Revista Mundo Ferrosideúrgico Edición No. 22 Noviembre-Diciembre 2015

Editorial 3

Sección I+D+i Ferrominera Orinoco 4-45

Análisis técnico del empleo de aceite usado en la fabricación de ANFO. 5

Escoria de hornos eléctricos de SIDOR, co-producto para el desarrollo del país. 11

Implementación de línea para la despresurización en máquinas briqueteadoras para el aumento de producción. 25

Técnica de disgregación con Borato de Litio y Bromuro de Litio para la determinación de porcentaje de Sílice (%SiO2), porcentaje de Fósforo (%P) y porcentaje de alúmina (%Al2O3) en el mineral de hierro. 31

Sección Eventos Sobre Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI) 46-48

Sección Efemérides (CTI) 49-52

Director: Ing. José Luis Graffe

[email protected]

Editor: Lcdo. Siullman Carmona

[email protected]

Asistente Editorial: Lcda. Mirida Carrasco

[email protected]

Comité Técnico: Ing. Luis Vargas

Lcdo. Siullman Carmona Ingª. Osiris Moreno

Ingª. Zulmer Andara Ing. Francisco Rondón

Comité de Redacción:

Lcda. Doris Macías Lcda. Mirida Carrasco

Comité de Gestión Informativa:

Lcda. Mirida Carrasco Lcda. María Eugenia Muñoz

Lcda. Cinthia Meza Lcdo. Jesús Briceño

Diagramación:

Lcdo. Siullman Carmona

Diseño Gráfico de Portada: Manuel Páez

“II Simposio Ferrosiderúrgico” Gcia. de Relaciones Institucionales

Ferrominera Orinoco.

Contacto: +58 286 930.37.42

[email protected].

Año V No 22 / Edición: Noviembre-Diciembre 2015 Ferrominera Orinoco Depósito Legal No: ppi2012BO4212 ISSN: 2343-5569 (Internet)

Contenido

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • AÑO V • NÚMERO 22• ENERO DE 2016

EDITORIAL Edición No. 22 Noviembre-Diciembre 2015

C e n t r o d e I n v e s t i g a c i ó n y G e s t i ó n d e l C o n o c i m i e n t o

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os eventos en donde se exponen los avances científicos, tecnológicos e innovaciones, constituyen

hoy en día parte fundamental de la difusión del conocimiento. Así como las publicaciones, en las reuniones organizadas por cierta especialidad científico-tecnológica, se exaltan los valores del estudio y la investigación, principalmente para la optimización de los procesos y darle valor agregado a los negocios. La cadena ferrosiderúrgica reúne las características de un amplio campo de conocimiento, sin dejar de ser específica en su área. La minería, los procesos de aglomeración, prerreducción, aceración y transformación; conforman esta cadena productiva que reúne en el II Simposio Ferrosiderúrgico, organizado por la recientemente creada Corporación Siderúrgica de Venezuela, motivo de esta edición especial, la conformación del sector del hierro y acero como la opción no petrolera para nuestra nación. La unificación de la cadena productiva en pos del desarrollo de este sector estratégico, se vio reflejada en este evento en donde se exaltó el talento científico nacional, complementado con sendas ponencias internacionales de alto nivel. La optimización de los procesos para la reducción de costos, avances y tendencias tecnológicas, valorización y uso de los sub-productos industriales, así como las condiciones de mercado del sector ferrosiderúrgico enmarcaron el evento, en la búsqueda de soluciones y alternativas que mejoren la calidad de los procesos de la cadena productiva y generen valor agregado en beneficio del país. La comunidad científica que hace vida en estas empresas tuteladas por la Corporación Siderúrgica de Venezuela, así como en el ámbito académico, ha visto con efusivo positivismo esta iniciativa que no sólo exalta el trabajo del investigador, sino también es reconocido mediante la difusión de su aporte en beneficio de los distintos procesos, convirtiéndose en un factor motivador que seguramente comenzará a motorizar el área de investigación, estudios, desarrollos, e innovación; como principal eje de la solución y búsqueda de alternativas en estos momentos donde el país requiere de un alto compromiso con la soberanía productiva. Tal y como lo resume esta frase del presidente de la Corporación Siderúrgica de Venezuela durante el evento, G/D Jesús Zambrano Mata, “Un propósito trascendental,

estratégico e indispensable constituye potenciar la investigación, como una herramienta para la apropiación y el dominio del conocimiento en búsqueda de soluciones para mejorar y optimizar nuestros procesos”, deja claro el papel del investigador y de las autoridades para impulsar la transformación del sector productivo.

SERVICIOS DEL CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO DE CSV FERROMINERA ORINOCO Caracterización metalúrgica, física, química y mineralógica de minerales. Estudios sobre la concentrabilidad de minerales. Evaluación de nuevas técnicas, equipos y procesos sobre la caracterización y beneficio de minerales. Estudios de investigación de beneficio a nivel de laboratorio y a nivel de planta piloto de mineral de hierro y otros minerales. Diseño y desarrollo de diagramas de flujo para procesar y beneficiar minerales ferrosos y no ferrosos. Estudios de factibilidad técnica de plantas de beneficiamiento mediante pruebas en laboratorio y planta. Prospección de yacimientos utilizando métodos no tradicionales (imágenes de sensores remotos, geofísica, geoquímica, entre otros). Elaboración de programas de reconocimiento geológico de superficie en distintas escalas. Manejo y análisis de datos para el uso de los programas informáticos aplicados a: Map Info, Medsystem, Encom Discover, Er Mapper, etc. Evaluación de recursos y/o reservas de yacimientos.

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ANÁLISIS TÉCNICO DEL EMPLEO DE ACEITE USADO EN LA FABRICACIÓN DE ANFO. (pág. 5) Por: Freites, José Gregorio ESCORIA DE HORNOS ELÉCTRICOS DE SIDOR, CO-PRODUCTO PARA EL DESARROLLO DEL PAÍS. (pág. 11) Por: Basanta, Gloria; Gorrín, Kiamarís IMPLEMENTACIÓN DE LÍNEA PARA LA DESPRESURIZACIÓN EN MÁQUINAS BRIQUETEADORAS PARA EL AUMENTO DE PRODUCCIÓN. (pág. 25) Por: Hernández, Iver N. TÉCNICA DE DISGREGACIÓN CON BORATO DE LITIO Y BROMURO DE LITIO PARA LA DETERMINACIÓN DE PORCENTAJE DE SÍLICE (%SiO2), PORCENTAJE DE FÓSFORO (%P) Y PORCENTAJE DE ALÚMINA (%Al2O3) EN EL MINERAL DE HIERRO. (pág. 31) Por: Vera, Antonio.

I+D+i

Ferrominera Orinoco

En esta sección presentamos los

desarrollos, innovaciones e

investigaciones del know how plasmado

en papel de los trabajadores de

Ferrominera Orinoco, empresas hermanas

de la Corporación Siderúrgica de

Venezuela, Academia entre otros, en pro de

las mejoras de los procesos operativos y administrativos de la Industria del Hierro y

el Acero.

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO V • NÚMERO 22 • ENERO DE 2016


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INVESTIGACIÓN:

ANÁLISIS TÉCNICO DEL EMPLEO DE ACEITE USADO EN LA FABRICACIÓN DE ANFO.

Ing.José Gregorio Freites1

1Jefe de Turno de Perforación y Voladura. Gerencia de Minería. CSV Ferrominera Orinoco.

Correspondencia:

Gerencia de Minería. CSV Ferrominera Orinoco. Ciudad Piar. Estado Bolívar - Venezuela Teléfonos de contacto:+58 286 930.46.55/+58 286 930.46.15

Email: [email protected] Recibido: Diciembre 2015 - Aceptado: Enero 2016

RESUMEN El presente trabajo está basado en el estudio técnico en la preparación de ANFO en base a aceite usado de motor, el ANFO (del inglés Ammonium Nitrate - Fuel Oil) es un agente de voladura que consiste en la mezcla de nitrato de amonio grado técnico (94,3% en peso/peso) y gasoil (5,7% en peso/peso). El trabajo de investigación se enfocó en la preparación de muestras a escala piloto de ANFO con una mezcla de gasoil y aceite usado de motor en las operaciones de mina a cielo abierto en el cuadrilátero ferrífero Piar de la CSV Ferrominera Orinoco. Entre los objetivos principales está la realización de ensayos de absorción de combustible en el nitrato de amonio en proporciones gasoil/”aceite usado” de 50/50 y 75/25 con respecto a peso/peso; así como pruebas de velocidad de detonación (VOD) y potencia relativa del explosivo (método de la placa). Durante la investigación se determinó que el nitrato de amonio tiene la capacidad de retener de forma efectiva la mezcla de gasoil y aceite usado, lo que significa que el ANFO fabricado tiene la proporción de combustible requerido. Adicionalmente, se aprecia una variación en la apariencia visual del ANFO realizado con aceite usado con respecto al ANFO estándar debido a la coloración oscura del “aceite usado”. La velocidad de detonación no confinada del ANFO en tubos PVC (cloruro de polivinilo) medidos por el equipo HanditrapII arrojó que las mezclas de combustibles basadas en gasoil/”aceite usado de motor” en las diferentes mezclas ensayadas presentan velocidades similares a la velocidad del ANFO estándar, ocurriendo un balance de oxigeno positivo ya que en todas las detonaciones del ANFO preparado no se apreciaron humos naranja. Por otro lado, en el ensayo de potencia relativa empleando placas de metal, se apreció una mayor deformación de la placa en la muestra de ANFO empleado la mezcla de gasoil/aceite usado de 75/25, no obstante se sugiere seguir investigando en éste punto. El consumo de ANFO a granel estándar en las operaciones de voladura de Ferrominera Orinoco en el año 2.014 fue de 3.343 toneladas, el componente de gasoil requerido para el ANFO estándar fue de 241.100 litros; Ferrominera generó en el año 2.014 un volumen de 37.740 litros de aceite SAE 15W40. No se aprecia diferencia en el desempeño entre el ANFO estándar y el ANFO fabricado con aceite usado (en proporción 50/50 ó 75/25 gasoil/aceite usado) en las pruebas realizadas a escala piloto. Palabras claves: Mineral de hierro, ANFO, Nitrato de Amonio gasoil, Voladura

1. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION. ipo de investigación: (a) Investigación descriptiva ya que describe el comportamiento de cada una

de las mezclas preparadas y una nueva alternativa de reciclaje. (b) Investigación comparativa puesto que se compara el comportamiento del ANFO estándar con el ANFO preparado en diferentes proporciones de la mezcla combustible (gasoil/”aceite usado” 75/25 y 50/50).

Técnicas e instrumentación de recolección de datos. A continuación se muestran una serie de etapas empleadas en el desarrollo de la investigación: Recopilación de la información bibliográfica, en esta primera etapa se realizó el análisis del material bibliográfico existente sobre el tema del ANFO fabricado con aceite usado de motor, para así establecer los parámetros de los ensayos.

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Realización de ensayos de absorción y retención de combustible en el nitrato de amonio, con mezclas de gasoil y aceite usado en proporciones 50/50 y 75/25 respectivamente; en ésta etapa se preparó ANFO estándar y ANFO con la mezcla de combustible (gasoil y aceite usado) antes descritas, para luego ser analizadas mediante el uso del ANFO test kit y determinar el grado de absorción de combustible que presenta el prill de nitrato de amonio. Las muestras preparadas se dejaron en reposo por un periodo de setenta y dos (72) horas, el objetivo de la prueba es determinar la capacidad que tiene el prill de nitrato de amonio de retener la mezcla de gasoil y aceite usado. Se realizaron pruebas de velocidad de detonación (VOD) con muestras de ANFO fabricado con mezclas de gasoil y aceite usado en diferentes proporciones (50/50 y 75/25), en ésta etapa se prepararon tres muestras representativas de ANFO de las cuales dos (2) de ellas se elaboraron con la mezcla de combustible gasoil/aceite usado en sus diversas proporciones, una tercera muestra se preparó exclusivamente con gasoil para el caso del ANFO estándar; el objetivo de la prueba es determinar la velocidad de detonación no confinada del ANFO en tubos de cloruro de polivinilo (PVC) mediante el equipo de medición de velocidad de detonación Handitrap II. Se ejecutó una prueba de potencia relativa del explosivo (método de la placa) el cual es una variación del método de Hess en donde se reemplaza el cilindro de plomo por dos (2) placas cuadradas (40 x 40 cm.) de metal colocando en medio de ellas una porción de ANFO encartuchado en manga plástica de cuatro pulgadas (4”) de diámetro por dos metros (2 m.) de largo, éste sistema se cebó con un booster de pentolita de 170 g. El objetivo de la prueba es comparar el volumen de la deformación que se genera en las placas de acero al momento de detonar cantidades significativas de ANFO preparado con la mezcla de gasoil y aceite usado en sus diversas proporciones. 2. ANALISIS DE LOS RESULTADOS. Prueba de absorción en nitrato de amonio, con mezclas de gasoil y aceite usado en proporciones 50/50 y 75/25. El ANFO Test Kit es un equipo portátil para realizar pruebas de densidad y contenido de gasoil en el ANFO

que se utiliza en campo. El kit permite determinar el porcentaje de gasoil que es absorbido en el prill o perla de nitrato de amonio. Esto es de gran importancia para determinar que el ANFO entregado por el proveedor de explosivos esté dentro de las especificaciones (6% de gasoil y 94% de nitrato de amonio).

Figura 1: ANFO test kit.

El nitrato de amonio tiene la capacidad de retener de forma efectiva la mezcla de gasoil y aceite usado, lo que significa que el ANFO fabricado tiene la proporción de combustible requerido. Adicionalmente, se aprecia una variación en la apariencia con respecto al ANFO estándar debido a la coloración oscura del aceite usado. Tabla 1: Resultados de la prueba de retención.

Nro de muestra

% teórica mezcla

ANFO (g)

NA (g)

Gasoil (g)

Aceite (g)

Lectura del

matraz (ml)

% Real Variación

1 6 (100/0) 157,45 148 9,50 --- 1,9 5,8 0,2

2 7 (50/50) 157,85 146,8 5,55 5,55 2,6 7 No

presentó

3 8 (75/25) 160,46 147,6 9,60 3,2 2,9 7,9 0,1

Resultados de la prueba de velocidad de detonación (VOD – Velocity of Detonation). El Handitrap II es un equipo portátil manufacturado por MREL que se emplea para registrar la velocidad de detonación continua de explosivos y tiempo de retardos. La Figura 2 muestra el HanditrapII y sus accesorios.



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Figura 2: Handitrap II y sus accesorios. El ANFO preparado con las mezclas de combustible (gasoil y aceite en proporción 75/25 y 50/50) presentaron velocidades de detonación muy cercanas a la velocidad de detonación del ANFO estándar.

Ocurrió un balance de oxigeno positivo ya que en todas las experiencias se desprendió humo blanco (Figuras 3, 4 y 5).

Figura 3: Prueba de velocidad de detonación para ANFO estándar.



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Figura 4: Prueba de velocidad de detonación del ANFO con combustible gasoil/aceite usado 50/50.

Figura 5: Prueba de velocidad de detonación del ANFO con combustible gasoil/aceite usado 75/25.



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Resultados de potencia del explosivo (método de la placa). Se prepara de forma manual el ANFO en diferentes proporciones (estándar, 50/50 y 75/25), las cuales se analizaron para determinar si cumplen con las especificaciones de absorción utilizando el ANFO test kit. Cumpliendo estas con el requerimiento, se procedió a vaciar el ANFO en la manga plástica. Se ensamblan las mangas para su detonación (se introduce un booster de 150 g en una manga de 2 metros de largo por 4 pulgadas de diámetro) para luego vaciar el ANFO preparado; se colocan las placas en el centro de la manga dejando una distancia de 1,5 metros desde el booster con la finalidad de que la potencia del mismo no afecte el objetivo de la prueba. Se coloca una placa de acero de igual área sobre las cargas explosivas, luego en un extremo se conecta la mecha de seguridad con el fulminante nro. 8 y mecha de seguridad para el inicio del disparo de prueba. La mezcla 75/25 (75% gasoil y 25% aceite usado) tuvo mayor incidencia sobre la placa metálica deformándola aún más con respecto a las mezcla 50/50 y ANFO

estándar. A simple vista se pudo observar el área deformada por las mezclas preparadas. No obstante, se sugiere hacer más ensayos para tener una conclusión definitiva.

Figura 6: Prueba de ensayo con placas de metal. Consumo de aceite de motor SAE 15W40 en el 2.014. El consumo de aceite de motor SAE 15W40 para el período 2014 en los equipos de excavación y acarreo de las operaciones del cuadrilátero ferrífero Piar está por el orden de 37.440 litros.

