Instituto Tecnológico de la Laguna

Propiedad de los Materiales

Ing. Elizabeth Rodríguez Bandres

Unidad 4Aplicaciones de los Materiales

Jovany Rojas EspinozaNo. Control 11130859

Ingeniería Industrial

Miércoles 7 de Noviembre de 2012

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Unidad 4 Aplicaciones de los Materiales

Introducción

Saber la aplicación de los materiales es muy importante, aquí deja más claro cada tipo de material y

su importancia para la vida y el beneficio del hombre. En la actualidad se genera conocimiento en esta

área, en la ingeniería y ciencia de los materiales, buscando siempre la mejora, por ejemplo:

Sartenes que no se pegan, ropa impermeable que deja transpirar, medios de transporte más ligeros y

resistentes, pantallas planas y delgadas como un libro, son, por citar sólo algunos, objetos o artilugios

que forman parte de nuestra vida. Otros, como fármacos ultra-precisos diseñados a medida, músculos

artificiales o metales que se auto-reparan, se encuentran todavía en fase de desarrollo o en la mente

de los científicos y serán pronto tan cotidianos como los ya mencionados. Todos ellos son resultado

directo de la llamada ciencia de los materiales, una rama científica que nos brindará grandes

descubrimientos en los próximos años.

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Índice 

Unidad 4 Aplicación de los Materiales Página

4.1. Industria Básica y Extractiva........................................................................................................ 3

4.2. Industria Metalmecánica........................................................................................................... 19

4.3. Fabricación de Componentes Eléctricos.................................................................................... 22

4.4. Industria de la Construcción...................................................................................................... 24

4.5. Agroindustria............................................................................................................................. 26

Bibliografía....................................................................................................................................... 30

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4.1 Industria Básica y Extractiva

Las industrias básicas son las industrias primarias. Es decir la industria que se dedica a la primera etapa de procesamiento de los recursos naturales a los que se les incorpora mínimos niveles de valor agregado (minería, petróleo, extracción forestal). También se le llama industria extractiva porque es la que tiene como insumo los bienes de la naturaleza.

Industria extractiva es la Industria cuya actividad principal es la explotación y tratamiento de materiales rocosos, arcillosos, arenosos y demás recursos naturales procedentes de minas subterráneas y superficiales, canteras y pozos. Incluye además todas las actividades suplementarias para manejo y beneficio de minerales y otros materiales crudos, tales como triturarlo, cribarlo, lavado, clasificado y demás preparaciones necesarias para entregar el material en el mercado.

Se denomina industria básica y extractiva a aquella que elabora las materias primas que son utilizadas para la fabricación de productos elaborados. Es la industria que se dedica a extraer el mineral del subsuelo; lo muele y lava, funde y refina para obtener el metal que se utilizará para elaborar distintos productos.

El proceso para la explotación inicia en la búsqueda de un yacimiento mineral (cateo). Lo sigue un estudio tecnológico y económico, además de un estudio de factibilidad. Una vez terminado eso, se hace la selección del método de explotación más adecuado al tipo de suelo y de mineral, los pasos para una vez obtenido lavar y refinar para la obtención del mineral puro. Cuando todo eso está contemplado, finalmente se inicia formalmente el proceso de explotación.

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Industria Extractiva

Tiene relación directa con la extracción de recursos naturales del suelo, subsuelo o de los océanos. Es conocida también en algunos casos como la agricultura, la minería o las plantaciones de algunas especies de árboles para conseguir madera o papel; ésta se encarga de abastecer con las materias primas necesarias al proceso productivo mediante la extracción inicial, transformación primaria y el tratamiento de las materias primas obtenidas de los procesos extractivos, en algunos casos las industrias extractivas están relacionadas a la contaminación y el desequilibrio de ecosistemas por accidentes como derrames de petróleo o monocultivos. La clase de industrias extractivas se pueden asociar a la diversidad de productos que aprovechan del subsuelo, pudiendo identificarse básicamente los siguientes ramos:

Industria Petrolera

La industria petrolera incluye procesos globales de exploración, extracción, refino, transporte (frecuentemente a través de buques petroleros y oleoductos) y mercadotecnia de productos del petróleo. Los productos de mayor volumen en la industria son combustibles (fueloil) y gasolina. El petróleo es la materia prima de muchos productos químicos incluyendo productos farmacéuticos, disolventes, fertilizantes, pesticidas y plásticos.

