Ciencia de Materiales

ALBERTO JIMÉNEZ MARTÍNEZ Y

GONZALO GAÑÁN CATALINA

Ciencia de Materiales

Comparen las producciones de acero y de aluminio a nivel mundial.

1.1. ¿Qué metal es más abundante en el mundo?

El aluminio es el tercer elemento químico más abundante de la corteza terrestre (8,1%), después del oxigeno (47,3%) y del silicio (28,5%), pero es el metal más abundante (El hierro ocupa el cuarto lugar en abundancia en la corteza terrestre). No se presenta en forma metálica, sino combinado principalmente con oxigeno, formando óxido de aluminio, Al2O3 (alúmina) y constituyendo aluminatos y alúmino-silicatos. En forma pura y cristalizada, la alúmina es denominada rubí o zafiro, y ambos minerales gozan de un gran valor comercial, por ser gemas muy apreciadas. La especie mineral más interesante para la obtención de aluminio es la bauxita (principal mena de aluminio), la cual puede ser considerada como un óxido de aluminio hidratado Al2O3.2H2O. La concentración en alúmina de la bauxita “comercial” debe de ser al menos del 40%. Para obtener una tonelada de alúmina se requieren un mínimo de dos toneladas de bauxita. En 1886, Charles Martin Hall, en los Estados Unidos, y Paul L. T. Héroult, en Francia, descubrieron, por separado y casi simultáneamente, que el óxido de aluminio se disuelve en criolita fundida (Na3AlF6), pudiendo ser descompuesta electrolíticamente para obtener el metal fundido en bruto. El proceso Hall-Héroult sigue siendo el método principal para la producción comercial de aluminio, aunque se han desarrollado otros métodos. La pureza del producto se ha incrementado hasta un 99,5% de aluminio en un lingote comercialmente puro; posteriormente puede ser refinado hasta un 99,99 por ciento. [A3, p.2]

Ciencia de Materiales

1.2. ¿Qué metal es más barato de producir? A partir de 2006 el precio del mineral de hierro se ubica por sobre el promedio nominal de los últimos 30 años que corresponde a US$ 31,5/TMS. Al igual que en el caso del acero (precio que se encuentra altamente correlacionado con el hierro) comienza un ciclo de altos precios derivado de dos hechos. Por una parte, la fuerte expansión de la capacidad de procesamiento de las siderúrgicas en China y, por otra, la creciente demanda de aceros, principalmente para construcción. Dado el fuerte componente pro cíclico del consumo de acero, y por ende del hierro, los precios comienzan a debilitarse en la medida que la actividad económica se contrae, situación que 10 afectó a los principales socios comerciales de China (EEUU y Europa) generando expectativas de reducción del crecimiento 2012. [H0,p.9] La producción del aluminio comienza con la extracción de la bauxita. Casi el 85% de toda la bauxita extraída en el mundo es convertida en alúmina y más del 90% de ésta es reducida a aluminio. Generalmente, de cinco toneladas de bauxita se producen dos toneladas de alúmina y de ésta una tonelada de aluminio. La minería de la bauxita es la única fase del ciclo del metal que no puede trasladarse, y el mineral se encuentra mayormente en países tropicales. Las reservas globales de bauxita son enormes, han sido calculadas en 75 billones de toneladas. La mano de obra (34%) y la energía (21%) constituyen más de la mitad del costo de la extracción de la bauxita. Las fases siguientes de la producción del aluminio - el refinamiento de la bauxita para obtener alúmina y de la alúmina para obtener aluminio puro - pueden trasladarse a los países pobres en busca de los costos más bajos posibles y, de hecho, este es el problema que estamos enfrentando hoy. El proceso Bayer para la refinación de la bauxita genera un residuo peligroso que es conocido como ‘lodo rojo’ o residuo de bauxita. Dependiendo del grado de la bauxita utilizada se generan entre 0.3 a 2.5 toneladas de lodo rojo por tonelada de alúmina producida. [A2, p.1]

Ciencia de Materiales

Es más barata la producción de acero que la producción de aluminio, ya que es bastante más simple y se realiza en menos pasos, además este dato se refleja también en que el acero es mucho más utilizado en el mercado gracias tanto a su precio como a sus propiedades. El aluminio se utiliza para usos un poco más específicos ya que nos ofrece unas buenas propiedades mecánicas unidas a un peso ligero, por lo cual se utiliza más en mecanismos que requieran ligereza y buen comportamiento a la par.

1.3. ¿Qué metal se produce más en el mundo?

Según cifras publicadas por Worldsteel en 2011 el uso aparente de acero se situó en 1.485 millones de toneladas. Por el lado de la oferta, la producción de acero crudo en 2011 totalizó 1.490 millones de toneladas, con un aumento de 6,2% en relación a 2010. Para 2012 se estima que la producción se expanda un 2.9%, equivalente a una producción de 1.538 millones de toneladas. La producción industrial de China registra un continuo aumento a partir de agosto cuando presentó un crecimiento de 8,9% en doce meses, el menor desde mayo de 2009. En noviembre se observó una tasa de crecimiento de 10,1%, la mayor tasa desde abril pasado. Esto 15 implicaría que la demanda de acero continuaría creciendo en el periodo 2012-2014, pero a menor ritmo que en el pasado. Los aceros producidos a partir de mineral de hierro, son con diferencia los más importantes en términos de peso, ya que representan el 95 % del total. [H0, p.15]

Ciencia de Materiales

El aluminio, obtenido de la bauxita, ocupa un distante segundo lugar, seguido por cantidades considerablemente más pequeñas de cobre y de zinc[Z1, p.2].

1.4. ¿Qué metal se produce más en España?

El sector del metal en España está formado en su inmensa mayoría por pequeñas o medianas empresas –el 98 por ciento de las empresas tiene menos de 50 asalariados–, es responsable del nueve por ciento del PIB español. España es, además, la quinta potencia en la industria del metal de la Unión Europea, en la que los productos metálicos suponen más de la cuarta parte de la producción industrial y un tercio de las exportaciones de productos manufacturados. Todos los demás sectores de producción y de servicios dependen en gran medida del equipamiento, la tecnología y la innovación de la industria del metal para su crecimiento y desarrollo. Las principales estadísticas del sector del metal en España se refieren básicamente al sector industrial. [Z0, p.1] España es uno de los países más importantes en cuanto a minería. Produce unos 265.000 Kg de hierro, 128.100 Kg de cinc y 24.000 de plomo. El aluminio se importa