Figura 7: Consumo de aceites y ANFO en el período 2014.



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3. CONCLUSIONES. De las pruebas realizadas al ANFO preparado con la mezcla de gasoil mas aceite usado en diferentes proporciones con la finalidad de estudiar su comportamiento se puede concluir: 1. El ANFO fabricado con 100% de aceite de motor usado (recolectado de los tanques australianos) tiene una potencia menor que el ANFO estándar. Variables que hay que estudiar son el contenido de agua de los aceites almacenados en los tanques australianos y la viscosidad del aceite en la calibración del camión que fabrica el ANFO. 2. El nitrato de amonio absorbe y retiene al gasoil y a la mezcla de gasoil y aceite usado de una manera igual. 3. La velocidad de detonación del ANFO fabricado con aceite usado en una proporción 50/50 ó 75/25 (gasoil/aceite usado) con respecto al ANFO estándar no presenta variaciones. 4. No se aprecia diferencia en el desempeño entre el ANFO estándar y el ANFO fabricado con aceite usado (en proporción 50/50 ó 75/25 gasoil/aceite usado). 4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. [1] Alameda Mazarredo, Riesgos Medio Ambientales

de los Aceites Industriales. 1.999. Disponible: http://www.euskalnet.net/depuroilsa/Riesgosmedioambiente.html#I

[2] Calvin J. Kenya. Diseño de Voladuras. 1998. [3] Campos Danny J (1999). Factibilidad técnico-

económica de la utilización del aceite usado como sustito del gasoil en el ANFO y ANFOAL en voladuras primarias en el cuadrilátero ferrífero San Isidro Ciudad Piar. Estado Bolívar. Trabajo de grado (1999).

[4] Cedric E. Georgy Explosives for North American Engineers third edition. Trans Tech Publications (1984).

[5] Daly, Joseph (2014). The Advantages of Recycled Oil in Blasting, a Refreshing Approach. International Society of Explosives Engineers.

[6] Dyno Nobel. How Dyno Nobel Can Reduce $40 per Tonne on Your Explosives Costs. Disponible: http://bit.ly/1OjbyrG

[7] EXSA, Manual Práctico de Voladura. Agosto 2.001. Disponible: http://exsa.net/wp-content/publicacion/manual-de-voladura.pdf

[8] Freites, J. G.; Holmquist, J. A.; Dasilva, C.; Valdez, V, (2003, 19 Noviembre), Medición de la velocidad de detonación del explosivo y precisión del sistema de iniciación no eléctrica de retardo usado en C.V.G.-F.M.O., I jornadas Regionales de Geología, Ciudad Bolívar 19 al 21 Noviembre 2003.

[9] Freites, J. G. (2003), Velocidad de detonación del ANFO, Disponible: https://mineriatecnica.wordpress.com/2010/07/03/velocidad-de-detonacion-del-anfo/.

[10] Gil Miguel. Manual de perforación y voladura. Julio 2001.

[11] Gordon P. McDonald, Michael S. Stern (1993). PRACTICAL APPLICATION OF USED OILS IN THE MANUFACTURE OF BULK EXPLOSIVES. International Society of Explosives Engineers.

[12] Hoper, Robert B. Blaster’s Handbook 17th edition. International Society of Explosives Engineers Cleveland, Ohio - USA (1998).

[13] Melvin A. Cook. The Science of High Explosives. American Chemical Society Monograph Series. (1974).

[14] Mine Safety and Health Administration – MSHA. Peabody Coal Company (blended oil would be used to sensitize ammonium nitrate prill). Disponible: http://www.msha.gov/PETITIONS/Granted/M96011C.HTM

[15] Mónica Boada y Jonathan Ramírez (2008), Estudio de factibilidad técnico-económico en la preparación del Anfo con una mezcla de gasoil y aceite usado en el Cuadrilátero Ferrífero San Isidro, Cudad Piar, Edo. Bolívar. Trabajo de Grado.

[16] MREL, Group of Companies, HanditrapII VOD Recorder.

[17] Thomas C. Ruhe and T. S. Bajpayee (1999). THERMAL STABILITY OF ANFO MADE WITH RECYCLED OIL. International Society of Explosives Engineers, 1999G Volume 2, P. 263.

[18] Zadra, S. L. (1999). BLASTING WITH USED OIL/DIESEL BLEND AT ECHO BAY MINERALS - MCCOY/COVE MINE. International Society of Explosives Engineers, 1996G Volume 2.

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO IV • NÚMERO 21 • ENERO DE 2016


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INVESTIGACIÓN: ESCORIA DE HORNOS ELÉCTRICOS DE SIDOR,

CO-PRODUCTO PARA EL DESARROLLO DEL PAÍS. MsC. Ingª. Gloria Basanta1; MsC. Ingª. Kiamarís Gorrín2

1Gerente. Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales. Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”. SIDOR 2Investigadora Senior. Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales. Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”. SIDOR

Correspondencia:

Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales. Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”. SIDOR. Puerto Ordaz. Estado Bolívar - Venezuela

Teléfonos de contacto:+58 286 600.55.80 / +58 286 600.51.82 Email: [email protected] [email protected]

Recibido: Diciembre 2015 - Aceptado: Enero 2016 RESUMEN La tendencia actual del sector siderúrgico es la revalorización de los residuos, siendo su principal subproducto la escoria, la cual tiene alto potencial de reutilización en los sectores de la construcción, infraestructura vial y agricultura. Este trabajo recoge las acciones que Sidor ha venido desarrollando con el fin de valorizar las escorias de hornos eléctricos para convertirlas en co-producto o Agregado Siderúrgico. La metodología consistió en la identificación de la necesidad de valorización de las escorias, evaluación del comportamiento técnico-ambiental de las escorias de horno eléctrico, identificación de sus potenciales aplicaciones y ejecución de proyectos multidisciplinarios a través de la formación de la una red de valorización que impulsa la investigación y la sinergia entre equipos de investigación. Se determinó que las escorias de SIDOR, han sido provadas en múltiples usos, con una principal utilización en la aplicación vialidad, por ser un material muy limpio con pocos finos, textura superficial rugosa, buena adherencia, altamente resistentes al desgaste, similar a los agregados convencionales. Los parámetros de lixiviación evaluados, se ajustaron a los límites permisibles para los usos ya normados. Así mismo, los resultados obtenidos en proyectos conjuntos propiciados a través de la red nacional de valorización de residuos industriales han sido positivos y muy provechosos en cuanto al uso de la escoria de acería en aplicaciones viales y de construcción. Palabras claves: Escoria de Horno eléctrico, Sub-productos, Valorización, Agregado siderúrgico, vialidad, construcción

1. INTRODUCCIÓN. ipo Cuando se habla de producción de acero, es inevitable hablar también de producción de escoria,

ya que la misma se genera durante la fabricación del acero y según AEISI 1999, cumple con funciones importantes como son: Cubrir el arco eléctrico formado entre los electrodos y el acero para proteger los refractarios de la radiación, absorber los productos de desoxidación (SiO2, Al2O3) e inclusiones, remover el fósforo y el azufre, proteger el metal de la oxidación, proteger el metal de la absorción de nitrógeno e hidrógeno y aislar el acero para minimizar la pérdida de calor.

Una vez que se ha fabricado el acero, la escoria ha culminado con su función dentro del Horno Eléctrico de Arco (HEA), y comienza su historia para convertirse de residuo o subproducto a co-producto. Los co-productos son materiales que, junto al acero, resultan del proceso siderúrgico y para los cuales fueron desarrolladas tecnologías que permiten su utilización, de forma ambientalmente adecuada, como materia prima o fuente de energía en la propia actividad generadora o por terceros (CCA Brasil, 2015). El uso de coproductos contribuye con la sustentabilidad de la industria del acero, evitando el vertido de residuos en rellenos sanitarios, reduciendo la emisión de CO2 y

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preservando los recursos naturales no renovables. La escoria, después del enfriamiento, valorización y control de calidad, pasa a ser clasificado como agregado siderúrgico (co-producto) pudiendo ser aplicado principalmente en vialidad, construcción, correctores y fertilizantes de suelos (Australasian Slag Association, 2002) Según Kobesen 2009, la escoria es similar a los agregados naturales, por lo que tienen valor, con una alta importancia para nuestra sociedad, pero el valor de cualquier producto o co-producto, viene dado por la demanda, si no hay demanda no hay valor. Algunas veces la demanda es creada por mentes innovadoras, por lineamientos políticos o por la necesidad que se crea en un determinado momento. La historia del uso de la escoria de hornos eléctricos de Sidor inicia en 1985, como indica un informe de la empresa Multiserv 2001, empleándose mas de 3.200.000 toneladas de escoria de acería en diversas obras en el estado Bolívar, en aplicaciones como bases granulares, mezclas asfálticas, recubrimientos de hombrillos y taludes en protección contra erosión, durante la gestión pública y privada de Sidor hasta el año 2005. En la actual Sidor renacionalizada, se esta trabajando para seguir convirtiendo la escoria de Hornos Eléctricos en un co-producto, tal como ha sido probada por experiencias exitosas en países como Brasil, EEUU; Alemania, entre otros, para ello se han realizado proyectos de investigación propios sobre la evaluación científica-técnica de las caracterización física, química, mineralógica y ambiental, a fin de identificar sus potenciales usos, con recursos propios y a través de la búsqueda de alianzas estratégicas para probar sus usos en las áreas identificadas. El objetivo de este trabajo es presentar los resultados de la caracterización de la escoria desde el punto de vista químico, mineralógico, fisco-mecánico, y su comportamiento ambiental, así como los principales resultados de proyectos conjuntos de la aplicación de la misma.

2. MATERIALES Y MÉTODOS. A continuación se presentan una descripción general de las actividades realizadas, así como los métodos empleados para la ejecución de este trabajo de investigación: 1. Identificación de la necesidad de valorización de las escorias de Hornos eléctricos. En SIDOR, existe un inventario aproximado de 10 millones de toneladas de escoria, cantidad que ha colapsado los espacios físicos destinados al almacenamiento y lo que pone en riesgo la continuidad operativa de la planta, por haberse agotado los espacios físicos para almacenarla. Aunado a esto existe un aumento en la cantidad de escoria producida por tonelada de acero, producto de la calidad de la materia prima (elevado sílice). En este sentido la capacidad de procesamiento actual es muy limitada (planta de cribado de 1700 ton/mes) para la exigencias de desalojo actuales. Desde el punto de vista técnico la valorización de las escorias en Sidor, daría respuesta a problemáticas tanto de la empresa como del país. En Sidor se solventarían los problemas relacionadas con el manejo de este subproducto de generación a gran escala y sus consiguientes complicaciones logísticas y ecológicas. A la vez que se genera una potencial materia prima secundaria para el desarrollo de empresas aguas abajo, en áreas sensibles como la vialidad (balastros, asfalto), construcción (cemento y bloque) y agricultura (fertilizante), reimpulsando el éxito de las misiones estratégicas del gobierno revolucionario. 2. Búsqueda de antecedentes de usos de las escorias de Sidor. Las escorias en Sidor, antes de la nacionalización de la empresa en 2008, estuvieron a cargo de empresas foráneas como Multiserv y Sidernet, las cuales eran las responsables del almacenamiento, procesamiento y ventas de las escorias de Sidor (Dam, 2011). Es por ello que se procedió a la búsqueda de los antecedentes documentados del uso de las escorias de Sidor. Una vez establecidos los usos anteriores surgió la necesidad de realizar una investigación mas profunda sobre las características técnicas y ambientales de las escorias, con el objetivo de garantizar la calidad, y adecuado uso en las distintas aplicaciones.



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3. Evaluación del comportamiento técnico-ambiental de las escorias de acerías de SIDOR en función de sus potenciales aplicaciones. Para llevar a cabo esta evaluación se llevaron a cabo las siguientes actividades metodológicas: Tabla 1: Actividades metodológicas para evaluar comportamiento técnico-ambiental de las escorias.

Objetivos específicos

Actividades generales

Descripción

Análisis de la características de la escoria

de SIDOR

Muestreo y separación

Búsqueda y análisis de información. Reconocimiento, mapeo y ubicación de las escorias negras y blancas. Gestión de recolección de muestra con MAPE y muestras con Acería. Preparación de las muestra para los distintos ensayos: Trituración, pulverización

Composición química

Análisis de Contenido de elementos mayoritarios: Elementos a analizar: Ca, Si, Al, Fe, S, Mn, Mg, Ti, P, Na, por Fluorescencia de rayos X . Análisis de Contenido de elementos minoritarios. Elementos a analizar: Pb, Cd, As, Se, Zn, Ni, Mo, V, Ba, Co, Cu, Cr, Hg, por la técnica de Espectrometría de Emisión Óptica con Plasma Inductivamente Acoplado (ICP-OES)

Composición Mineralógica

Fases cristalinas. Difracción de rayos X. Fases Amorfas, Se comparan lo análisis químicos con los resultados DRX, para inferir las mismas

Características físicas y

mecánicas

Determinación de granulometrías de interés, Análisis de PH, Análisis granulométrico, Forma, color y textura, Molienda, densidad, absorción y porosidad, Calculo de CCE y de B4

MAPE: Departamento de manejo y preparación de escoria. 4. Establecimiento de equipos multidisciplinarios de investigación para probar los usos de las escoria de acería. Cada metro cúbico de escoria que empleamos en obras de vialidad u otro destino, resulta una positiva acción de protección ambiental, ya que al ser utilizada para estos fines evitamos el empleo de áridos naturales, cuyo origen implica la afectación de la naturaleza y la depredación del ambiente con sus consecuentes costos para resarcir el daño efectuado, además al destinar un sub-producto, que se genera en proporciones considerables en la planta de SIDOR, evitamos ocupar inmensos espacios de almacenamiento en pasivos ambientales.

Es por eso que la etapa de evaluación de las aplicaciones es crítica, y mide el desempeño del agregado siderúrgico, y estos resultados juegan un papel importante en la confianza generada para sus usos. Tomando en cuenta lo anterior, se establecieron equipos multidisciplinarios con centros, empresas e institutos de investigaciones con fortalezas en los usos a considerar: Vialidad y construcción 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Antecedentes de usos de las escorias de Sidor. En la tabla 2, se resumen las aplicaciones que han sido documentadas de las escorias de acería de Sidor: Tabla 2: Usos de las escorias de Sidor.

Campo de Aplicación

Pruebas en Industria Siderúrgica

Autor Años

Producción de Cemento

Utilización de escoria de acería como materia

prima en la fabricación de cemento

Edgar Camino 1982

Uso de Escoria de acerías eléctricas en la producción

de cemento y Arrabio Nicolás Guevara 1991

Fabricación de mezclas cementicias utilizando escoria de aceros en

sustitución de cemento

Nicolás Guevara Francisco González

Luis Aranguren

1994

Obtención de Arrabio

Uso de Escoria de acerías eléctricas en la producción

de cemento y Arrabio Nicolás Guevara 1991

Aglomerante Pellas/

Briquetas

Utilización de escoria de Horno Eléctrico de acería como aglomerante en la

fabricación de pellas

Denise Ionesev 1991

Fabricación de briquetas utilizando polvillo y

escorias de acería como aglomerantes

Manuel Chirinos Jesús Marcano

1997

Fertilizantes/ Agente

Acondicionador de suelos

Aplicaciones de la escoria de acería como

fertilizantes y agente acondicionadores de suelo

agrícola

Centro de Investigaciones

de SIDOR 1987

Cementación de pozos

petroleros

Estudio de caracterización y evaluación del

desempeño de las escorias de SIDOR realizado en el

año 2000 por PDVSA-Intevep

INTEVEP-SIDOR 2000

Sustitución de la escoria Alto Horno por escoria Hornos eléctricos en las

mezcla de preparación de lodos de perforación de

pozos petroleros

Octavio Carvajal Virginia

Buccellato 2006

Fuente: Informes Internos Sidor.



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Pero quizás el uso mas documentado de las escorias de Sidor, ha sido en el sector vialidad, empleándose en la consolidación de las poblaciones gemelas Puerto Ordaz y San Félix, hoy unidas e identificadas como Ciudad Guayana, desde 1986 las escorias están presentes en todas las obras de vialidad realizadas en esta importante capital empresarial de Venezuela, ubicada en el estado Bolívar, sede de la mayor infraestructura industrial no petrolera del país, así como el resto de la entidad. Así mismo fueron utilizadas 1.600.000 toneladas de escoria para las vías de acceso del puente sobre el río Orinoco que une los estados Bolívar y Monagas. La escoria fue utilizada en las bases granulares viales, sub-bases, rellenos, carpeta asfáltica, protecciones, diques, etc. Igualmente han sido realizadas obras de vialidad

en los estados Apure, Monagas, Delta Amacuro, Anzoátegui y Lara, desde 1986. (Multiserv, 2001) Evaluación del comportamiento técnico-ambiental de las escorias de acerías de SIDOR en función de sus potenciales aplicaciones. A continuación se describen los resultados de esta evaluación: Recolección de la muestra. Para la toma de muestra se distinguieron 3 frentes de escoria diferentes, el frente vesicular, el frente laminar y al área de disposición de la escoria blanca, por cada frente de escoria se recogieron aproximadamente 400 kg de muestra, quedando divididas de la siguiente manera: Muestra 1: Frente vesicular, Muestra 2: Frente Laminar, y Muestra 3: Frente escoria blanca.