La industria del petróleo se divide normalmente en tres fases:

1. "Upstream": Exploración y producción.2. "Midstream": Transporte, procesos y almacenamiento.3. "Downstream": Refino, venta y distribución.

Las operaciones medias generalmente se incluyen en la categoría final.

El petróleo es un producto esencial para muchas industrias, y es de vital importancia para el mantenimiento de la misma civilización industrializada, por lo que se considera una industria crítica en la mayoría de las naciones. El petróleo alimenta un porcentaje muy alto del consumo de energía del mundo, entre el 32% de Europa y Asia hasta el 53% de Oriente Medio. En otras regiones geográficas el peso energético del petróleo es el siguiente: Sudamérica y América Central (44%), África (41%) y Norteamérica (40%).

El mundo en general consume 30 billones de barriles (4.8 km3) de petróleo por año, y los mayores consumidores son en su mayoría el grupo de naciones más desarrolladas. De hecho, el 24% del petróleo consumido en el año 2004 se le atribuye a Estados Unidos en su totalidad.1 La producción, distribución, refino y venta del petróleo tomados éstos como uno solo, representan la industria más grande en términos de valor en dólares en la Tierra.

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Industria Minera

La minería juega un papel trascendental en nuestra historia por la ingente riqueza que ha producido y por el gran potencial de recursos naturales y humanos que poseemos que representan prosperidad futura y que en el presente se traduce en una abundante riqueza proveniente de la exportación de metales y la consiguiente generación de divisas. En estos momentos en que se efectúa la privatización, existe paz social y estabilidad económica, el marco legal promocional y las asociaciones de empresas nacionales con extranjeras para efectuar inversiones de riesgo compartido, nos permiten vislumbrar que la minería seguirá siendo por muchos años más el motor de la economía nacional. La minería moderna se ha convertido en una actividad altamente sofisticada que utiliza equipos de avanzada tecnología para encontrar yacimientos mineral es y convertir sus minas en productos comercializables con la mínima alteración ambiental, para lo cual es preciso pasar por una serie de etapas que requieren especialistas en cada una de ellas: geólogos, mineros, metalurgistas, comercializadores, etc. y emplea para sus procesos auxiliares otros especialistas como mecánicos, electricistas, abogados, médicos, enfermeras, economistas, administradores, maestros, etc.

El mineral que se encuentra en las entrañas de la sierra no tiene ningún valor hasta que no se le convierta en un producto comercializable mediante inversiones y trabajos de extracción y mejoramiento, que es precisamente lo que hace la industria minera, es decir, dar al material a extraer un valor agregado que lo haga deseable. Es por esta razón que pasaremos a estudiar cada una de las etapas consideradas en el proceso productivo de la minería.

En el siguiente mapa se puede apreciar como están distribuidos los minerales en los diferentes estados de la Republica Mexicana:

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Industria Maderera y del Papel

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La industria maderera es el sector de la actividad industrial que se ocupa del procesamiento de la madera, desde su plantación hasta su transformación en objetos de uso práctico, pasando por la extracción, corte, almacenamiento o tratamiento bioquímico y moldeo. El producto final de esta actividad puede ser la fabricación de mobiliario, materiales de construcción o la obtención de celulosa para la fabricación de papel, entre otros derivados de la madera.

La industria maderera es un sector muy importante en países como Brasil, Malasia e Indonesia, así como en varios países de Europa del Este. Esta industria es diferente de la carpintería y del trabajo en madera, tanto por su escala industrial (en cuanto estas últimas se realizan bajo un modelo artesanal de producción) como por incluir no solo el corte, moldeo y finalización, sino también todo el proceso anterior que incluye la tala de árboles o replantación de áreas taladas (reforestación).

