La Metalurgia es el arte y la ciencia de extraer metales a partir de sus minerales y aleaciones, dándoles formas y propiedades adecuadas para su uso. Es cierto que tuvo su importancia en la historia antigua, sacándonos de la edad de piedra hacia la edad del bronce y luego a la edad del hierro.
Historia de la Metalurgia
Los orígenes de la Metalurgia Extractiva se remontan hacia la prehistoria. Los primeros descubrimientos deben haberse hecho accidentalmente en los fuegos de campamentos y fogones donde piedras de minerales metálicos fácilmente reducibles pudieron ser convertidos a metal por el calor y las llamas reductoras. La necesidad de obtener más altas temperaturas para lograr una mayor producción condujo de la evolución del fogón hacia el alto horno, con un chiflón de aire dirigido hacia la zona caliente, encima del fogón y sobre el cual hay una especie de chimenea cerrada, por la cual desciende el mineral y el combustible carbón vegetal.
La ciencia de la Metalurgia Extractiva se desarrolla rápidamente en los años recientes, con la aplicación de la termodinámica y la teoría de cinética de reacción a sus problemas. La termodinámica de las reacciones metalúrgicas está ahora bien establecida, pero hay aún muchas oportunidades para más avances, tanto científicos como tecnológicos, en el estudio y control de la cinética de reacción.
Hoy en día la Metalurgia es una ciencia aplicada. Su fascinación reside en el desafío de usar la ciencia para dar a la humanidad los mejores materiales de Ingeniería que permitan las leyes de la naturaleza y los recursos naturales a disposición del hombre. Esto se debe en parte al hecho que por miles de años la Metalurgia Industrial fue un acto empírico en el cual la "manera correcta" de hacer las cosas se aprendía por la dura experiencia.
La Ingeniería Metalúrgica es una de las profesiones más antiguas del hombre, ha jugado un papel preponderante en el desarrollo de las sociedades humanas llevándolas desde la tenebrosa Edad de Piedra a la Edad de Bronce y posteriormente a la Edad del Hierro; actualmente gran parte del progreso humano se sustenta en el gran desarrollo alcanzado en la elaboración de los metales. La Ciencia Metalúrgica es relativamente nueva y está en una etapa más bien primitiva de su desarrollo.
El Cobre: El Primer Metal
“El cobre fue definitivamente el primer metal producido y utilizado para fines prácticos. Desde que comenzó la obtención metalúrgica en el Medio Oriente hace aproximadamente 7.000 años hasta hace unos 200 años atrás, el color dominante de los metales en uso fue el rojo del cobre, los diferentes matices del bronce hasta el amarillo del latón con sus diferentes patinas generadas durante el tiempo.
Además, los minerales oxidados encontrados cerca de la superficie, especialmente la malaquita y la cuprita, son fáciles de reducir con carbón, en simples hornos de greda. Desde épocas prehistóricas, el cobre habría sido uno de los primeros metales usados por nuestros ancestros para fabricar herramientas y utensilios. Los sumerios habrían sido uno de los primeros pueblos en conocer y usar este metal para fabricar objetos, tales como armas, monedas, etc. Hacia el 3000 a.C., los egipcios ya utilizaban el cobre en una variedad muy amplia de objetos creados para satisfacer las necesidades de la vida cotidiana.
El cobre aparece vinculado en su mayor parte a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre forma parte del mundo que nos rodea. Su presencia puede pasar desapercibida, pero está allí, utilizado como un material resistente, durable, reciclable y con alta conductividad térmica y eléctrica.
Para obtener cobre de alta pureza (99,9%), se requiere de un proceso específico que permita sacar este mineral de los depósitos naturales que los contienen. Nuestro país es el mayor productor de cobre en el mundo y este metal es su principal producto de exportación.
El Bronce: Una Aleación Revolucionaria
Alrededor de unos 5.000 años A.C el hombre descubrió que fundiendo cobre con minerales arsenicales primero y con casiterita (óxido de Sn) después se obtenía bronce, una aleación de alta dureza que además permitía obtener por primera vez objetos fundidos. Hacia el año 3000 a.C. el uso de aleaciones se hace más frecuente, dando paso a la llamada Edad del Bronce en Europa y Asia.
Las aleaciones más utilizadas en tiempos antiguos fueron aquellas a base de cobre, el cual se transforma en bronce mediante el añadido de estaño o arsénico. El resultado es un metal de color más claro, más resistente, capaz de fundirse a menor temperatura y de propiedades sonoras particulares para producir, por ejemplo, campanas de gran resonancia.
El Hierro: El Metal que Cambió la Historia
Poco antes del descubrimiento del bronce el hombre comenzó a fundir el oro y poco después, la plata, el estaño y el plomo. Ninguno de estos primeros metales era apto para fabricar las herramientas o armas hasta que a mediados del segundo milenio A.C. comenzó la difusión de minerales de hierro y la obtención de acero forjado. Inicialmente este nuevo metal fue mucho más caro que el bronce y pasaron más de 500 años hasta que finalmente pudo desplazar al cobre y bronce de sus principales usos: herramientas y armas. El uso del acero se masificó en torno al año 1.000 A.C.
No es sino al término de las Edades del Cobre y Bronce, a las que se atribuye una duración de 500 a 2000 años, que comienza la Edad del Hierro. La evolución tecnológica ha ayudado al hombre a orientar sus esfuerzos en tratar de aumentar la temperatura a la que se sometía el mineral de hierro, por medio de la utilización de hornos en los que se introducía una mezcla de mineral y carbón vegetal, lo que se traducía en un aumento de producción.
Metales y Aleaciones en la Industria Moderna
Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales:
- Contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero.
- No contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, manganeso, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas.
El Acero es básicamente una aleación de hierro que contiene carbono (entre un 0,04% hasta 2.25%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo), Ni (Níquel), Mn (Manganeso), Si (Silício) o Vn (Vanadio) se agregan con propósitos determinados.
Existen distintos tipo de acero que se clasifican de acuerdo a los elementos de la aleación. Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas.
| Mina/División | Tipo de Mina | Producción Aproximada (2004) |
|---|---|---|
| El Teniente (Codelco) | Subterránea | ~32% del total nacional |
| Escondida | Rajo Abierto | Privada, alta producción |
| Chuquicamata (Codelco Norte) | Rajo Abierto | La más grande del mundo |
| Radomiro Tomic (Codelco Norte) | Rajo Abierto | Principal productor de cátodos SX-EW |
TAG: #Empleado