Tabla 3: Identificación de muestras de escoria del patio de almacenamiento de SIDOR.

Identificación: Muestra 1 Identificación: Muestra 2 Tipo de escoria: Negra del Proceso de Fusión Tipo de escoria: Negra del Proceso de Fusión Ubicación del frente muestreado: Vesicular

Ubicación del frente muestreado: Laminar

Identificación: Muestra 3 Identificación: Muestra 4

Tipo de escoria: Blanca Ubicación del frente muestreado:

Frente de escoria Blanca

Fuente: Gorrín, K at el, 2012 El análisis de las características químicas, mineralógicas y físico-mecánicas de las escorias muestreadas del patio de almacenamiento de escorias, se presentan a continuación:

Composición química de las escorias producidas en SIDOR. A. Elementos mayoritarios. A continuación se presentan los resultados de la composición química de los elementos mayoritarios de la escorias muestreadas.



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Tabla 4: Resultados de la composición química de los elementos mayoritarios de la escorias muestreadas.

Elementos FeT Fe+2 Fe+3 Si Al Ca Mg Mn Na K Ti V P C S

MUESTRA 1 Frente

vesicular 18,08 13 5,09 7,4 2,9 28,5 6,07 2,7 0,06 0,03 0,1 0 0,29 1,96 0,06

MUESTRA 2 Frente

Laminar 27,96 0,61 27,35 5,8 3,3 18,4 8,22 0,83 0,06 0,05 0,38 0 0,31 0,01 0

MUESTRA 3 blanca 10,15 6,83 3,32 5,4 8 23,5 10,9 0,58 0,07 0,05 0,21 0 0,01 2,66 0,18

Fuente: Gorrín, K at el, 2012. Se observa que las 3 muestras de escorias caracterizadas están compuestas principalmente por hierro, calcio y silicio. Los óxido de calcio y magnesio libres son compuestos fuertemente alcalinos que reaccionan con el agua formando hidróxidos y sufriendo expansión volumétrica. El potencial de reactividad con el agua del óxido de calcio es mayor que con respecto el óxido de magnesio. Debido a la presencia de óxidos de cal y magnesio libre en su composición, la escoria negra tiene una naturaleza expansiva. La cal libre se hidrata rápidamente y puede originar grandes cambio de volumen en unas pocas semanas, mientras que la hidratación del magnesio se produce mucho más lentamente. La poca solubilidad del hidróxido de magnesio hace pequeña la disociación de los iones hidroxilo (OH-), tal como es mencionado en Libro blanco para la minimización de residuos y emisiones, Escoria de acerías 1997. B. Elementos minoritarios. En el análisis de los elementos minoritarios de las muestras de escorias por la técnica de ICP-OES se aplicaron curvas de calibración con límites de detección de 50 ppm (0,005%), en base a los contenidos estimados por las referencias y antecedentes, por lo que en las mediciones no se pudo precisar los niveles de los elementos Plomo (Pb), Cadmio (Cd), Arsénico As, Selenio (Se), Niquel (Ni), Molibdeno (Mo), Cobalto (Co) y Cobre (Cu). Lo que se puede afirmar es que dichos elementos se encuentran por debajo de 0,005%. Las escorias negras presentan los siguientes elementos minoritarios: Cinc (Zn), Vanadio (V), Bario (Ba) y Cromo (Cr). Mientras que las blancas tomando en cuenta que

las variables del proceso son distintas en metalurgia secundaria no contienen Vanadio (V) y los contenidos de Bario y cromo son más bajos que las muestras de escoria negra. El elemento Bario constituye un componente minoritario de las escorias con mayor proporción en las escorias negras que con respecto a las escorias blancas, y no está relacionado con la práctica de agregados durante los procesos de fabricación del acero en las acerías. En cambio los elementos minoritarios Cromo y Vanadio si son agregados durante el proceso y van en función a la fabricación de determinados tipos de aceros. A continuación se presenta una tabla con los resultados de la composición química de los elementos minoritarios de la escorias muestreadas. Tabla 5: Composición química de los elementos minoritarios de la escorias muestreadas.

Muestra Zn % V % Ba % Cr %

1. Escoria Negra. Frente Poroso 0,008 0,011 0,012 0,162

2. Escoria Negra. Frente Laminar * 0,011 0,077 0,049

3. Escoria Blanca * * 0,006 0,012

*Por debajo del límite de detección 50 ppm (0,005%). Fuente. Gorrín, K at el, 2012 C. Análisis de pH. Los resultados de pH obtenidos se muestran en la Tabla 6. Según la tabla de grados de alcalinidad de los suelos (Casanova, 2005), los pH de las muestras de escoria resultaron mayor a 9 clasificando en fuertemente alcalinas debida a sus altos contenidos en componentes básicos dados principalmente por los cationes Calcio y Magnesio.



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Tabla 6: Resultados de pH de las muestras de escorias pulverizadas y mezcladas con agua destilada.

Fuente: Gorrín, K at el, 2012 Las muestras de escorias presentan elementos alcalinos tales como el CaO y el MgO que tienden a disolverse parcialmente en el agua aportando un medio moderadamente fuerte con valores de pH comprendidos entre 11 y 12. Los pH de las muestras de escorias resultaron tener alcalinidades parecidas y comprendidas entre 11,4 y 11,7.

Análisis de la Composición Mineralógica de las escorias producidas en SIDOR En la tabla 7 se pueden apreciar las fases cristalinas identificadas por la técnica de difracción de rayos X. La muestra 1 (frente vesicular), presenta el Calcio bajo las formas Ca(OH)2 y Ca2SiO4 indicando que el óxido de calcio no está libre y que ha reaccionado con el agua y con los silicatos constituyendo formas mas estables y que ya ocurrió la expansión volumétrica. El hierro están forma de óxidos: wustita FeO, Goetita FeOOH y magnetita Fe3O4. Bajo estas formas los óxidos de hierro tienen potencialidad para seguir oxidándose y expandiéndose

Tabla 7: Fases cristalinas presentes en las muestras de escoria, % de cristalinidad y tipo de enfriamiento.

Muestra Fases presentes % Amorfo % Cristalino Tratamiento Térmico

1. Escoria Negra. Frente vesicular

Larnita (Ca2SiO4), Wustita (FeO),Enstatita (MgSiO3);Portlandita (Ca(OH)2,Goetita

(FeOOH), Magnetita (Fe3O4). 25,7 74,3 Enfriamiento

Lento

2. Escoria Negra. Frente Laminar

Magnesio ferrita (Mg1.55Fe1.6 O4), Óxido de hierro y Silicio (Fe0.769Si0,231)(Fe0,975Si0,025), Akermanita-Gelenita (Ca2(Mg0,5Al0.5)Si1.5 Al), Gelenita (Ca2(Al(AlSi)O7), Hematita

(Fe2O3), Silicato de Calcio (Ca2SiO4)

72,5 27,5 Enfriamiento rápido

3.Escoria Blanca

Periclasa (MgO), Óxido de calcio y aluminio (Ca9(Al6O18)), Brucita (Mg(OH)2),

Merwinita (Ca3Mg(SiO4)2), Gelenita Magnésica (Ca(Mg0,25Al0,75)Si1,2), Silicato de calcio (Ca2SO4), Cuarzo-alfa (SiO2), Óxido silicato de hierro (Fe2SiO4)0,546(Fe3O4)0,454, Hierro-alfa (Fe), Sulfato ácido de calcio

(Ca(HSO4)2, Fosfato de Hierro (Fe2P4O12), Sulfuro de fósforo-beta (P4S5)

21,4 78,6 Enfriamiento Lento

Fuente: Gorrín, K at el, 2012. La muestra 2 (frente laminar), presenta estructuras complejas mezcla de compuestos estables no reactivas. Todo el hierro está bajo la forma hematita, en el estado más oxidado y estable. El calcio está formando estructuras complejas, (Ca2(Mg0,5Al0.5)Si1.5Al), y (Ca2(Al(AlSi)O7; y como silicato de calcio, Ca2SiO4. mientras que la escoria blanca (muestra 3), presenta el Magnesio bajo formas reactivas: MgO libre y Mg(OH)2.

En cambio el Calcio está bajo estructuras complejas y estables indicando que ha reaccionado más rápidamente que con respecto el magnesio. Se detectó la presencia de hierro metálico y bajo la forma de magnetita, Fe3O4, indicando gran potencial de oxidación y expansión. En la evaluación del contenido total de fases amorfas y cristalinas se observa que en las muestras de escoria negra 1 y escoria blanca 3 el

Muestras pH Muestra 1 Frente Poroso 11,71 Muestra 2 Frente Laminar 11,43 Muestra 3 Frente Escoria Blanca 11,6



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contenido cristalino es mayor al 70% así como en la muestra de escoria 1 el contenido de fases cristalinas supera el 65% lo que demuestra una mayor cantidad de fases cristalinas, menor grado de vitrificación. Estos resultados indican que las muestras fueron sometidas a procesos de enfriamiento diferentes, mas notoriamente con la muestra 2, posiblemente por factores ambientales atmosféricos (humedad relativa, precipitaciones) así como tiempo y distancia recorrida para el vertido a la intemperie. Características físicas y mecánicas de las escorias producidas en SIDOR. A. Color, forma y textura. Las escorias almacenadas en los patios de SIDOR presentan en general una textura rugosa, cavernosa, una forma cúbica y angular. Internamente cada partícula es de naturaleza vesicular no intercomunicada. Esta estructura se forma por lo gases atrapados durante el enfriamiento y solidificación. La escoria sometida al proceso de enfriamiento por agua (como refleja el análisis mineralógico) forma fragmentos cúbicos con muy pocas partículas alargadas. Tabla 8: Características de forma, color y textura de la muestra de escorias. Muestras Forma Color Textura Registro

Fotográfico Muestras 1 Escoria

Negra. Frente

Vesicular

Angular Cúbica

Gris, Negro

Cavernosa superficialmente

Muestras 2

Escoria Negra. Frente

Laminar

Laminar, cúbica

Gris, marrón oscuro

Áspera y cavernosa

superficialmente

Muestras 3 Escoria

Blanca

Finos y granular

Gris, Blanca Arenosa

Fuente: Gorrín, K at el, 2012. B. Densidad y porosidad. Las escorias sueltas porosas tienen poco peso por unidad de volumen, baja densidad aparente. En el caso de la muestra 1 presenta una densidad aparente de 2,48. Las escorias más compactas tienen poco espacio poroso, alta densidad aparente como es el caso de la muestra 2, con una densidad de 3,87. El espacio poroso

de la escoria será más bajo en la medida que densidad aparente aumenta. En la tabla 9 se muestran los resultados de densidad y porosidad obtenidos en las muestras de escorias. Tabla 9: Resultados de las densidades y porosidades.

Muestra de escoria

real gm/cc*

**a Granel gm/cc

Aparente g/cc Porosidad

Muestra 1 Frente

vesicular 3,29 1,59 2,48 25

Muestra 3 Frente

Laminar 3,87 2,11 3,87 0

Muestra 4 Escoria Blanca

2,78 1,64 2,33 16

Fuente: Gorrín, K at el, 2012. Variables del tratamiento térmico que influyen la calidad del agregado siderúrgico. La valorización de las Escoria de Hornos Eléctricos esta en función de las características de la escoria y de la demanda de la aplicación en particular, para lo que normalmente se vincula un tratamiento térmico y posterior procesamiento, según sea el caso. El enfriamiento tiene influencia directa en las posibilidades de reutilización. Si la escoria pretende sustituir a la ofita, interesa que su enfriamiento sea lento para obtener un material duro y poco poroso, en el caso de utilizarla como sustituto de caliza o como materia prima del cemento, puede ser enfriada por cualquier método (IHOBE,1997). La escoria puede ser sometida a distintas técnicas de enfriamiento obteniéndose materiales con características de utilización claramente diferenciadas: escoria cristalizada (enfriamiento lento), escoria de granulación vitrificada (enfriamiento brusco) y escoria dilatada o expandida, por efecto de adicionar pequeña cantidad de agua a la escoria fundida. Los elementos que han sido identificados en la composición química pueden estar distribuidos en la matriz formando compuestos cristalinos o pueden estar formando compuestos amorfos. Se sabe que cuando se deja enfriar lentamente un material a altas temperaturas y



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en estado líquido, los elementos se agrupan ordenadamente formando estructuras cristalinas estables, pero cuando se enfrían bruscamente los elementos no se agrupan de forma ordenada formando compuestos amorfos. Existen diversos métodos de tratamiento de la escoria de acería de horno de arco eléctrico que para promover la estabilización volumétrica de la escoria y sus propiedades físicas. De lima (1999) menciona que los ensayos de expansibilidad realizados con escorias de acería eléctrica sometida a diferentes sistemas de enfriamiento, verifican que a igual edad, las escorias de acería sometidas a un enfriamiento rápido (a través de la solidificación en agua) se muestran volumétricamente más estables que aquellas que se han dejado enfriar lentamente al aire. El tratamiento térmico de las escorias de SIDOR podemos dividirlo en dos etapas. La primera etapa llevada a cabo por Sidernet y MultiServ, donde se le daba un tratamiento térmico a las escorias mediante el uso de piscinas y fosas de enfriamiento (ver Figura 1). Y una segunda etapa actualmente a cargo de Sidor con un enfriamiento al aire libre (a la intemperie). El tratamiento térmico de las escorias de SIDOR podemos dividirlo en dos etapas. La primera etapa llevada a cabo por Sidernet y MultiServ, donde se le daba un tratamiento térmico a las escorias mediante el uso de piscinas y fosas de enfriamiento (ver Figura 1). Y una segunda etapa actualmente a cargo de Sidor con un enfriamiento al aire libre (a la intemperie).

Figura 1: Vaciado y enfriamiento de escoria. Fuente: Multiserv 2001.

En este tipo de enfriamiento; el tiempo de deposición en patio y las condiciones de humedad del aire y ambientales; tiene un periodo de envejecimiento más largo para lograr una adecuada estabilidad. Una vez que las escorias son depositadas al aire libre estas comienzan su proceso de solidificación y envejecimiento, ya que interactúa con la humedad del aire y otros factores atmosféricos como la lluvia originando ambos procesos tanto de enfriamiento como la de envejecimiento esta ultima ocurre por las reacciones de CaO con el agua en un proceso de hidratación. En condiciones como estas se consideran periodos de envejecimiento de uno a dos años. En la tabla 10 encontramos los diferentes factores que actúan sobre la estabilidad volumétrica o expansibilidad de las escorias así como las diferentes especies químicas que están involucradas en este proceso donde el mecanismo de hidratación es de los más importantes. Tabla 10: Parámetros que influencian la expansión en las escorias.

Especies Químicas

Parámetro que Influye en la Expansión Mecanismo

CaO, MgO, C2S

↑ Valor de la especie en estado libre ↑ Humedad

↑ Temperatura ↑ Valor de CO2

↓ Tamaño de los granos de escoria

Hidratación

Fe0, Fe+2 y Fe+3

↑ Valor de Fe0 ↑ Humedad

↑ Tiempo de exposición al aire

↓ Valor de oxígeno en el enfriamiento

↓ Tamaño de granos de escoria

Corrosión y Oxidación

Ca(OH)2

↑ Valor de CO2 ↑ Humedad

↑ Temperatura ↓ Tamaño de grano de

Escoria

Carbonatación

Fuente: IHOBE, 1997. En aquellos casos donde este parámetro no es tomado en cuenta, es posible que tener fallas catastróficas durante el tiempo de servicio, tal como se observa en la figura 2.



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Figura 2: Fallas en servicio de escoria por problemas de expansión. Fuente: Oliveira at el 2007. Análisis del comportamiento ambiental y técnico de la escoria como agregado siderúrgico. Considerando la escoria un agregado siderúrgico, se realizó un análisis de lixiviación a las muestras pero a granulometrías menores a 1” esto debido a que es la de mayor demanda y bajo la premisa de que a menor tamaño mayor potencial de lixiviación, tanto con el decreto como con los valores límites establecido en normas de bases, sub bases y capas de rodaduras. Para las aplicaciones de construcción aun no establecen formalmente límites. Los resultados son presentados en la tabla a continuación junto con las limites establecido para su utilización.