La industria maderera concierne, pues, la logística necesaria para el traslado de la madera desde el bosque en que ha sido talada hasta un aserradero. El término también se usa para indicar un amplio rango de actividades forestales o de silvicultura.

Fabricación de papel

En una planta papelera, una gran máquina convierte la pasta de madera en papel. La primera máquina de este tipo fue desarrollada a principios del siglo XIX.

La madera es una materia prima importante para la industria química. Cada año se reducen a pasta enormes cantidades de madera, que se reconstituye de forma mecánica para hacer papel. Otras industrias se encargan de extraer algunos componentes químicos de la madera, como taninos, pigmentos, gomas, resinas y aceites, y de modificar estos constituyentes.

Además de agua, el componente principal de la madera es la celulosa. De la gran cantidad de celulosa que se utiliza para fabricar rayón y nitrocelulosa, una parte se extrae del algodón, pero la mayor parte se obtiene de la madera. El mayor problema que presenta la extracción de celulosa de la madera es eliminar las impurezas, de las cuales la más importante es la lignina, una sustancia polimérica compleja. Al principio se desechaba, pero más tarde se ha descubierto que es una buena materia prima para la fabricación de plásticos y una sustancia adecuada para el cultivo de levadura de cerveza, que es un importante alimento para el ganado y las aves de corral. También se utiliza la madera, sin separar la celulosa de la lignina, para obtener otros productos químicos mediante procesos determinados. En el método Bergius, la madera se trata con ácido clorhídrico para obtener azúcares, que se utilizan como alimento para el ganado o se fermentan para producir alcohol. La madera puede transformarse en combustible líquido por hidrogenación. También se obtienen productos químicos por destilación. La mayoría de estos productos, como el ácido acético, metanol y acetona, se obtienen ya de forma sintética.

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Otros nuevos productos se obtienen mezclando la madera con ciertos compuestos químicos; la mezcla resultante tiene propiedades mecánicas similares a las de la madera, pero es más fuerte y resistente desde el punto de vista químico. Los métodos más importantes para realizar estas mezclas consisten en impregnar la madera de ciertos compuestos, como fenol y formaldehído; después se calienta la madera impregnada y los productos químicos reaccionan con las células de la madera y forman una capa plástica.

La madera tratada de esta forma se llama impreg; es muy duradera y resiste el ataque de los insectos perforadores; su densidad relativa es mayor, aunque su dureza es casi la misma. Otro producto, llamado compreg, se obtiene comprimiendo la madera impregnada en una prensa hidráulica. Se la somete a una determinada presión mientras se produce la reacción química en el exterior. Esta madera tiene una densidad relativa de 1,35, su dureza es muy superior a la de la madera sin tratar y su resistencia un poco mayor, aunque su rigidez puede ser un poco inferior.

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Industria Metalúrgica, Proceso Metalúrgico por Polvos e Industria Siderúrgica

Industria Metalúrgica

La industria metalúrgica transforma el metal extraído de las minas en lámina de metal, que la industria de la transformación utiliza para la fabricación de productos., mientras que la siderurgia es una industria metalúrgica dedicada exclusivamente al mineral del hierro para obtener su fundición y elaborar aceros.

El proceso metalúrgico se divide en los siguientes puntos:

Concentración del mineral: Separara la mayor cantidad posible de ganga mediante distintos métodos.

Levigación: El mineral se somete a una corriente de agua que arrastra a las partes menos pesadas, y las más pesadas (mena) va al fondo.

Separación magnética: Se utiliza cuando la mena presenta propiedades magnéticas.

Flotación: La mena es mojada por el aceite, el mineral finalmente triturado se mete en un depósito con agua agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.

Tostación o calcinación: Transforma el mineral en oxido para después proceder a su reducción. La tostación se hace cuando el metal es un sulfuro, mientras que la calcinación se realiza cuando el metal es un carbono o un hidróxido.

