sistemas de Freno a) Pastillas Para las pastillas, dentro de la investigacin se encontr que la mayora estn fabricadas en base principalmente a base de polmeros y compuestos derivados del asbesto, cuya principal caracterstica es que es contaminante; a pesar de que el precio es relativamente bajo. Tambin se encontr, que existen sistemas de frenos que tienen como base polmeros derivados del petrleo y silicatos. Proponemos desarrollar un compuesto basado en acero inoxidable para otorgar vida til al producto, y cierto factor de seguridad en caso de que el compuesto principal falle. La pastilla estar compuesta de un material a base de silicatos, los cuales aportaran propiedad mecnica y una vida til notablemente mayor comparada con materiales como el asbesto. b) Sistema de sujecin Para el sistema de sujecin, la caracterstica principal que buscamos, es la resistencia a todo tipo de ambientes (hmedo, seco, etc.) , asi como temperaturas altas y principalmente el mantenimiento de propiedades mecnicas a cambios bruscos de temperatura.

Dentro de los sistemas, existen varias partes: la principal, esta compuesta actualmente de acero colado y tiene un tratamiento superficial con primer y pintura epxica, para evitar que el contacto con la humedad o climas extremos afecte. Las principales desventajas de ste mtodo, van enfocadas al bajo rendimiento de la productividad en proceso, ya que en el proceso de colado, aproximadamente la mitad de la M.P. que entra, queda en reproceso; lo que representa un costo extra para el proceso. Dentro de los defectos que se pueden encontrar en el colado o vaciado en moldes, estn las burbujas de aire, que provocan hoyos en la pieza terminada, adems despus de cierto numero de vaciados, el molde se tiene que rectificar. El otro problema que se observa en procesos de fundicin, es el agrietamiento por enfriamiento no homogneo de los moldes. Proponemos que para la base del sistema de frenado, se incorpore una mezcla, basados en el anlisis de las propiedades requeridas, de polmeros para piezas estticas (aunque estn sometidas a esfuerzo) como nylon 6/6 y para las piezas mecnicas una aleacin de Titanio-Aluminio con tratamiento trmico. Cabe mencionar que la principal mejora que se incorpora a ste proceso, es el cambio de un esquema de colado, a uno de maquinado mediante CNC. Considerando las ventajas del CNC y el tratamiento trmico que la pieza llevar,

3. Plasticos / Materiales para interiores Considerando la importancia de los acabados que se le tienen que otorgar al diseo interior, se realiz la investigacin, teniendo como parmetro la durabilidad del material, la facilidad de procesamiento, la integracin de la cadena de suministro del producto y las consideraciones ecolgicas como la reduccin de la huella de carbono necesaria para procesar el producto; adems que sea libre de elementos contaminantes como el plomo. Tambin se tom en cuenta la facilidad de reuso, reciclaje o reutilizacin del material al trmino de su vida til, los procesos necesarios para llevar ste material a reuso o a reciclaje fueron los mas innovadores. Se seleccion un material llamado Corian, fabricado por la estadounidense dupont; que esta basado en