Tabla 11: Comparación de los resultados del análisis de lixiviación a granulometría menor a 1” con el decreto 2635 y valores limites para sus aplicaciones en vialidad.

Parámetro (mg/L)

Concentración*

Decr

eto

2635

Base

s y su

b-ba

ses

Capa

de

Roda

dura

Mue

stra

1

Mue

stra

2

Mue

stra

3

Ba 0.47 6.8 0.28 100 17 **

Cd < 0.007 < 0.007 < 0.007 1.0 0.009 0.6 Cr 6+ < 0.02 < 0.02 < 0.02 5.0 2.6 ** Ni < 0.03 < 0.03 < 0.03 5.0 0.8 ** Pb < 0.1 < 0.1 < 0.1 5.0 0.8 ** Se < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 1.0 0.007 0.02 F- 0.31 < 0.017 < 0.017 ** 18 **

Zn 0.18 0.17 0.17 ** 1.2 **

Mo < 0.1 < 0.1 < 0.1 ** 1.3 **

V < 0.5 < 0.5 < 0.5 ** 1.3 **

SO42- 14 14 27 ** 377 **

**No se han establecido límites para este parámetro. Fuente: INTERLAB 2013 Tal y como queda reflejado en la tabla anterior, los parámetros evaluados en el extracto lixiviado de las muestras (1, 2 y 3), se ajustan a los límites permisibles establecidos tanto por el decreto 2635, como por los límites establecido en normas de bases, sub-bases y capas de rodaduras. Siendo este un punto crítico para dar el siguiente paso a la valorización de este agregado, los análisis señalan que estas muestras tienen valores muy por debajo de los parámetros aceptados. Es importante no dejar a un lado que estos resultados solo corresponde a las escorias muestreadas y no son extrapolables a la totalidad de las escorias generadas. De igual forma es necesario establecer consideraciones de uso de la mano de expertos para aquellas aplicaciones (construcción y agricultura) donde los límites no han sido normados para este tipo de agregado. Alternativas de valorización de la escorias SIDOR. El objetivo principal es definir todas las alternativas operativas de reutilización y reciclaje de las escorias negras y blancas, realizando para cada caso una valoración, desde el punto de vista ambiental y técnico. El agregado escoria es parecido al granito y sus usos por



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ende son similares a cualquier agregado, solo encuentra limitaciones por el contenido de MgO. Los antecedentes (Garcia, 2010; Colina, 2004; IBOHE, 1997; Sierra, 2008; Zaragosa, 2001; Parra, 2012) demuestras que para aflicciones como taludes, bases no estabilizadas, mezclas asfálticas, es difícil encontrar un agregado mejor que este. Sus valores indican que dentro de sus cualidades principales están la resistencia y estabilidad, y debido a la superficie irregular de las particular, la escoria demuestra gran trabazón. Por otro lado, gradación, limpieza, resistencia a la degradación y a los efectos ambiéntales se ha reportado un comportamiento ambiental y técnico ideal. A continuación se enuncian brevemente las principales aplicaciones de la escoria de acería, de acuerdo a las características químicas, mineralógicas y físico-mecánicas de este tipo de agregados Tabla 12: Alternativas de valorización de la escorias SIDOR. Escoria Aplicación Uso Potencial actual

Escoria negra

Vialidad

Capa de rodadura: Parte del ligante bituminosos de

la capa asfáltica Separación de la

fracción Metálica,

trituración y clasificación

Explanada, bases y sub-base de carretera

Caminos, carreteras, pasarelas, senderos

Agregado en la

construcción

Fabricación de cemento

Hormigones

Vertederos Material de cubierta

Separación de la fracción

metálica y trituración

Relleno granular

controlado

Paisajismo

Zanjar / drenaje campos

Relleno Estructural, tuberías y tanque de

relleno, bermas

Estabilización de suelos

Hombros, bancos, control de erosión, gaviones y

escollera Neutralización

del Suelo Drenaje ácido de mina

Escoria Blanca

Agregado en la

construcción Fabricación de cemento

Separación de la fracción metálica Aplicaciones

agrícolas

Remineralización del suelo, agente encalado,

fertilizante

Fuente: Gorrín, K at el, 2012.

Las escorias de SIDOR son un material muy limpio con pocos finos, tiene una textura superficial rugosa, confiriéndole buena adherencia, similar a la de los agregados convencionales debido a su carácter vesicular, altamente resistentes al desgaste. Debido a la diferencia en tratamiento térmico, las muestra escoria 2 es mas estable que la 1, pero las 2 muestras de escoria han pasado por estados de pasivamiento. De igual manera tiene alto contenido de MgO lo que implica probablemente el estudio detallado de dosificaciones para las aplicaciones que así lo ameriten. Establecimiento de equipos multidisciplinarios de investigación para probar los usos de las escoria de acería. Sidor, a través de su Instituto de investigaciones Metalúrgicas y de Materiales, y en conjunto con el Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior, Ciencia y Tecnología, promocionaron la propuesta de formación de una Red Nacional de Valorización de residuos industriales, cuyo material piloto fue la escoria de acería. Basándose en que una red de es un proceso de aprendizaje colectivo sobre formas de investigación concretas y realizables, que permite estimula la sinergia interinstitucional, maximizando los recursos, construcción del conocimiento en colectivo. Metodología de conformación de la red de investigación se basó en la estructuración de equipos de trabajo desde los cuales se desarrollar la toma de decisiones y el trabajo colectivo, a si como una visión compartida del objetivo de investigación. Todo esto con el fin de, promover y fortalecer la construcción y desarrollo de redes científicas nacionales en temas estratégicos que respondan a problemas (científicos, tecnológicos y sociales) y procuren la vinculación entre la academia, el gobierno y la sociedad; Alcanzando soluciones articuladas con enfoque multidisciplinario y multi-institucional, y estructuradas de manera que contribuyan al desarrollo nacional y al bienestar de la población. Las instituciones que conforman la red se representan en la figura 3.



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Figura 3: Representación gráfica de la Red Nacional de Valorización de Residuos Industriales y sus miembros. Fuente: Autores A través de esta red se desarrollaron proyectos de investigación conjunto, y a continuación se presentan los más emblemáticos: Proyecto conjunto Centro Nacional de Investigación y Certificación en Vivienda, Hábitat y Desarrollo Urbano (Cenvih) – Sidor : Título: Comportamiento Técnico del Cemento Portland I-R Elaborado con Escoria Negra de Acero Tipo Vesicular Proveniente de la Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro “SIDOR”. Objetivo: Conocer la viabilidad de reciclar la escoria negra de acero como adición activa al cemento. Principales Resultados: Se utilizó en mezclas de escoria en sustitución de cemento en proporciones de: 0%, 5%, 10%, 15%, 20% y 50% con el objeto de comparar su influencia en el comportamiento mecánico, por último determinar el tiempo de fraguado y la estabilidad volumétrica de todas mezclas en estudio.

Los aspectos más relevantes evaluados fueron: 1. Tiempo de fraguado del cemento sin y con adición de escoria de acero. 2. Ensayo de resistencia a la compresión del mortero. 3. Expansión Volumétrica método en Auto-Clave . Tiempo de fraguado del cemento sin y con adición de escoria de acero. La incorporación de la escoria reduce el tiempo de fraguado, debido a que la finura de la escoria es menor en comparación con la del cemento. El tiempo de fraguado es una propiedad determinante para cuando la mezcla preparada debe ser trasladada distancias considerables, pues a menores tiempos de fraguado hay que considerar el empleo de retardantes de fraguado, en este caso la escoria negra trabaja como un acelerante de fraguado.



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Figura 4: Tiempo de fraguado. Fuente: Proyecto Cenvih-Sidor 2013. Ensayo de resistencia a la compresión del mortero. Los resultados obtenidos de los ensayos a compresión simple se realizaron a probetas cúbicas para las resistencias y para edades de 3, 7 y 28 días. En las resistencias obtenidas de los morteros a los 3 días no alcanzan al patrón, en cambio a los sietes días es cuando los morteros E-N-A (5%-10%-15%) superan ligeramente a la resistencia de la patrón, y a los veintiocho días se produce una igualación de la Escoria Negra de Acería al 5% con respecto a la patrón y la muestra E-N-A 10% y 15% se acercan lentamente, cabe destacar que el diseño de mezcla que se realizó para esta investigación fue de 350 kgf/cm2 con ello se establecen criterios claros de aceptación o rechazo bajo norma, tal como se observa en la figura 5.

Figura 5: Resistencia promedio. Fuente: Proyecto Cenvih-Sidor 2013.

Expansión Volumétrica método en Auto-Clave. Para evaluar el comportamiento expansivo de las escorias se realizó el ensayo de expansión en autoclave bajo las normas (ASMT C-151 2000) y (COVENIN 491 1994). Dicho ensayo especificado para cementos, tienen por objeto detectar la importancia de la expansión de los óxidos de calcio y magnesio. El estudio de la expansión en autoclave efectuado se basó aplicándolo a la escoria como adición en una matriz de cemento. La modificación introducida en el ensayo de autoclave fue la sustitución del 20 % del cemento por el mismo porcentaje de escoria negra de acero (Escoria pulverizada pasante del 80% del tamiz #325 (<45 micrones). En la Tabla 13 se observa que la muestra con 100% de Cemento Tipo I alcanza una expansión volumétrica de 0,10% incorporando 159 ml de agua para una consistencia de 10 mm, mientras que las muestras (1), (2) y (3) requieren entre 8 y 11 ml de agua adicionales para alcanzar una consistencia similar a la muestra patrón. Tabla 13: Expansión Volumétrica Cemento Tipo I & Escoria Negra.

MUESTRAS Proporción

de Agua (ml)

Consistencia Normal (mm)

Expansión Volumétrica

(%) 100%

Cemento Tipo I

159 10 0,10

20% Escoria Negra (1) 170 11 0,20

20% Escoria Negra (2) 167 10 0,30

20% Escoria Negra (3) 167 9 0,30

Fuente: Proyecto Cenvih-Sidor 2013. Los valores de expansión volumétrica obtenidas por todas las muestras involucradas cumplen con el requisito de las normas (COVENIN 491 1994) y (ASTM C-845 1980), las cuales, establecen el límite máximo de expansibilidad en 0,8%.



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Proyecto conjunto Servicio Autónomo de Asfaltado Bolívar (Gobernación del Estado Bolívar) – Sidor: Título: Posibilidad de Utilizar Agregado Siderúrgico (Escoria de Acería) como Sustitución o Complemento de Agregado Natural en la Producción de Asfalto Objetivo: Realizar 2 tramos de prueba en las parroquias 11 de abril y Pozo verde, San Félix Edo Bolívar. Principales Resultados: Se colocaron un total de 621 en las parroquias 11 de abril y Pozo verde, San Félix Edo Bolívar, con excelente resultados.

Figura 6: Representación gráfica de la Red Nacional de Valorización de Residuos Industriales y sus miembros. Fuente: Reporte SAAB Gob. Bolívar.

Oportunidades de mejora para el uso del agregado Siderúrgico. Las principales características que debe cumplir un agregado para ser usado en la mezcla de cementos asfáltico son: Densidad, peso unitario, desgaste de los Ángeles, expansión y tamaño de partículas adecuado para el uso. En cuanto al tamaño de partícula, actualmente en Sidor el procesamiento o adecuación granulométrica para la aplicación en la carpeta asfáltica, es insuficiente, ya que los equipos como las cribas tienen baja productividad. Convirtiéndose en un reto a superar para su uso a gran escala. Proyecto conjunto Pdvsa – Sidor:

Título: Formulación de mezclas asfálticas con materiales no convencionales. Objetivo: Realizar 1 tramo de prueba con varias mezclas asfálticas con materiales no convencionales.

Principales Resultados: Este proyecto liderado por Pdvsa-Intevep, considera la formulación de 2 de las mezclas asfálticas el uso de escoria de acería en una proporción de hasta 30%. Actualmente el proyecto se encuentra en evaluación del las mezclas colocadas, en un tramo de prueba de 1 km. Este tramo estará monitoreado para determinar el comportamiento en servicio de las diferentes mezclas, destacando la medición de los lixiviados para determinar las posibles especies contaminantes del suelo. Este proyecto apunta al desarrollo de las vías terrestres que se necesitan para el proyecto de la Faja Petrolífera del Orinoco.



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4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. [19] AISE (1999), Modern Electric Furnace Steelmaking

Training Seminar, Nashville, Tennessee [20] Australasian Slag Association (2002) a guide to the

use of iron andsteel slag in roads. Wollongong NSW 2500 AUSTRALIA

[21] CCA Brasil. Disponible: http://www.ccabrasil.org.br/espanol/Coproduto_Coprodutos.asp

[22] Carvajal O. Buccellato V. “Sustitución de la escoria Alto Horno por escoria Hornos eléctricos en las mezcla de preparación de lodos de perforación de pozos petroleros” 2006

[23] Casanova, Eduardo. 2005. Introducción a la Ciencia de los Suelos. UCV.

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INVESTIGACIÓN: IMPLEMENTACIÓN DE LÍNEA PARA LA DESPRESURIZACIÓN EN

MÁQUINAS BRIQUETEADORAS PARA EL AUMENTO DE PRODUCCIÓN.

Técnico Mecánico. Iver Hernández N1

1Especialista de Procesos. Departamento de Producción. Complejo Siderúrgico de Guayana (COMSIGUA)

Correspondencia: Departamento de Producción. Complejo Siderúrgico de Guayana (COMSIGUA). Zona Industrial Punta Cuchillos. Puerto

Ordaz. Estado Bolívar - Venezuela Teléfonos de contacto:+58 286 952.00.80

Email: [email protected]

Recibido: Diciembre 2015 - Aceptado: Enero 2016 RESUMEN El Complejo Siderúrgico de Guayana, Comsigua C.A. inició actividades en el año 1998, con cuatro (4) máquinas briqueteadoras con una capacidad de diseño de 45 tph cada una. La búsqueda constante de mejoras en los niveles de productividad, determinó la factibilidad de explorar nuevas formas para incrementar la producción que permitiesen exceder el límite de capacidad de las máquinas briqueteadoras. Una variable que permitió aumentar la productividad de la planta fue la temperatura del lecho de reducción del oxido de hierro y la misma se logró incrementar mediante la adición de una lechada de cal (solución de cal hidratada concentrada al 4% peso/volumen) en la mezcla de alimentación de la materia prima, con la finalidad de evitar aglomerados dentro del reactor. Esta adición de cal trajo consigo un incremento de 20% en la producción de planta, y por consecuente un aumento en la descarga por máquinas briqueteadoras a 55 tph. Palabras claves: máquina briqueteadora,

1. INTRODUCCIÓN. as máquinas briqueteadoras son dispositivos de compactación encargados de elevar la densidad del

hierro fundido desde 2,5 g/cm3 hasta valores entre 5.0 y 5.15 g/cm3. Las dimensiones de las briquetas producidas por Comsigua son: 106 mm (largo), 48,4 mm (ancho) y de 32 mm (espesor) para un volumen de 106 cm3 y un peso aproximado de 580 g. Una máquina briqueteadora está constituida por los elementos siguientes: Motor eléctrico. Encargado de transformar la energía eléctrica en mecánica, con una potencia de 600 Kw y de velocidad variable, el cual se regula a través de un variador de velocidad y es quien hace posible aumentar o disminuir la descarga de la máquina y de transmitir el torque a los rodillos para compactar la briqueta. La velocidad del motor es de 1.800 rpm.

Acople Hidráulico. Ubicado entre el motor eléctrico y el reductor, tiene la particularidad de protegerlos de posibles sobrecargas durante el briqueteado. El reductor de velocidad. Consta de un eje de entrada y dos de salida y reduce la velocidad del motor desde 1800 rpm hasta un máximo de 16.31 rpm en la salida. El reductor se encarga de transmitir el momento torsor o torque desde el motor a los rodillos a través de un sistema escalonado de engranajes helicoidales, los cuales a su vez lo transmiten a los ejes de salida y estos a los rodillos fijo y flotante. Tonillo Alimentador: Empuja y Comprime el mineral reducido de hierro caliente a una temperatura de 700 °C en los bolsillos de los segmentos. Los bolsillos giran llenos y se empujan contra los ejes de los rodillos.

L



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Figura 1: Máquina Briqueteadora. Los rodillos. Son núcleos forjados de acero macizo, con diámetro 1010 mms y con una superficie de trabajo de 220 mms los cuales están soportados en ambos extremos por rodamientos de doble hilera de rodillos esféricos, estos se caracterizan por soportar grandes cargas axiales y de choque. En los rodillos están dispuestos 24 piezas, de aleación de acero de herramienta cuya superficie están labradas por electro erosión los bolsillos, quienes son los encargados de formar la briqueta, estos se caracterizan por soportar desgaste a altas temperaturas.