Reducción: Una vez esta el mineral en forma de óxido, se reduce mediante carbón, hidrógeno u otro metal. Para los óxidos de los alcalinos, de aluminio se usa la vía electrónica partiendo sus sales.

Afino: Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del todo.

Proceso Metalúrgico por Polvos

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La Metalurgia de Polvos es un proceso de producción por medio del cual partes o productos se fabrican comprimiendo polvo metálico o algún material cerámico dentro de un molde o dado; una vez comprimido el polvo, se somete a un proceso de calentamiento (sinterizado) lo que le proporciona a la pieza propiedades de resistencia y dureza.

Este proceso de conformado es el único medio de fabricación que se puede emplear para la obtención de piezas a partir de materiales con puntos de fusión elevados. Por ejemplo, los materiales refractarios poseen puntos de fusión elevados que los hacen difíciles de trabajar con el equipo que podría considerarse como ordinario para el manejo de la mayoría de los metales; otros materiales tienden a reaccionar fuertemente con el medio ambiente al fundirse, motivo por el cual no es fácil procesarlos por ese medio.

El proceso metalúrgico por polvos (Figura 1.4.) se distingue del tradicional debido al uso de polvo metálico como materia prima junto con algunos lubricantes y materiales aleantes; estos se pueden mezclar y compactar para posteriormente hacer procesos de sinterizado y manufacturar distintos tipos de piezas.

Figura 1.4. Esquema del proceso metalúrgico de polvos.

Otra ventaja que se tiene con este proceso de conformado es que se puede obtener en forma económica la combinación de metales y no metales para la fabricación de piezas, como en el caso de

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la Industria Eléctrica en la cual las escobillas de motores y los contactos deben tener conductividad apropiada, pero a la vez ser resistentes al desgaste y al arco eléctrico que se forma al hacer el contacto.

Las escobillas se fabrican de polvo de cobre, grafito y en algunas ocasiones de estaño y plomo. Por otra parte, los contactos requieren combinaciones de materiales como Tungsteno con Cobre y Plata. Un punto importante a considerar en la selección de este proceso de conformado es el poco desperdicio de material que involucran las operaciones. Aproximadamente un 97 % del polvo que se emplea inicialmente se convierte en producto. Otro aspecto importante es que los métodos de producción por metalurgia de polvos se pueden automatizar, lo que en un momento permite bajar costos y lograr una alta calidad en el producto.

Debido a que el manejo y compactación de los polvos involucra cierta complejidad, existen algunas limitantes y desventajas del proceso, entre las que podemos mencionar:

1.- Equipo, herramental y materia prima (polvo metálico) costoso.

2.- El manejo y almacenamiento de los polvos requiere de especial cuidado, a fin de evitar la

degradación del material con el tiempo y en algunos casos riesgo de incendio en el metal en polvo.

3.- Limitaciones en la forma de las piezas, ya que se debe de considerar que los polvos difícilmente

fluyen en sentido horizontal (lateralmente) dentro de los moldes o dados cuando se efectúa la

compresión de ellos.

4.- La variación en la densidad del material a través de la pieza, especialmente si se tiene una

geometría compleja.

En términos generales, se puede considerar que la metalurgia de polvos consiste de tres pasos:

Preparación, combinación y mezcla del polvo o polvos. Compactación del polvo dentro de un dado o molde a una densidad establecida. Sinterizado (calentamiento) en un horno con atmósfera controlada.

Industria Siderúrgica

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Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarán desde una materia prima como el mineral de hierro y el carbón de coque, hasta un producto final como el acero. El acero es una aleación en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C).

El Proceso Siderúrgico:

1. Las Materias Primas (carbón y mineral)2. Baterías de coque3. Horno Alto4. Acerías5. Máquina de Colada Continua6. Laminación, Forja y Moldeo

1. Las Materias Primas (Carbón y Mineral)

El mineral de hierro, la caliza y el carbón son las principales Materias Primas empleadas en la fabricación del arrabio y del acero. Se extraen de las minas y con trasportadas hasta las plantas siderúrgicas principalmente por vía marítima y almacenada en grandes espacios destinados al afecto. A pesar de su abundancia en la naturaleza, sólo dos tipos de minerales de hierro son aprovechables en la industria siderúrgica: las distintas variedades de óxidos y el carbonato.