Figura 2: Rodillos de una máquina briqueteadora. Los rodillos internamente son enfriados por agua de tal manera que los segmentos superficialmente mantengan un rango de trabajo entre 380 °C y 420 °C. La combinación de los dos rodillos los cuales giran en sentido inverso en conjunto con el tornillo alimentador, logran el torque necesario para la formación de la briqueta. A medida que los rodillos continúan rotando

se va conformando la tira de briquetas la cual se va a desplazar a lo largo el bajante de descarga para ser recibido por el separador. Durante el briqueteado hay tendencia de escapar material por los extremos de los rodillos, para evitar esta fuga se dispone de unos elementos denominados platos cachetes, los cuales son piezas de acero en forma triangular y elaborados con material resistente a la abrasión.

Separador. Conjunto rotor apoyado sobre rodamientos esféricos ubicado en la parte inferior de la máquina, constituido por 12 piezas o muelas, cuya finalidad es la obtención de briquetas individuales en la descarga del mismo. Luego las briquetas son enfriadas con agua hasta una temperatura de 100 °C y posteriormente son colocadas en los patios de almacenamiento para su posterior venta. La parte superior de la máquina consta de una pierna de alimentación, válvula de bola, una tolva de alimentación, el cual tiene como función introducir el direccionar el material hacia el tornillo alimentador con la velocidad requerida para evitar despresurización en el sistema. Gas Inerte. Gas compuesto por componentes no explosivos (Nitrógeno, Dióxido de Carbono y Vapor de Agua) el cual es usado mantener una cámara positiva en los bolsillos y de esta forma evitar el contacto de finos reducidos no briqueteado con el oxigeno de la atmosfera, lo cual ocasionaría reacciones de reoxidación del material y su posterior explosión o incendio. Sistema Colector de Polvo: El proceso de briqueteado deja escapar una cierta cantidad de polvo junto a los gases inyectados como gas inerte que deben ser desalojados de las máquinas para que no se acumulen o quemen. Para ello se dispone de tuberías para colectores de polvo a nivel de los rodillos y separador con presión negativa y luego son desplazados hasta un lavador húmedo con agua donde son enfriados a través de un remolino. Una vez que entran al ciclón, los finos mojados se precipitan y mediante bombas son enviados al tanque de almacenamiento para este fin y los gases fríos son liberados a la atmósfera.



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Figura 3: Esquema del sistema colector de polvo de Comsigua. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. El aumento de manejo de material a causa del incremento de productividad de un 20% por la adición de cal ocasiono un mayor manejo de producto en las maquinas briqueteadoras. Este incremento en la descarga operativa de las máquinas briqueteadoras ocasionó los siguientes problemas operativos: • Obstrucción de los ductos colectores de polvo en los rodillos de presión. Al haber mas descarga entonces la generación de finos se incrementa, tal y como se observa en la figura 4.

Figura 4: Ductos colectores de polvo obstruidos por finos. • Desgaste de los platos cachetes, debido a la excesiva fuga de finos. Ahora hay más finos y el carácter abrasivo de los finos es mayor, como acción preventiva se ajustan los platos cachetes o se cambian estos.

Figura 5: Fuga de finos por los platos cachetes de las máquinas briqueteadoras. • Aumento de la Temperatura del Caja del Separador. Al incrementarse los finos, el colector de polvo a nivel del separador es insuficiente para remover los finos. La entrada se obstruye, los finos se acumulan en el bajante por lo que se deforman planchas laterales y planchas de deslizamiento del tobogán de briquetas. Ahora la máquina está mas caliente y es necesario remover los finos. Hay que parar la máquina por tanto hay indisponibilidad de la misma.

Figura 6: Caja del separador de las máquinas briqueteadoras y su perfil de temperatura.



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Acumulación de finos en la espira del Tornillo de Alimentación, lo cual generaba alta presión hidráulica, ocasionando detenciones de la máquina. El material acumulado en la espira roza con las paredes del cooling de enfriamiento y la tendencia en el sistema hidráulico del tornillo alimentador es a incrementarse a valores de 180 bar. Esto ensuciamiento genera paradas de máquinas de forma no programada para limpiar el tornillo o en todo caso cambiarlo.

Figura 7: Tornillo de alimentación de las máquinas briqueteadoras y su perfil de temperatura. • Obstrucción en el bajante de descarga debido a la disminución en la velocidad de rotación de los rodillos. La máquina tiene dos maneras de operar. Uno en modo manual, donde la velocidad de los rodillos y del tornillo

se regula para controlar el torque y la otra en forma automática o cascada. En esta, la velocidad de los rodillos permanece constante pero el torque regula la velocidad del tornillo alimentador. Como hay demasiada acumulación de finos en la espira del tornillo, hay momentos en que el tornillo alimenta mas material del deseado, este material tiende a frenar a los rodillos. Produciendo taponamiento de la máquina. Hay acumulación de briquetas por lo que se genera taponamientos y la tira de briquetas desplaza de posición a las tapas frontales de los rodillos. Este taponamiento se traduce en tres horas de parada de la máquina debido a que se convierte en un riesgo para el operador manejar material a unos 500 °C. Indisponibilidad de la máquina.

Figura 8: Obstrucción de briquetas. • Aumento de la Temperatura de trabajo en los Rodamientos de los Rodillos. Justo en donde están los rodamientos está la fuga de finos por lo que esta área se calienta. La temperatura máxima de trabajo de los rodamientos antes de generarse fallas internas es de 55°C, por lo que al aumentar la temperatura, la grasa interna empieza a perder propiedades de viscosidad, y es necesario realizar lubricación manual de grasa a estos de manera de evitar daños en la pista o se baja descarga de la máquina.

80

100

120

140

160

180

200

Tie mpo (Días)



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Figura 9: Temperatura de los rodamientos. • Temperatura de los segmentos sobrepasaron los 450 °C límite máximo permitido por el fabricante. Debido a la acumulación de finos encima de los rodillos y del separador ahora la máquina está mas caliente. La temperatura tiende a incrementarse a valores por encima del valor de seguridad del fabricante (450 °C), quien recomienda que la temperatura de los segmentos debe estar por debajo de este valor, debido a que se modifica la matriz del acero porque le estoy haciendo un revenido al mismo. Entonces se disminuye la dureza del segmento y por tanto se incrementa la abrasión y el segmento se desgastará más rápido y estará propenso también a la rotura, reduciendo la vida útil del mismo.

Figura 10: Temperatura de los segmentos.

3. MEJORA IMPLEMENTADA. En plantas de briquetas anteriores a Comsigua, los finos y chips generados durante el proceso de briqueteado eran vueltos a reciclar a la tolva del tornillo mediante un mecanismo de correas. En Comsigua, este sistema fue obviado por lo que en la pierna se colocó una brida ciega. Aprovechando este cambio en el diseño de la tolva del tornillo alimentador de las máquinas briqueteadoras fue instalada una tubería de 3” hacia el sistema colector de polvo, con la finalidad de despresurizar gases y polvos calientes en suspensión y por consiguiente reducir la presión y la temperatura dentro de la tolva de alimentación al tornillo, antes del proceso de briqueteado. Esta permitió reducir en un 85% la generación de finos en el área de briqueteado y por consiguiente en la obstrucción de los ductos colectores de polvo.

Figura 11: Esquema de la mejora implementada. La modificación consiste en una tubería de 3” la cual está integrada por: Una camisa de enfriamiento con agua de maquinaria para prevenir que los finos metálicos se adhieran a la tubería. Una válvula automática utilizada como medida de seguridad para el cierre de la tubería y evitar que el material dentro de la tolva se reoxide. Esta válvula tiene la particularidad de cerrar por permisología o impedimento cada vez que el tornillo alimentador deje de operar. Una válvula manual, la cual se utiliza sólo en caso de mantenimiento de la máquina briqueteadoras.

Entrada de Material

Tolva de Alimentación

Tornillo Alimentador

Rodillos de Presión

Finos en Suspensión

Salida de f inos y gases hacia sistema colector



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Figura 12: Mejora implementada. 4. CONCLUSIONES. La instalación de esta línea de venteo facilitó trabajar la Planta a valores de descarga por encima del diseño sin realizar modificaciones en los equipos en las Máquinas Briqueteadoras, disminuyendo el volumen de finos manejados por la misma sin desmejorar la calidad física del producto generado. Tal como se muestra en las imágenes siguientes, una disminución en el volumen de finos de un 80% es prueba fehaciente del éxito de la modificación, por lo que ahora hay menos temperatura en la máquina la cual pueda afectar la operación normal de la misma.

Figura 13: Antes de la mejora.

Figura 14: Después de la mejora. Además la disminución en el volumen de finos incidió en: Temperatura de la Caja del Separador disminuyó desde 550 °C a valores entre 250 °C y 350 °C, evitando deformaciones de las placas metálicas laterales y en las placas de desgaste del tobogán de briquetas. La Presión Hidráulica del Tornillo Alimentador disminuyó de 180 bar a 110 bar, lo que refleja una disminución del material adherido en la espira. Temperatura de los rodamientos disminuyó de 55 °C a valores entre 47 °C a 42 °C, aumentando su vida útil. Temperatura de trabajo de los segmentos disminuyó de 450 °C a valores entre 390 °C a 420 °C. Con estos valores se logra un incremento de la vida útil de los segmentos y por tanto un mejor rendimiento en la productividad de los mismos. Reducción en el tiempo de parada para mantenimiento preventivo de las máquinas.



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INVESTIGACIÓN: TÉCNICA DE DISGREGACIÓN CON BORATO DE LITIO Y BROMURO

DE LITIO PARA LA DETERMINACIÓN DE PORCENTAJE DE SÍLICE (%SiO2), PORCENTAJE DE FÓSFORO (%P) Y PORCENTAJE DE

ALÚMINA (%Al2O3) EN EL MINERAL DE HIERRO Ing. Antonio Vera1

1Especialista de Laboratorio. Superintendencia de Laboratorio. Gerencia de Calidad. Briquetera del Orinoco.

Correspondencia: Superintendencia de Laboratorio, Gerencia de Calidad, Briquetera del Orinoco. Zona Industrial Matanzas. Puerto Ordaz.

Estado Bolívar - Venezuela Teléfonos de contacto:+58 286 950.33.02/+58 286 950.34.70

Email: [email protected]

Recibido: Diciembre 2015 - Aceptado: Enero 2016 RESUMEN Investigación realizada con la finalidad de presentar la validación de las técnicas de ensayos para la caracterización del %SiO2, %Al2O3 y %P, en minerales de hierro, bajo la metodología de disgregación, utilizando una mezcla de Borato de Litio y Metaborato de Litio, donde a través de técnicas estadísticas aplicadas validen esta opción desde el punto de vista técnico y económico. Se plantea la necesidad de una nueva metodología para caracterizar la ganga de los minerales de hierro y las briquetas, utilizando los reactivos existentes dentro del stock de la unidad, permitiendo minimizar el tiempo de respuesta en la entrega de la información y ahorrar costos por ensayos, sin comprometer la calidad a la que el Laboratorio de Briquetera del Orinoco se encuentra ligada. Se detallan los parámetros de la validación realizada, como indicadores característicos del desempeño del método, así como también, la comparación del consumo de los reactivos entre las metodologías basado en sus costos como indicador de impacto económico. Palabras claves: Validación de Ensayos, Metodología de Ensayos, Linealidad, Exactitud, Precisión, Incertidumbre, Intercomparaciones, Contraste de hipótesis.

1. INTRODUCCIÓN. a validación de un método de medición, ya sea para utilizar el método de un experimento o una

calibración, es un requisito primordial cuando deseamos obtener resultados técnicamente válidos, exactos y confiables. Además, es de gran importancia ya que permite conocer los parámetros de desempeño del método y proporcionar un alto grado de confianza en la seguridad del método y en el resultado que se tiene al ser aplicado. Actualmente el Laboratorio de Briquetera del Orinoco realiza la caracterización de las muestras de minerales de hierro, briquetas y productos prerreducidos, mediante las técnicas tradicionales de volumetría publicadas en las Normas Venezolanas COVENIN. Estos

métodos a pesar de ser estándares de confiabilidad, tienen una gran debilidad como lo es el alto consumo de reactivos químicos para la disolución de las muestras sólidas, así como también el largo tiempo de espera del cliente para la entrega del dato. Como parte del mejoramiento continuo dentro de la unidad, se plantea la necesidad de caracterizar: %SiO2, %Al2O3 y %P, (elementos de alta demanda y alto consumo de reactivos), cambiando la metodología para la descomposición de las porciones de ensayos mediante la técnica de disgregación de muestras para así, minimizar el consumo de estos y mejorar los tiempos de respuesta. Donde, a través de técnicas estadísticas aplicadas validen esta opción desde el punto de vista técnico y económico, sin comprometer la

L



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calidad y confiabilidad, a la que el Laboratorio de Briquetera del Orinoco se encuentra ligada. 2. METODOLOGÍA APLICADA. La metodología propuesta se basa en pesar aproximadamente 0,2000 g de muestra, donde esta es transferida a un crisol del equipo Claisse M4 Fluxer y se le adiciona la cantidad de 2,0000 g de fundente con la adición de 0,2000 g de Ioduro de Potasio como agente no humectante. Esta mezcla se lleva a un proceso de disgregación por 9 minutos. Al finalizar la fusión de la porción de ensayo, el fundido es vaciado automáticamente en un vaso de precipitado, el cual contiene una barra magnética y 80 ml de HCl (1+4), donde al ser disuelto todas las sales, éste se recoge y se afora en un balón de 100 ml, guardándose como solución madre. 2.1 Caracterización del Contenido de Óxido de Silicio (%SiO2). 2.1.1. A partir de la solución madre, se toma 3 ml en un balón de 50 ml, se enrasa a volumen con agua destilada y se mezcla. 2.1.2. Transferir la solución a una fiola o vaso de precipitado adecuado. Luego agregar 5 ml de HCl (1+9) y 5 ml de Molibdato de Amonio (10% p/p), se mezcla y se espera un tiempo de 5 minutos. 2.1.3. Trascurrido el tiempo, se adiciona el contenido de 2 ml de Ácido Oxálico (10% p/p), se mezcla y se espera un tiempo de 3 minutos. 2.1.4. Una vez finalizado el tiempo, se adiciona 10 ml de Sulfito de Sodio (17% p/p), se mezcla y se espera un tiempo de 10 minutos. 2.1.5. Al finalizar el ultimo lapso de tiempo, la disolución con el complejo formado (Amarillo- Verdoso), es medida en el equipo espectrofotométrico HACH DR 3900 a una longitud de onda de 690 nm. 2.2 Caracterización del Contenido Fósforo (%P). A partir de la solución madre, se toma 10 ml en un balón de 50 ml y se le adiciona 20 ml Sulfito de Sodio al 10% p/p y se coloca en un baño maría. Luego que la muestra es reducida (cambio de color naranja a transparente), se retira del baño, se espera aproximadamente 3 minutos para que se enfríe y se procede a agregar, cuidadosamente, 5 ml de Molibdato de Amonio 2% p/v (1).

Posteriormente, se coloca en el baño maría y se espera un tiempo de 30 minutos hasta que se forme el complejo de color azul (1), el cual su tonalidad va a ser directamente proporcional a la cantidad de fósforo presente en las muestras. Transcurrido el tiempo, se deja enfriar la muestra, se enrasa a volumen y luego es medida en el equipo espectrofotométrico HACH DR3000 a una longitud de onda de 825 nm. 2.3 Caracterización del Contenido %Óxido de Aluminio (%Al2O3). Se debe de preparar un material de referencia certificado, en este estudio se preparó el BAM 631-1, de la misma forma como se prepara la solución madre. La muestra y el MRC deben ser de concentración muy cercana con los valores típicos de %Al2O3, donde luego son medidos, en el equipo de absorción atómica Aanalyst 100, por el método de comparación directa (2) :

Al O = [%Al O MRC] x [Absorbancia − Absorbancia ]

[Absorbancia − Absorbancia ]

3. RESULTADOS. 3.1. Resultados Obtenidos en la Validación del %SiO2. Para validar el método es necesario evaluar las características del desempeño del método. De acuerdo a la norma ISO/IEC 17025:2005 (3), estas características son: selectividad/ especificidad, precisión, exactitud, linealidad y rango, límite de detección, límite de cuantificación, robustez. Estos resultados se presentan a continuación: 3.1.1 Linealidad. La linealidad de un método indica la aptitud del mismo para obtener resultados proporcionales a la concentración del analito (4). Para corroborar la linealidad se elaboró la curva de calibración a partir del MRC BAM 631-1 (3,20%) y NIST 690 (3,88%), donde en la curva de calibración la concentración de %SiO2 es directamente proporcional a la absorción de la luz generada en el equipo, obteniéndose un r2 = 0,9998; el cual es aceptable ya que su valor debe ser mayor o igual a 0,99 (5). Los resultados obtenidos son presentados en la figura N°1.