El mineral de hierro se criba y los finos se tratan por sintetización antes de emplearlos en el horno alto, y que consiste en aglomerar, a temperaturas del orden de 1.350 ºC, partículas finas de mineral (inferiores a 8 mm) mezcladas con un combustible, generalmente polvo de coque y con un fundente. La temperatura alcanzada en el proceso de sintetización permite la formación de una torta porosa que, después de enfriada y convenientemente troceada a tamaños variables entre 3 y 25 mm., se puede cargar directamente en el horno alto.

2. Baterías de Coque

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El carbón se convierte en coque calentándolo para la eliminar las materias volátiles en unos hornos especiales, fuera del contacto del aire, a temperaturas superiores de 1000 ºC. Que se agrupan en baterías. Se cargan estos hornos por la parte superior y el carbón tarda en coquizarse una 16 oras.

Después se descargan mediante unas máquinas deshornadoras y el coque cae a unos vagones-tolva que lo conducen a la torre de enfriamiento, efectuándose éste con agua. Los productos volátiles desprendidos se aprovechan como gases combustibles y para la obtención de productos químicos

La misión del coque en el horno alto es:

• Producir, por combustión, el calor necesario para la reacciones de reducción

• Soportar las cargas en el horno alto

• Producir el gas reductor (CO) que transforma los óxidos en arrabio (hierro)

• Dar permeabilidad a la carga del horno alto y facilitar el paso del gas

El coque ha sustituido, como combustible siderúrgico, al carbón vegetal utilizado hasta el siglo XIX en las instalaciones de producción de arrabio.

3. Horno Alto

Para la obtención del hierro a partir de sus minerales, es necesario librarle del oxígeno que lo acompañan dichos minerales y que principalmente son óxidos, mediante un proceso de reducción. Como elemento reductor se utiliza el carbono, que es el constituyente principal del carbón. El carbono, en su forma industrial de coque, se mezcla con el mineral, con cuyo oxígeno se combina, transformándose, primero en monóxido de carbono (CO) y después en dióxido (anhídrido carbónico CO2).

El horno alto es una instalación diseñada para que en ella se produzcan las reacciones químicas de reducción de los minerales.

El funcionamiento del horno alto, en esquema es el siguiente:

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• Por la parte alta del horno, el tragante, se introducen las cargas de mineral, coque y fundente, que en su descenso, se encuentran con una corriente de ascendente de gas reductor caliente, de forma que se establece un contacto íntimo con los materiales cargados y los gases reductores

• En la parte baja del horno, los gases de la combustión del coque alcanzan una temperatura superior a los 2.000º C y van cediendo su calor a la carga elevando la temperatura de ésta, hasta que se alcanza la adecuada (aprox. 1.500º C) para que se produzcan las reacciones de reducción de los óxidos y las de formación de escorias.

• La carga sólida, en su descenso, se va transformando. Los óxidos de hierro de reducen; el oxígeno liberado forma óxidos de carbono que escapan en la corriente de gases por la parte alta del horno; el hierro liberado, en estado líquido por efecto de la temperatura, va colando hasta recogerse en la parte baja del horno: el crisol; los demás componentes del mineral se combinan con los fundentes y forman la escoria, que es una mezcla compleja de silicatos, que asimismo en estado líquido, va colando hasta el crisol, y debido a su menor densidad, sobrenada sobre el hierro fundido.

Periódicamente se sangra el horno, es decir se vacía el crisol por un orificio practicado en la parte baja del mismo, llamado piquera. Por encima de la piquera de arrabio se sitúan una o dos piqueras para la evacuación de las escorias. El arrabio se conduce por unas regueras de arena hasta colocarlo en la cucharas, que pueden ser abiertas o cerradas, denominadas cuchara torpedo, que permiten conservar el calor del caldo de arrabio durante su transporte o los tiempos de espera. Tanto el interior del horno como el de las cucharas, están revestidas de material refractario para soportar las elevadas temperaturas que se generan en el proceso.