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Figura N°1: Curva de calibración para la caracterización del %SiO2. Si bien, el coeficiente de determinación es una herramienta para determinar, de forma preliminar, la linealidad de la recta de regresión en su conjunto, no evalúa el grado de ajuste de cada uno de los puntos experimentales que intervienen, por lo que su empleo no es suficiente para establecer la linealidad de un método. Por lo tanto, es necesario completar dicho estudio con alguna de las siguientes opciones: Análisis de residuales de regresión(6): El residual es, para cada nivel de concentración, la diferencia entre el valor obtenido una vez realizado el ajuste y el valor de referencia del patrón empleado. Si establecemos un criterio para la tolerancia de los residuales < 10% calculada como el residual de regresión entre la concentración teórica por 100, se obtiene que no hubo valores fuera de este rango confirmando parte de la linealidad de este método, este resultado puede ser apreciado en la figura N°2.

Figura N°2: Representación gráfica de residuales en la curva de calibración para la caracterización del contenido de %SiO2

Desviación del factor de respuesta en todo el rango de trabajo (RSDfr): El factor de respuesta se define como el cociente entre la señal del instrumento para una concentración (habiendo restado la señal de la ordenada en el origen) y la propia concentración del analito. Sus valores deben ser aproximadamente constantes y, para comprobarlo, se calcula la desviación estándar de la serie formada por los factores de respuesta en todo el rango de trabajo. El valor de RSDfr depende del método de ensayo, pudiendo variar desde un 10% (métodos espectrofotométricos) hasta un 25% (métodos cromatográficos)(6). Debido a que la curva de calibración del %SiO2 se realizó en un equipo espectrofotométrico, el valor obtenido en el RSDfr se considera satisfactorio ya que el resultado es menor al criterio de 10%. En la tabla N°1, se puede apreciar los resultados.

Tabla N°1: Calculo de desviación del Factor de Respuesta (RSDfr) para en la curva de calibración para

la caracterización del contenido de %SiO2. Conc. %SiO2

Señal (Abs)

Factor de Respuesta

0,00 0,001 0,80 0,114 0,1425 1,04 0,145 0,1394 1,60 0,219 0,1369 2,08 0,277 0,1332 2,40 0,319 0,1329 3,20 0,427 0,1334 3,88 0,518 0,1335

Promedio Fr. 0,13598 RSD Fr. 0,00376 (RSDFr./Promedio.Fr)x100 2,77% 3.1.2 Límite de Detección y Cuantificación En términos generales, el límite de detección es la menor cantidad o concentración de un analito que puede detectarse de manera fiable o diferenciada por un método específico (7).

El límite de detección asociado con el método de ensayo, está relacionado a la incertidumbre de la medición a concentración cero (o muy baja). Existen dos maneras de obtener dicha incertidumbre (8):

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00

Seña

l (Ab

sorb

anci

as)

Concentración del Mensuarando (%SiO2)

Curva de Calibración para la Determinación %SiO2

y= 0,004 + 0,132*mx

r2 = 0,9998

3,982,49 1,54

-0,83 -0,84 -0,15 0,06

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

0,80 1,04 1,60 2,08 2,40 3,20 3,88

Erro

r Res

idua

l (%

)

Concentración Teórica del Mensurando (%SiO2)

Representación Gráfica de Residuales



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Emplear la desviación estándar s0, extrapolada a la concentración cero. Utilizar la desviación estándar, s, prevista por una concentración baja (estadísticamente significante) de mensurando. Tomado en consideración la primera opción se realizó una determinación de 8 veces a los Materiales de Referencia NIST 690, NIST 693 y el BAM 631-1. Donde, al graficar los valores promedios de las 8 determinaciones en función de las desviaciones estándar, se construyó una recta (Figura N°3) para interpolar el punto de corte que será tomado como S0. Este valor fue multiplicado por 3 para obtener el límite de detección y también fue multiplicado por diez, para obtener el límite de cuantificación de acuerdo con los siguientes cálculos: = + ∗

= 3 = 0,0008 = −

= 0,08%

= 10 = 0,0025 = −

= 0,38%

Figura N°3: Curva de calibración de desviaciones estándar en función de la concentración de %SiO2. 3.1.3 Exactitud. Es el grado de concordancia entre los valores obtenidos por medidas repetidas en la misma muestra o similares en condiciones determinadas de repetibilidad y reproducibilidad (9). La medida de la precisión se expresa habitualmente en términos de imprecisión y se determina como desviación estándar del conjunto de

los resultados obtenidos. A menor precisión, mayor desviación estándar. Ésta se encuentra relacionada con los errores aleatorios. Para las 8 réplicas de los materiales de referencia ensayados, se determinó la desviación estándar de las mediciones y para garantizar los límites de repetibilidad estos fueron obtenidos de la multiplicación de la desviación estándar por el valor de 2,8. Los resultados son presentados en la tabla N°2. Tabla N°2: Calculo de desviación estándar de la repetibilidad y los límites de repetibilidad para la caracterización del contenido de %SiO2.

Replicas BAM 631-1 Nist 690 Nist 693 1 3,20 3,71 3,87 2 3,19 3,71 3,87 3 3,20 3,73 3,90 4 3,19 3,74 3,87 5 3,22 3,73 3,88 6 3,18 3,69 3,85 7 3,21 3,69 3,91 8 3,24 3,68 3,84

Sr 0,02 0,02 0,02 Límite Sr 0,05 0,06 0,07

3.1.4 Precisión. La exactitud se determinó analizando 3 muestras con una repetición de 8 veces por cada una, para un total de 24 determinaciones, a las cuales se les realizó el porcentaje de recuperación de acuerdo con la siguiente fórmula:

% = ó

ó ó 100

La concentración se calculó para cada muestra interpolando la respuesta del equipo en la curva de calibración. La concentración teórica es la concentración del MRC de la cual se espera obtener y recuperar el 100% al realizar el análisis. Los resultados obtenidos son presentados en la tabla N°3, donde se puede apreciar que se obtuvo un porcentaje de recuperación promedio de 99,99%, con una desviación estándar de 0,58%.

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50

Des

viac

ión

Esta

ndar

(s)

Concentración del Mensurando (%Si02)

Precisión del Método %SiO2

S= 0,0003 + 0,0059*mx

r2 = 0,9980



Página 35

Tabla N°3: Resultados del % Recuperación (%R) realizado a los materiales de referencia certificados.

% Recuperación BAM 631-1

% Recuperación NIST 690

% Recuperación NIST 693

100,00 100,00 99,74 99,69 100,00 99,74

100,00 100,54 100,52 99,69 100,81 99,74

100,63 100,54 100,00 99,38 99,46 99,23

100,31 99,46 100,77 101,25 99,19 98,97

Promedio % Recuperación 99,99 Desviación Estándar 0,58 n 24

Con el fin de evaluar si existen diferencias significativas entre el promedio del %R y lo esperado, se realizó un contraste de hipótesis, partiendo del siguiente postulado:

ó : ̅ = ó : ̅ ≠

Al realizar la comparación t con el valor esperado, se obtuvo:

Con el cálculo de porcentaje de recuperación se obtuvo una t Student experimental de -0,123, la cual es menor a 2,069 (valor crítico de t para un nivel de confianza del 95%, n-1 de 24), con Hipótesis nula del 100% de recuperación, indica que bajo el parámetro de exactitud este método tiene un buen desempeño. 3.1.5 Incertidumbre. Se define incertidumbre de medida como el parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a la magnitud que se desea medir, a partir de la contribución de las componentes consideradas (9). La incertidumbre proporciona una idea de la calidad del resultado ya que muestra un intervalo alrededor del valor estimado dentro del cual se encuentra el valor considerado verdadero con una probabilidad determinada y permite comparar resultados obtenidos por varios laboratorios o con diferentes metodologías analíticas (10). La incertidumbre representa el intervalo en el que se puede encontrar el valor verdadero con mayor probabilidad. Los parámetros para la estimación de incertidumbre son: incertidumbre estándar, incertidumbre estándar combinada e incertidumbre expandida. Por tratarse de un método de medición directa se propuso fuentes de incertidumbres significativas, propias del equipo UV-Vis. Para ello se empleó el diagrama causa efecto, presentado en la figura N°4.

Figura N°4: Diagrama Causa-Efecto para el cálculo de la incertidumbre de la medición en la caracterización del %SiO2. Al realizar el cálculo de todas las fuentes de incertidumbre se obtuvo el siguiente resultado:

= 2 ( ̅)2 + ( )2 + 2

2

+√3

2= 0,05%



Página 36

3.1.6 Intercomparación de Resultados de Ensayos. Una vez confirmada la aplicabilidad del método de ensayo desarrollado para la caracterización del %SiO2, se procedió a realizar una intercomparación de resultados entre laboratorios. Para ello tomando en cuenta que el proveedor de minerales de hierro (Ferrominera del Orinoco) realiza la caracterización de las muestras antes de los despachos con una técnica de ensayo diferente a la planteada y esta muestra es enviada al laboratorio de Briquetera del Orinoco. Se decidió realizar la intercomparación de metodologías de ensayos aplicadas a los laboratorios tomando como estudio las muestras recibidas en el mes de marzo 2015. Por otra parte, sabiendo que la estadística inferencial es la mejor herramienta para lograr la validación de los resultados, mediante la utilización de los contrastes de hipótesis, partiendo de los siguientes postulados. Hipótesis Nula, H0; esta es una declaración acerca del experimento tal que:

H0: No hay diferencia entre los métodos de los laboratorios de Ferrominera del Orinoco (FMO) y Briquetera del Orinoco (BO).

0: ̅ = ̅

Hipótesis Alternativa, H1; es el opuesto a la hipótesis nula: H1: Hay diferencia entre los métodos de los Laboratorios de Ferrominera del Orinoco (FMO) y Briquetera del Orinoco (BO).

0: ̅ ≠ ̅

Al realizar este contraste de 26 pares de datos mediante la utilización del software Minitab17®, se obtuvo que en las pruebas de sesgo y precisión (figura N°5), no existen diferencia significativas entre las medias y las varianzas, por lo que no se tiene suficiente evidencia para rechazar este modelo.

Figura N°5: Resultados de pruebas de contraste de hipótesis.

Al realizar una prueba de correlación entre los datos de los laboratorios, se obtuvo una relación de variables con p-valor menor a 0,001. Donde en la figura N°6, se puede apreciar que existe una fuerte correlación

positiva entre de los datos (r = 0,99) y una aplicabilidad del modelo de 97,23% en respuesta de una metodología de ensayo contra la otra.



Página 37

Figura N°6: Correlación de resultados de ensayos entre laboratorios.

Seguidamente de procedió a realizar la prueba de distribución de normalidad de los residuos, con la finalidad de determinar si estos tienen un comportamiento normal para así no rechazar el modelo de correlación entre las dos metodologías de ensayos. En la figura N° 7, se puede apreciar el grafico de probabilidad de los residuos en donde se confirma que si existe un comportamiento normal entre las variables ya que el p-valor obtuvo una respuesta de 0,29 (mayor de 0,005), mientras que el estadístico de Anderson-Darling obtuvo un valor de 0,427 (menor de 1,03).

Figura N°7: Gráfica de probabilidad de residuos.

La figura N° 8, presenta los valores de residuos ajustados en donde se puede apreciar datos atípicos dentro de los resultados obtenidos, es decir, que se encuentran muy alejados dentro de los límites establecidos de su aceptación.

Figura N°8: Gráfica de residuos ajustados.

Con la finalidad de mejorar el modelo de regresión entre las metodologías de ensayos se procedió a descartar estos datos y realizar nuevamente el modelo de regresión lineal (figura N°9), donde se obtuvo una mejoría bastante elevada con una correlación entre ambos laboratorios de r = 1 y una aplicación del modelo de 99,23% de las variaciones ente las variables.



Página 38

Tomado como premisa la correlación entre las metodologías de ensayos (r = 1) y una aplicabilidad de 99,23%, al determinar el Error Estándar de la Regresión, el cual es la medida de la dispersión de los valores

observados con respecto a la línea de regresión (Sxy), se obtuvo un valor de 0,10% en diferencias, cuya rango puede ser tomado como criterio de aceptabilidad entre laboratorios.

Figura N°9: Correlación de resultados de ensayos con descarte de datos atípicos

3.2. Resultados Obtenidos en la Validación del %P La Robustez es la medida de la capacidad de permanecer inalterado frente cambios en las condiciones experimentales tales como tiempo de conservación de los reactivos, pH, temperatura, etc. que pueden afectar a los resultados de un mismo método aplicado en diferentes condiciones (7). Por lo tanto, la validación de la modificación a la Norma COVENIN 417 (1) se basa en la robustez que sufre esta metodología al cambiar los reactivos de descomposición de las porciones de ensayo (vía ácida por fusión), pero conservando los mismos que forman el complejo de la coloración. Para la elaboración de la curva de calibración, se utilizó el Material de Referencia Certificado (MRC) BAM 631-1 (0,114%), cuya concentración de porcentaje de fósforo (%P) fue directamente proporcional a la absorción de la luz generada en el equipo, obteniéndose un r2 = 0,9999.

En la figura N° 10, se puede apreciar la curva de calibración obtenida al graficar la concentración del %P en función de las absorbancias obtenidas, el cual es aceptable ya que su valor de regresión lineal debe ser mayor o igual a 0,99 (5)

Figura N°10: Curva de calibración para la caracterización del %P.

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125

Seña

l (Ab

sorb

anci

a)

Concentración de Mensurando (%P)

Curva de Calibración para la Determinación %P

y= 0,0029 + 8,5728*mx

r2 = 0,9999



Página 39

Al igual que la validación realizada para la caracterización del %SiO2, se corroboró la linealidad de la curva de calibración mediante la mediante el análisis de residuales de regresión, donde en la figura N°11, se puede apreciar que no existen valores superiores al 10%, es decir, todos los resultados de este indicador se encuentran dentro del límite.

Figura N°11: Representación gráfica de residuales en la curva de calibración para la caracterización del contenido de %P. Al aplicar la Desviación de Factor de Respuesta a la curva realizada para la caracterización del contenido de %P, se obtuvo que este indicador obtuvo un valor de 1,43%, muy por debajo de lo establecido para métodos espectrofotométricos (< 10%). En la tabla N° 4 se visualizan los resultados individuales para cada punto de la curva de calibración, así como también el resultado promedio, la desviación estándar y finalmente el indicador. Tabla N°4: Cálculo de desviación del Factor de Respuesta (RSDfr) para en la curva de calibración para la Caracterización del contenido de %P.

Conc. %P Señal (Abs) Factor de Respuesta 0,000 0,001 0,029 0,252 8,8421 0,056 0,477 8,5179 0,074 0,636 8,5830 0,086 0,738 8,6316 0,114 0,980 8,5965

Prom. Fr. = 8,6342 RSD Fr. = 00,1233 (RSDFr./Prom.Fr)x100 = 1,43%

Al realizar el cálculo de la región de trabajo en esta curva de calibración, calculándose el límite de detección y el límite de cuantificación, estos fueron realizados bajo la metodología aplicada por la NATA (7), mediante la siguiente ecuación:

= 3 ∗

= 10 ∗

Donde Sxy, es el error estándar de la curva de calibración, obtenida por regresión lineal, y m su pendiente. De manera que los límites de detección y cuantificación, fueron obtenidos de acuerdo a lo siguiente:

= 3 ∗

= 3 ∗ 0,0042

8,5728= 0,001%

= 10 ∗

= 10 ∗ 0,0042

8,5728= 0,005%

En cuanto a la incertidumbre de la medición para este método de ensayo y tomando en cuenta la misma metodología realizada para la caracterización del contenido de %SiO2 descrita en el punto 3.1.5 de este reporte, se obtuvo que:

= 2 ( ̅)2 + ( )2 + 2

2

+√3

2= 0,009%

Debido a que la metodología de ensayo propuesta es una modificación realizada a la Norma COVENIN 417:2006 y los indicadores de la linealidad de la curva de calibración satisfacen los límites establecidos; entonces para la validación de este método ensayo se realiza un contraste de hipótesis mediante una prueba de significación de t de Student con un valor declarado, en este caso se utilizó un MRC codificado como: NIST 693, con un contenido de %P (0,056 ±0,001)%. En la tabla N° 5 se aprecian los resultados obtenidos al caracterizar, con una réplica de 5 veces, el contenido del %P.

2,19

-1,13 -0,25 0,36 0,03

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

0,029 0,056 0,074 0,086 0,114

Erro

r Res

idua

l (%

)

Concentración Teórica del Mensurando (%P)

Representación Gráfica de Residuales para %P



Página 40

Tabla N°5: Resultados obtenidos al caracterizar el MRC NIST 693, mediante condiciones de repetibilidad en la curva de calibración realizada.

Replicas Resultado %P 1 0,055 2 0,057 3 0,056 4 0,056 5 0,053

Promedio 0,055 Desviación Estándar 0,0015

Con el fin de evaluar si existen diferencias significativas entre el promedio del %P y lo esperado, se realizó un contraste de hipótesis, donde:

ó : ̅ = 0,056% ó : ̅ ≠ 0,056

Mediante la utilización del software Minitab17®, se realizó esta prueba obteniéndose los resultados en la figura N° 12, donde se puede apreciar que el p-valor presentó un resultado de 0,462; es decir, un p > 0,05, permitiendo concluir que los 5 ensayos realizados no son significativamente diferentes contra el valor esperado.

Figura N°12: Resultados y representación gráfica de la prueba t de Student con un valor declarado

3.2. Resultados Obtenidos en la Validación del %Al2O3 Al ser este ensayo una modificación que se realizó a la Norma COVENIN 1356:2000, donde se cambia los reactivos para disolver las muestras así como también las porciones de ensayo y aunado a que la norma hace como referencia que la cuantificación del elemento puede ser realizado mediante el método de comparación directa, es decir, se utiliza un material de referencia certificado (MRC) muy cercano con los resultados esperados y se comparan las absorbancias de la muestra a caracterizar, por lo tanto se realizó una serie de mediciones en condiciones intermedias (en diferentes días y con diferentes analistas), con la finalidad de validar el método de ensayo estadísticamente y calcular la incertidumbre de su trazabilidad (11). Para ello, se utilizó como muestra a caracterizar el MRC NIST 693 (1,04 ± 0,05)% y como estándar comparativo el BAM 631-1. Los resultados obtenidos, son presentados en la tabla N° 6

Tabla N°6: Resultado de las determinaciones realizadas en la caracterización del contenido de %Al2O3 por condiciones intermedias.

Rutina Ensayo N°1 Ensayo N°2 Promedio (Al2O3%)

1 0,97 0,97 0,97 2 1,06 1,11 1,09 3 1,11 0,97 1,04 4 1,06 0,97 1,02 5 1,11 1,11 1,11 6 0,97 0,97 0,97 7 1,11 0,97 1,04 8 1,06 1,06 1,06 9 1,11 0,97 1,04

10 0,97 1,06 1,02 Las 10 determinaciones se llevaron a cabo por duplicado.



Página 41

Al aplicar un diseño anidado para calcular la repetibilidad y la precisión intermedia (ANOVA) (11), mediante la utilización del Análisis de Datos del paquete Excel®, se obtuvo los siguientes resultados presentados en la tabla N°7. Tabla N°7: Resultados de las varianzas en el ensayo de %Al2O3 para un diseño anidado de repetibilidad y precisión intermedia (ANOVA).

Varianzas Resultados Repetibilidad (Sr

2) 0,003875 Entre Series (S2

Serie) 0,000071 Intermedias (Sl

2) 0,003946 Promedios (Sx

2) 0,002008

Para conocer si existen o no diferencias significativas entre las varianzas correspondientes al CRM y al laboratorio, se realiza un test F, tomado en cuenta la desviación estándar del MRC, donde este fue determinado a partir de la siguiente ecuación:

=2

=√5 0,05%

2= 0,056%

Una vez obtenida la desviación estándar del MRC, se procedió a realizar el cálculo de la F experimental, esta fue determinada de acuerdo con la siguiente ecuación:

=2

2

Obteniéndose un F experimental igual a 1,2626. El valor de F experimental se compara con el valor de F de tablas para 9 grados de libertad en el numerador (número de filas menos 1) y 4 grados de libertad en el denominador (número de resultados menos 1). En nuestro caso, ese valor de F es 5,999. Como F calculado es menor que el F de las tablas, significa que no existen diferencias significativas entre la desviación estándar del MRC y los resultados del laboratorio. Al no existir diferencias significativas, se procedió a calcular el sesgo para la verificación de la trazabilidad del método analítico donde se comprueba si el error

sistemático (sesgo, o bias en inglés) del laboratorio y/o del método es estadísticamente significativo (11), mediante la siguiente ecuación:

=| ̅ − ̅ |

=|1,03 − 1,04|

0,033 = 0,164

Al buscar la t en las tablas para 9 grados de libertad y con un 95%, se tiene que es igual a 1,833. Donde al ser comparado con el t experimental se observa que este es menor que el de las tablas, quedando demostrado que no existen diferencias significativas entre los valores promedios, por lo tanto el método es trazable. Obtenida la información sobre la trazabilidad del nuevo método propuesto, se puede comenzar con el cálculo de la incertidumbre. La forma de cálculo, y los componentes de la incertidumbre viene dada por (11):

Figura N°13: Cálculo de la incertidumbre total utilizando la información obtenida en el proceso de verificación de la trazabilidad. Fuente: Maroto, A., Riu, J., Boqué, R., Rius, F. “Estimating uncertainties of analytical results using information from the validation process” Estimación de la incertidumbre del procedimiento de ensayo: La incertidumbre debida al procedimiento está asociada a la varianza de la serie y a la varianza propia de la repetibilidad. Esta viene dada por (11):

=2

+2

= 0,0628

El número de grados de libertad es el valor obtenido usando la ecuación de Welch-Satterthwaite (12), aplicable a este tipo de metodologías de cálculo:



Página 42

. . =4

( 2 )2

− 1 + ( 2)2

( − 1)

= 10,36

Estimación de la incertidumbre debido a su trazabilidad: Debido a que se comprobó que el método es trazable, se puede calcular la incertidumbre debida a la trazabilidad, donde esta viene dada por:

= = 0,0333 El número de grados de libertad se obtiene usando la ecuación de Welch-Satterthwaite (12):

. . =4

2 2

− 1 +

2 2

− 1

= 12,02

Estimación de incertidumbre debida a los pasos de preprocesamiento: Esta estimación es necesaria cuando no se han tenido en cuenta las fuentes de incertidumbre derivadas del submuestreo y del preprocesamiento en el proceso de cálculo de la incertidumbre debido a la trazabilidad. En este caso, esa componente es nula, ya que las muestras son homogéneas y además se le hacen los mismos pretratamientos tanto al MRC como a las muestras de rutina (11). Estimación de la incertidumbre global: La incertidumbre global se calcula combinando las incertidumbres derivadas del procedimiento analítico, de la verificación de la trazabilidad, de los pasos de pre-procesamiento y de otras fuentes, con lo cual, resulta:

= ,2∗ 2 + 2 = ,2

∗ 0,0711

Donde t cal,/2 es el valor de t de Student para un valor de α igual a 0,05 y donde el número de grados de libertad se calcula se calcula (12):

,2=

2 + 24

4

. . _ +4

. .

= 15,92 ≅ 16

De las tablas t, se tiene que para un igual a 0,05, y 16 grados de libertad, es igual a 1,7459; por lo tanto la incertidumbre global es igual a:

= 1,7459 ∗ 0,0711 = 0,12% Donde, el resultado de la medición del laboratorio queda expresado como:

%Al2O3 = (1,03 0,12)% 3.5. Impacto Económico. Como toda metodología propuesta es necesario validar además de la factibilidad técnica, la factibilidad económica. Para este estudio se tomaron dos elementos a considerar, tales como:

• Tiempo de Ensayos • Costo de Reactivos

De los cuales, la sumatoria de ambas aunado al valor promedio de la mano de obra, proporcionarán el costo total de cada marcha analítica, donde al compararse ambas metodologías, se puede ver reflejado las diferencias económicas en la aplicación de las mismas garantizando así su factibilidad. 3.5.1 Tiempo de Ensayo. En la tabla N° 8 se presentan la comparación de los tiempos de respuestas por cada ejecución de ensayo, en función de las metodologías. Las tablas vienen expresadas en función de un solo ensayo, en el caso que se desee calcular para “n” cantidad de ensayos, puede aplicar la siguiente fórmula:

(ℎ) = + ( )

60



Página 43

Se puede observar que con la aplicación de la nueva metodología, se tiene una disminución porcentual de 81,82% en el tiempo de respuesta o reporte de resultado. Estas diferencias significativas se originan debido a que la digestión de muestras por la técnica de disgregación es más rápido que el ataque vía ácido, lo que trae como consecuencia una marcha analítica más corta. Tabla N°8: Tablas comparativas de los tiempos de respuesta por metodologías de ensayos. Metodología Vía Ácida

Tiempo de Análisis Tiempo

Fijo (min)

Tiempo Variable

(min) Peso porción de ensayo

4

Disolución 240 Enrarsar 45 Toma de alícuota 2 Adición de reactivos 5 Calent. Baño María 35 Enfriamiento 25 Calcinación 35 Toma de lectura 6 Sub-Total (minutos) 335 62 Total (horas) 6,6

Metodología Desarrollada

Tiempo de Análisis Tiempo

Fijo (min)

Tiempo Variable

(min) Peso porción de ensayo 4

Disolución 9 Enrarsar 5 Toma de alícuota 2 Adición de reactivos 5 Calent. Baño María 35 Enfriamiento 10 Calcinación 0 Toma de lectura 3 Sub-Total (minutos) 54 19 Total (horas) 1,2

3.5.2 Costos de Ensayos. La tabla N°9 proporciona la información detallada de todos los reactivos consumidos por metodologías. Los costos de los reactivos fueron tomados del sistema SAP, de acuerdo con la última compra realizada y transformados a dólares bajo la tasa de cambio 6,30 $/BsF. Por lo tanto, estos costos pueden cambiar al actualizarse los valores de los reactivos o al cambiar la tasa referencial. En la tabla 9 se observa que los costos más altos los tiene la metodología vía ácida debido a los grandes consumos de reactivos requeridos para el tratamiento de los ítems de ensayos. En la figura N°14, se puede observar que para la caracterización de una muestra de ensayo bajo la metodología descomposición vía ácida tiene un costo de 8,87$, mientras que la marcha analítica propuesta tiene un costo por cada ensayo de 3,89$, es decir, que al llegar implementar la nueva técnica de ensayo, el laboratorio tendrá un ahorro 56,19% de costos, por parte de los reactivos. Tabla N°9: Tablas comparativas de costos por metodologías de ensayos. Metodología Vía Ácida

Reactivos Cantidad Muestra

Precio Unitario

($)

Costo Parcial

($) Ácido Clorhídrico 0,1 L 63,39 6,339

Ácido Nítrico 0,005 L 0,95 0,005

Ácido Sulfúrico 0,0032 L 44,44 0,142

Molibdato de Amonio 0,65 g 0,01 0,007

Papel de Filtro Whatman 1 P 2,381 2,381

Total Costo por muestra analizada ($) 8,87



Página 44

Metodología Desarrollada

Reactivos Cantidad Muestra

Precio Unitario

($)

Costo Parcial

($) Ácido Clorhídrico 0,021 L 63,39 1,331

Ácido Sulfúrico 0,003 L 44,44 0,133

Sulfito de Sodio 4,05 g 0,19 0,770

Molibdato de Amonio 1,21 g 0,01 0,012

Ácido Oxálico 0,2 g 0,27 0,054

Fundente Claisse 2 g 0,79 1,587

Total Costo por muestra analizada ($) 3,89

Figura N°14: Gráfica comparativa de los costos en reactivos utilizados por metodologías.

3.5.3 Costos Totales de Ensayos. Al estimar los costos totales por cada ensayo, comparando ambas marchas analísticas y tomando en cuenta un costo promedio por hora en mano de obra (hMO) de 6,61$ (6,30 $/BsF), se tiene que el costo total viene dado de acuerdo con la siguiente fórmula:

Costo Totales (CT) = (Tiempo de Ensayo x hMO) +

Costo de Ensayo Al graficar los costos, se puede apreciar en la figura N° 15 que los costos totales asociados a la metodología descomposición vía ácida por cada ensayo realizado, tiene un valor de 52,63$ mientras que los costos por implementar la nueva metodología tienen un valor de 11,93$, es decir, el laboratorio tendría un ahorro de 77,32% por cada ensayo aplicando la metodología desarrollada.

Figura N°15: Gráfica comparativa de los costos totales de ensayos.

4. CONCLUSIONES. Los indicadores característicos del desempeño en la validación del contenido de %SiO2 se ubicaron siempre dentro de los rangos establecidos, obteniéndose una regresión lineal de 0,9998, un límite de detección de 0,08%, límite de cuantificación 0,38%, así como también un porcentaje de recuperación de 99,99%. Por otra parte, al realizar las 2 pruebas de significancia estadísticas ninguna demostró el rechazo de la hipótesis nula y finalmente, al contrastar los resultados del Laboratorio de Briquetera del Orinoco contra otro laboratorio, se obtuvo una relación lineal significativa, de manera que, se puede concluir desde el punto de vista técnico y estadístico, que las caracterizaciones del %SiO2 bajo esta metodología de ensayo son válidos, exactos y confiables.

8,87

3,89

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,00

Vía Ácida Vía Disgregación

Co

sto

s ($

)

Metodologías de Ensayos

Gráfica Comparativa de Costos en Reactivos

56,19%

52,63

11,930,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Actual Propuesta

Co

sto

s ($

)

Metodologías de Ensayos

Gráfica Comparativa de Costos Totales de Ensayos

77,32%



Página 45

Para el caso del contenido de %P, los indicadores de desempeño para su validación presentaron resultados dentro de las especificaciones establecidas, obteniéndose un modelo de regresión lineal de 0,9999, un límite de detección de 0,001% y un límite de cuantificación 0,005%. Al ser una modificación de una norma estándar, la robustez no se vio afectada a los resultados aplicado en diferentes condiciones, en este caso al cambiar los reactivos de la descomposición de las porciones de ensayo, donde al aplicar la prueba de significancia mediante la contratación de un valor conocido, este no arrojó resultados para rechazar la hipótesis nula, quedando evidenciado técnica y estadísticamente, que los ensayos del %P por la técnica de disgregación son válidos, exactos y confiables. Para el caso de %Al2O3, al realizar la prueba de significancia de F de Fisher y la t de Student, a las condiciones de medición intermedias, estas no arrojaron diferencias significativas en los contrastes de un valor de referencia con su incertidumbre. Por otra parte, al realizar el cálculo de la incertidumbre para este ensayo, mediante un diseño anidado previo para calcular la repetibilidad y la precisión intermedia (ANOVA) y utilizando la metodología de “Estimating uncertainties of analytical results using information from the validation process” (11), se obtuvo un valor de ± 0,12%. Concluyéndose así la viabilidad de la caracterización del %Al2O3 bajo la modificación realizada a la norma. Desde el punto de vista del impacto económico que conlleva la aplicación de las caracterizaciones propuestas, también se evidencia una alta disminución en cuanto a tiempo de entrega de resultados y consumo de reactivos, lográndose una reducción porcentual de 77,32% en costo totales, garantizando así la factibilidad económica de la aplicación en la metodología desarrollada.

5. REFERENCIAS. [1] COVENIN 417. 2006, Minerales de hierro y

productos siderúrgicos. Determinación de fósforo. Método espectrofotométrico de azul de molibdeno, pág. 11 págs.

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[11] Maroto, A., Riu,J., Boqué,R., Rius,F. Estimating uncertainties of analytical results using information from the validation process. Tarragona : Analytica Chimica, 1999. Acta 391 (1999) 173 - 185.

[12] Satterthwaite, F. E. Synthesis of variance. 1941, Vol. 6, 309-316.

Por: Lcda. María Muñoz Arq. Samira Sabbagh Departamento Gestión del Conocimiento Comité Gestión Informativa de la Revista Gerencia del Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento Ferrominera Orinoco

Eventos sobre Ciencia,

Tecnología e Innovación (CTI)

La Revista Mundo Ferrosiderúrgico lista una

serie de Eventos, Seminarios, Simposios, Congresos, Jornadas y

Charlas Técnicas que se realizarán a Nivel Regional,

Nacional e Internacional

Se les recuerda que esta sección es informativa, la Revista Mundo

Ferrosideúrgico y el CIGC, no gestiona ninguna de estas actividades.