Las cucharas conducen el arrabio, bien a la acería para la transformación en acero, operación llamada afino del arrabio, o bien a la máquina coladora, donde se vierte en moldes para obtener un producto sólido, llamado lingote de hierro, que posteriormente se utilizan en los hornos eléctricos de inducción o de arco, para la obtención de fundición para la fabricación de piezas de este material.

El horno alto es de funcionamiento continuo. Las cargas tardan alrededor de 8 horas en atravesarlo, por lo que no se puede detener sin programar su parada previamente. Cuando es necesario detener la marcha del horno, por ejemplo, para hacer una reparación, se debe antes de la parada (de 8 a 12 horas previas a la parada) introducir en el horno unas cargas especiales sin mineral, llamadas cargas blancas.

Un horno alto necesita, para su funcionamiento, una serie de instalaciones auxiliares, como por ejemplo:

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• Soplantes, para impulsar, hacia el interior del horno, un inmenso caudal de aire (de 2,500 a 4.000 m3 por minuto) a una presión adecuada (entre 1,5 y 4 Kg/cm2).

• Estufas, para el calentamiento del aire (hasta una temperatura de 1.300º C) antes de suentrada en el horno.

• Depuración de gases, para eliminar el polvo de mineral y de coque que arrastran los gases a su paso por el interior del horno.

4. Acerías

El acero se obtiene a partir de dos materias primas fundamentales: el arrabio y la chatarra de acero. Para la obtención del acero es preciso eliminar todas las impurezas que se encuentran en el arrabio y controlar los distintos elementos que van a influir en las propiedades del acero a obtener. Las reacciones químicas que se producen durante el proceso de fabricación del acero requieren altas temperaturas (superiores a 1.000º C) para eliminar los elementos no deseables.

A lo largo de la historia han sido varias las técnicas utilizadas para la obtención del acero, como por ejemplo los Convertidores Bessemer, los Hornos Siemens, y los Hornos Eléctricos (de arco o de inducción), siendo actualmente la técnica más utilizada la que utiliza, para el proceso de conversión, el oxígeno puro en los llamados Convertidores LD, que tomaron su nombre de las ciudades austriacas de Linz y Donavitz, cuyas acerías fueron las primeras en aplicar esta técnica.

El proceso de la acería LD tiene tres fases:

1ª.-Fase de carga: Se coloca el convertidor en posición de carga y por la boca del mismo se introduce la chatarra (20% de la carga total) y el arrabio líquido caliente, procedente del horno alto. Terminada la carga se coloca el convertidor vertical y de introduce la lanza de oxígeno.

2ª.-Fase de soplado y afino: Se insufla oxígeno puro a presión (entre 10 y 14 atmósferas) iniciándose las reacciones de oxidación. El oxígeno reacciona con el metal, lo que da lugar a una rápida elevación de temperatura (puede alcanzar entre 2.500º C y 3.500º C) lo que facilita las reacciones de afino.

3ª.-Fase de colada: Terminado el afino se corta la entrada de oxígeno, se espera unos minutos para que se homogeneice y se gira el convertidor, de forma que caiga el acero sobre la cuchara. La duración completa de la operación de un convertidor de 150 toneladas, puede oscilar entre 40 y 55 minutos.

5. Máquina de Colada Continua

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El acero sale de la acería en estado líquido y para su transformación en productos útiles es preciso solidificarlo, y para ello, en los últimos años, se ha desarrollado un procedimiento de collada continua, que permite pasar directamente del acero líquido a los semiproductos, como pueden ser los planchones (slab) que posteriormente serán laminados en caliente para su fabricación de bobinas de chapa.

Las partes principales de una máquina de colada continua son las siguientes:

La artesa o distribuidor, recipiente intermedio que recibe el chorro de acero de la cuchara, lo

acumula un cierto tiempo y lo distribuye entre las distintas líneas que conforman la máquina.