Sí Ud. Tiene información sobre un evento relevante que desee compartir. Comunicarse

por el correo:

[email protected]



C e n t r o d e I n v e s t i g a c i ó n y G e s t i ó n d e l C o n o c i m i e n t o Página 47

SESBE 2016: V Congreso Nacional de Biología Evolutiva 18 Enero 2016. Murcia, España.

Curso - Taller Internacional Gestión Minera en Tiempos de Crisis Del 18 al 19 de febrero de 2016. Iquitos, Perú.

V Congreso en Chacando y Molienda de Mineral 14 de abril de 2016. Santiago, Chile.

XIV Exhibición y Congreso Mundial para la Minería Latinoamericana Del 25 al 29 de abril de 2016. Santiago, Chile.

II Seminario Peruano de Geoingeniería y IV Seminario Internacional de Geomecánica Aplicada a Seguridad Minera. Del 2 al 4 de marzo de 2016. Lima, Perú.

XX Seminario Internacional de Seguridad Minera Del 27 al 29 de abril de 2016. San Isidro, Perú.

II Encuentro en Uso de Agua de Mar y Soluciones Cloruradas en la Metalurgia del Cobre 26 de mayo de 2016. Santiago, Chile.

III Encuentro en Diseño, Mantención y Operación de Bombas para la Minería 16 de junio de 2016. Santiago, Chile.

XI Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología y Género Del 26 al 28 de julio del año 2016. Hotel Radisson, San José, Costa Rica.




Primer Encuentro en Re-Valorización de las Impurezas Mineras 25 de agosto de 2016. Santiago, Chile.

XI Convención Internacional sobre Oportunidades de Negocios en Exploración, Geología y Minería. XI Congreso Argentino de Geología Económica Del 6 al 9 de septiembre de 2016. Salta, Argentina.

Conferencia IAS 2016 Del 13 al 16 de septiembre de 2016. Rosario, Santa Fe, Argentina.

Primer Encuentro en Diseño, Operación y Mantención de Fundiciones Mineras 6 de octubre de 2016. Santiago, Chile.

Feria Internacional de Tecnologías Energéticas. Agua y Energía Insumos Estratégicos Del 9 al 11 de noviembre de 2016. Antofagasta, Chile.

V Encuentro en Operaciones y Mantención de Correas Transportadoras 24 de noviembre de 2016. Santiago, Chile.

VI Exposición Internacional. San Juan, Factor de Desarrollo de la Minería Argentina Del 8 al 10 de junio de 2016. San Juan, Argentina

9° ed. Expominas Maquinaria Pesada y Construcción. Del 6 al 8 de abril de 2016. Quito, Ecuador.

Por: Lcdo. Siullman Carmona Departamento de Investigaciones Aplicadas Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento Ferrominera Orinoco.

Efemérides sobre Ciencia, Tecnología e

Innovación (CTI)

La Revista Mundo Ferrosiderúrgico, informa

los acontecimientos científicos y tecnológicos

más importantes de la Historia entre los meses de

enero y febrero.




EFEMÉRIDES DE ENERO 1º de Enero

1896 - el científico alemán Guillermo Roentgen anuncia que ha descubierto los rayos X. En aquel momento no se sabía de que naturaleza eran, años después se pudo saber que se trata de una forma de ondas electromagnéticas, como la luz.

3 de Enero 1976 - Se funda Apple computer. Steven Jobs y Steven Wozniac fundan en California Apple Computer. Para ello reunieron 1.300 dólares, que obtuvieron vendiendo un vehículo volkswagen y

una calculadora científica. Muy pronto, el Apple I empezó a verse en tiendas especializadas a 666 dólares la unidad.

4 de Enero 2004- El robot Spirit, uno de los dos rover del programa de exploración de Marte de la NASA, aterriza en la superficie del planeta rojo.

6 de Enero 1851 - se logra una demostración experimental de la rotación de la tierra. El autor fue Leon Foucault, quien colgó una bola de metal de 5 kilogramos de una cuerda de 2 metros de largo, suspendiéndola para que oscilara libremente. Demostró que empezaba a oscilar en un plano y que horas después el plano de oscilación parecía

haber rotado. Logró demostrar matemáticamente que ese efecto coincidía cuantitativamente con el fenómeno que era de esperarse si consideramos que la tierra está rotando en torno a su eje.

7 de Enero 1610 - Galileo le pone fecha a su primera carta en la que describe sus observaciones astronómicas sobre la superficie de la luna llena de cráteres. Pocos meses después publicaría conclusiones más elaboradas en una obra llamada Sidereus Nuncios. 1839 - Luis Daguerre anuncia ante la Academia Francesa de Ciencias, que ha descubierto un sistema para tomar fotografías. Detalles sobre la forma en que se tardó su registro oficial durante ocho meses y la forma en que el proceso fue registrado primero en Inglaterra,

fueron presentados en otro programa. 10 de Enero

1947 - se logra aislar el virus de la polio en la Universidad de Stanford. Fue fotografiada una muestra con 80% de pureza, así se abrió el camino para la obtención de una vacuna de mejor calidad. El virus pudo ser extraído de muestras de la espina dorsal de ratas de

laboratorio infectadas. Cuando estuvo disponible un microscopio electrónico, lograron mostrar que el virus es de forma esférica y mide apenas 25 nanómetros de diámetro. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro.

11 de Enero 1787 - William Herschel, astrónomo alemán que era ayudado por su hermana, descubre algunas lunas de Urano, el planeta que él mismo había descubierto seis años antes.

13 de Enero 1985 - Primera transfusión intrauterina a un feto llevada a cabo por médicos franceses.

14 de Enero 1876- Graham Bell inventa el teléfono.

19 de Enero 1883— La primera red de alumbrado público con cableado eléctrico, construida por Thomas Edison, comienza a funcionar en Roselle, Nueva Jersey.

21 de Enero 1976 - es puesto en servicio el avión supersónico Concorde, que desarrollaba una velocidad de crucero de 2,170 kilómetros por hora. Si consideramos que el sonido en el aire se mueve aproximadamente a una velocidad de 1224 kilómetros por hora, el Concorde

viajaba 1.7 veces más rápido que las ondas sonoras. Para construirlo fue necesario vencer grandes retos técnicos planteados por las enormes presiones generadas por las ondas de choque provocadas por el aparato a esa velocidad y por las grandes temperaturas que surgían como resultado de la fricción con el aire.

1893— John Pemberton patenta la fórmula de la Coca-Cola, aún secreta, y dicha bebida comienza a ser comercializada y expandida a nivel mundial.

23 de Enero 1960 - el batiscafo Trieste desciende hasta el fondo del Océano Pacífico a 10,922 metros de profundidad. Ocurre en la Fosa de las Islas Marianas, cerca de la Isla de Guam. El Trieste tenía un peso de catorce toneladas y una cápsula de un metro con ochenta centímetros de diámetro. Fue diseñado por el científico suizo Auguste Piccard y pudo soportar

16,000 libras de presión por pulgada cuadrada, lo cual es más de cuatrocientas veces superior a la presión de una llanta de automóvil. A través de la ventana, los tripulantes pudieron observar un pez delgado y de longitud cercana a las 30 centímetros, con lo cual pudieron comprobar que si hay vida a esas profundidades.




25 de Enero 1977 - Francia inaugura su primera planta solar para generar energía, situada en Odeillo, en los Pirineos, se pone en operación con una salida de 64,000 watts, que alcanzan para prender hasta mil focos de 60 watts. Fue conectada a la red nacional de electricidad. La planta era parte de un proyecto para construir un horno solar

desarrollado por el Centro Nacional para la Investigación Científica. El sistema consistía de 63 grandes espejos colocados en una colina, con un mecanismo que seguía al sol. Lo enviaban a un gran espejo de forma parabólica que reenfocaba la luz en una caldera productora de vapor, que a su vez se utilizaba para mover una turbina que movía al generador eléctrico.

26 de Enero 1886 - El alemán Karl Benz, uno de los padres de la industria auto-movilística, patenta el primer vehículo impulsado por un motor de combustión interna. La primera demostración pública tuvo lugar el 3 de julio de 1886 en la ciudad

de Manheim. El vehículo alcanzó una velocidad máxima de 16 kilómetros por hora

27 de Enero 1926 – John Baird, científico escocés, muestra por primera vez ante la Royal Institution, en Londres el primer sistema de televisión. El llamó al aparato televisor.

28 de Enero 1807 - se inaugura en Londres la iluminación nocturna de las calles mediante lámparas de gas. Para 1826 ya se habían instalado cerca de 40 mil de ellas en 215 millas de calles de Londres.

1986 - ocurre el desastre del Challenger, donde mueren siete astronautas cuando explota el cohete impulsor a los 73 segundos de funcionamiento. Se detiene el desarrollo de ese sistema de transporte espacial, se inicia una investigación de la cual resulta que el accidente fue originado por el uso

incorrecto de un sistema de empaques que costaban unos cuantos cientos de dólares, mismos que al arruinarse, dieron al traste con siete vidas y un aparato que costaba miles de millones de dólares.

31 de Enero

1917 - Otto Hahn y Lise Meitner, científicos alemanes, descubren un elemento radiactivo denominado proactinio.

EFEMÉRIDES DE FEBRERO 1° de Febrero

1788- Isaac Briggs y William Longstreet patentan el barco de vapor.

1935- El detective Leonard Keeler utiliza por primera vez en un juicio su "polígrafo Keeler" o máquina de detección de mentiras. El examen, realizado en la ciudad de Portage (EE UU), se centró en los criminales Cecil Loniello y Tony Grignano, que habían sido acusados de asalto. Los datos fueron tenidos en cuenta como prueba.

1944 - Los investigadores O. T. Avery, Colin MacLeon y Maclyn McCarthy anuncian un descubrimiento crucial para la genética molecular: el ADN ha sido identificado como el agente hereditario en un virus. Los científicos hallaron que la información genética es transportada en

la secuencia de nucleótidos del ADN. El descubrimiento se produjo de forma accidental, mientras estudiaban los neumococos como parte de un proyecto que tenía por objeto analizar la propagación epidémica de la neumonía.

7 de Febrero 1932- En un artículo publicado en la revista Nature, el físico británico James Chadwick denomina por primera vez "neutrones" a unas partículas sin carga eléctrica que había

descubierto en el núcleo del átomo. La existencia de los neutrones había sido profetizada doce años antes por Ernest Rutherford.

11 de Febrero 1922 - se prueba la insulina como un método para tratar la diabetes. La prueba se realiza en perros y los resultados son publicados por Frederick Banting y Charles Best. Un año después se disponía ya de un sistema que garantizaba más años de vida productiva a mucha gente. Banting

recibió el Premio Nobel de Medicina en 1923. 1939 - la revista europea Nature publica los artículos teóricos de Lise Meitner y Otto Frisch sobre la fisión del núcleo, reacción que produce Bario, entre otras posibilidades. Lo hacen utilizando el modelo de la gota de aceite para el núcleo, que Bohr había propuesto. Calcularon la cantidad de energía que se

debía desarrollar y se abrió el camino para la investigación sobre explosivos nucleares.




12 de Febrero 1941 - se aplica la primera inyección de penicilina a un ser humano. Fue aplicada por el químico Ernst Chain y el patólogo Howard Walter Florey, quien desarrolló el antibiótico. El paciente, Albert Alexander, de 43 años, era un policía de Oxford y se había rasgado la cara con una planta de rosal. Las heridas se le infectaron

y desarrolló envenenamiento de la sangre y diversos abscesos. Debido a que sentía mucho dolor y estaba sumamente desesperado, aceptó ser tratado con el nuevo fármaco. Según el reporte del médico que lo atendió, en los siguientes cuatro días mejoró en forma impresionante, pero debido a la cantidad limitada de penicilina disponible, el tratamiento cesó, la infección regresó y el paciente murió cuatro semanas después. En 1945, Chain, Florey y Fleming compartieron el premio Nobel de Medicina y Fisiología.

13 de Febrero 1946 - se muestra la primera computadora digital en la Universidad de Pennsylvania. Se trató de la Electronic Numerical Integrator and Calculador.

Quienes la presentaron fueron John W. Mauchly y Presper Eckert. La máquina fue llamada mediante sus siglas en Inglés: ENIAC y ocupaba un espacio aproximado de nueve por doce metros, usaba 17,468.tubos de vacío.

18 de Febrero 1930 - El astrónomo estadounidense Clyde Tombaugh descubre Plutón, el noveno planeta del Sistema Solar y el más lejano, un cuerpo que traía de cabeza a los investigadores desde hacía tres décadas, ya que el efecto de su gravedad sobre Urano y Neptuno podrían explicar la desviación en sus

posiciones. El pequeño tamaño de Plutón -cuyo diámetro ecuatorial es de 2.320 km- y su excéntrica órbita han hecho que muchos científicos lo consideren más un asteroide que un auténtico planeta.

10 de Febrero 1986 - La Unión Soviética coloca en el espacio la estación espacial Mir -paz, en ruso- un ingenio de 17x4 metros y 135 toneladas de peso equipado con módulos de investigación, almacenes y camarotes donde una serie de tripulaciones llevarán a cabo destacados experimentos científicos y ensayos en microgravedad. Aunque estaba previsto

mantenerla en órbita cinco años, la Mir superó con creces sus expectativas, especialmente por los problemas económicos de Rusia, que impidieron que fuera reemplazada por la Mir 2. Así, la estación se mantuvo operativa durante 15 años, hasta que en febrero de 2001 fue programada su caída controlada sobre el Océano Pacífico.

21 de Febrero 1953 - Los investigadores del Laboratorio Cavendish, en Cambridge, Francis Crick y J. Watson desvelan la estructura del ácido desoxirribonucleico, el ADN, la molécula que porta la información genética y la transmite de generación en generación. Ambos se basaron en parte en el trabajo de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, de la Unidad de Investigaciones Biofísicas del King's College, en Londres, para deducir

que el ADN poseía la forma de una doble hélice. Ambos, junto a Maurice Wilkinkins -Franklin ya había fallecido-, fueron galardonados con el Premio Nobel en 1962 por este hallazgo

22 de Febrero 1828 - El bioquímico alemán Friederich Wöhler anuncia que ha logrado sintetizar la urea, una sustancia química que contiene gran cantidad de nitrógeno muy soluble al agua, inodora e incolora que constituye la mayor parte de la materia orgánica contenida en la orina. Era la primera vez que algo

asociado exclusivamente a los cuerpos vivos era obtenido a partir de complejos químicos inorgánicos.

23 de Febrero 1766 - El químico y físico inglés Henry Cavendish descubre el hidrógeno, al que llamó "aire inflamable".

1997- Científicos británicos anuncian la exitosa clonación de un animal adulto, la oveja "Dolly".

25 de Febrero 1837 - El herrero e inventor Thomas Davenport diseña el primer motor eléctrico práctico, descrito en su patente como "una aplicación del magnetismo y el electromagnetismo para propulsar maquinaria". Davenport utilizó uno de sus ingenios para accionar una perforadora y otro para hacer funcionar un torno de cortar

madera. 26 de Febrero

1935 - Se lleva a cabo, en Inglaterra, la primera demostración de un sistema de detección y telemetría por radio, ideado por el físico escocés Robert Watson-Watt. Este investigador había estudiado el uso de ondas de radio para localizar tormentas y poder

advertir a tiempo a los pilotos de su presencia. A mediados de los años 30, las autoridades fueron conscientes de las aplicaciones militares del radar y en 1939 una cadena de estaciones ya había sido instalada en la costa sur y este de Gran Bretaña con el objetivo de detectar una posible invasión alemana.

Revista Mundo Ferrosideúrgico Es una publicación de la Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento de CSV Ferrominera Orinoco.

Política de Ciencia, Tecnología e Innovación de Ferrominera Orinoco. Promover la investigación para la generación, aplicación y divulgación de conocimientos, técnicas y tecnologías, con base en las necesidades de la organización en materia de ciencia, tecnología e innovación, mediante el fortalecimiento de las actividades de desarrollo tecnológico, vigilancia y resguardo de la información, transferencia y consolidación de redes de conocimiento y de apoyo en la ejecución y seguimiento de proyectos conjuntos de investigación, desarrollo e innovación; a los fines de incrementar el capital intelectual y aumentar su valor dentro del entorno organizacional, mejorar continuamente los procesos y la competitividad; así como fortalecer las relaciones entre los actores regionales, nacionales e internacionales, asociados a la gestión tecnológica. http://www.ferrominera.gob.ve/ http://www.ferrominera.gob.ve/cigc http://issuu.com/mundoferrosiderurgico

Depósito Legal No: ppi2012BO4212 ISSN: 2343-5569 (Internet) Ciudad Guayana. Estado Bolívar - Venezuela 20/01/2016

Revista Mundo Ferrosideúrgico Edición No. 22 Noviembre-Diciembre 2015

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