La lingotera o molde, que sirve para dar forma al producto

El sistema de refrigeración, constituido por duchas de agua fría que riegan la superficie exterior

del acero y aceleran su solidificación

La zona de enfriamiento por aire

Los rodillos de arrastre, que conducen y guían el semiproducto

Los mecanismos de corte que trocean el semiproducto a las longitudes deseadas

Los sistemas de manipulación y evacuación de los semiproductos

6. Laminación, Forja y Moldeo

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Los semiproductos obtenidos en el proceso anterior (colada continua) no son utilizables directamente, debiendo transformarse en productos comerciales por medio de la laminación, la forja o el moldeo. La laminación es uno de los procedimientos de conformación del acero. Es, con mucha diferencia, el proceso más utilizado para obtener productos de la forma adecuada para su utilización en la industria transformadora.

De la producción total de acero, más del 90% se transforma por laminación en productos acabados. Esquemáticamente, la laminación consiste en hacer pasar un material (lingote o semiproducto) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, y reducir la sección transversal mediante la presión ejercida por éstos.

La laminación sólo permite obtener productos de sección constante como son las chapas, los perfiles, barras, etc.

En la laminación se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformación, que es mayor cuanto más elevada es la temperatura del material a laminar, distinguiéndose, en consecuencia, la laminación en caliente (a temperatura entre 1.250º C y 800º C) y la laminación en frío, a temperatura ambiente.

Son varios los sistemas de laminación, dependiendo de los productos comerciales a obtener. AHV disponía en Barakaldo de un Tren de Laminación de Bandas en Caliente (TBC), situado en la Vega de Ansio, sobre los terrenos que ocupa actualmente el BEC (Feria de Muestras).

La forja se define como el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica producida por presión o impacto.

El moldeo consiste en verter (colar) el acero líquido en un molde hueco, cuya cavidad reproduce la forma deseada de la pieza, dejando solidificar el metal en dicho molde.

Industria Petrolera y Petroquímica

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Cuando se habla de industria petrolera se debe entender que es la industria que se dedica exclusivamente a la extracción y separación del petróleo y sus derivados, como el gas natural por ejemplo, que la industria de la transformación utilizará para la elaboración de los productos derivados de este.

Sin embargo, al hablar de industria petroquímica se está incluyendo además a la que se dedica a la refinación y transformación del petróleo para distintos productos.

Es una diferencia substancial, porque una industria petroquímica es mucho más diversa e independiente de otro tipo de industria ya que ella es capaz de hacer todos los procesos hasta la obtención de un producto final (Figura 3.4).

Figura 3.4. La industria petroquímica se refiere a la extracción, separación, refinación y obtención de distintos productos derivados del petróleo. Suele ser una de las industrias más importantes en el orbe mundial.

4.2 Industria Metalmecánica

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La metalmecánica, estudia todo lo relacionado con la industria metálica, desde la obtención de la materia prima, hasta su proceso de conversión en metal o aleación y después el proceso de transformación industrial para la obtención de láminas, alambre, placas, etc. las cuales puedan ser procesadas, para finalmente obtener un producto de uso cotidiano.

Un profesional de la industria metalmecánica, es aquel que es capaz de ejecutar tareas productivas de instalación y mantenimiento de estructuras y artefactos metálicos, gracias a procesos que se llevan a cabo de acuerdo a normas técnicas de calidad.

La industria metalmecánica, es el sector que comprende las maquinarias industriales y las herramientas proveedoras de partes a las demás industrias metálicas, siendo su insumo básico el metal y las aleaciones de hierro, para su utilización en bienes de capital productivo, relacionados con el ramo.

La industria metalmecánica, estudia todo lo relacionado con la industria metálica, desde la obtención de la materia prima, hasta su proceso de conversión en acero y después el proceso de transformación industrial para la obtención de láminas, alambre, placas, etc. las cuales puedan ser procesadas, para finalmente obtener un producto de uso cotidiano.

Un profesional de la industria metalmecánica, es aquel que es capaz de ejecutar tareas productivas de instalación y mantenimiento de estructuras y artefactos metálicos, gracias a procesos que se llevan a cabo de acuerdo a normas técnicas de calidad.

Los principales productos asociados a la metalmecánica:

Repuestos y autopartes para vehículos

Receptores de radio y TV y los aparatos de telefonía

Refrigeradores, los congeladores

Aires acondicionados industriales

La metalmecánica produce equipos de TV, radio y comunicación. Es importante aclarar que, cuando se habla de la producción de artefactos electrónicos, tal vez se desvíe a lo que es la definición de

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metalmecánica. Sin embargo, de acuerdo a la clasificación de la metalmecánica todos estos artefactos son incluidos, incluso algunos completamente electrónicos como un televisor LCD.

La industria primaria más importante que aporta insumos a la industria metalmecánica es la minería , y los sectores más beneficiados de los insumos de metalmecánica son la industria manufacturera, que consume casi un 50% de los derivados, incluyendo la construcción y la agricultura que, en conjunto, consumen entre un 30% de los insumos metal mecánicos producidos en el país.

Los productos van desde repuestos y autopartes para vehículos, receptores de radio y TV, para aparatos de telefonía, refrigeradores, congeladores y aires acondicionados industriales hasta envases metálicos y productos de oficina.

Los países con mayor industria metalmecánica son Estados Unidos, Japón, China, Alemania y España, los cuales mantienen filiales de multinacionales en varias naciones para la importación de sus maquinarias y la puesta en marcha de tecnología de vanguardia.

Los procesos de producción más comunes son: la fundición para materia prima; el laminado de metales para hacer hojas metálicas, el proceso de extrusión para la obtención de barras o viguetas; e incluso la metalurgia de polvos para piezas especiales.

Gracias a su gran diversidad, la industria metal mecánica está relacionada con prácticamente todas las industrias (Figura 4.4)

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Figura 4.4. Diagrama de árbol en donde se relacionan los procesos, los productos y lasdistintas industrias con la industria metalmecánica.

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4.3 Fabricación de Componentes Eléctricos

Un componente eléctrico o electrónico es cada uno de los elementos que forman parte de un circuito electrónico. En un principio, se hacía la distinción de eléctrico para los elementos exclusivos de circuitos eléctricos, pero con el desarrollo del transistor y de elementos cada vez más pequeños, ahora se les denomina a todos componentes electrónicos.

La distinción que se hace actualmente es entre un componente discreto y un circuito integrado:

Los componentes discretos son aquellos que se encuentran encapsulados de uno en uno, ejemplo de estos son los condensadores (capacitores), las bombillas, los diodos, los focos LED, etc.

Los circuitos integrados por su parte son un grupo de componentes simples que forman uno complejo y que tienen una función específica. En muchos casos, estos circuitos forman parte de un sistema más complejo.

Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costos de fabricación y de mantenimiento de los sistemas, además de ofrecer mayor velocidad y fiabilidad. Sin embargo, tiene la desventaja de que no todos los componentes se integran con la misma facilidad:

Los semiconductores como transistores y diodos, presentan menos problemas y menor costo en la integración.

Las resistencias y condensadores aumentan el costo.

Las bobinas no se integran por la dificultad física, igual que con relés, cristales de cuarzo, displays, transformadores y componentes que disipan una potencia considerable respecto de la que podrían soportar una vez integrados.

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Pasos de Producción de un Circuito Integrado

Los circuitos integrados requieren de un sistema de producción muy controlado, en donde la higiene también forma parte de ello. En muchas ocasiones la vestimenta es especial, incluyendo cofias o gorros, guantes, mascarillas y los lugares donde se realizan tienen las mismas normas que la industria farmacéutica.

La producción de un circuito integrado puede dividirse en los siguientes pasos:

1. Diseño del circuito que se quiere integrar.2. Máscara integrada con los semiconductores necesarios según el diseño del circuito.3. Oblea de silicio donde se fabrican en serie los chips.4. Corte del microchip.5. Ensamblado del microchip en su encapsulado y a los pines correspondientes.6. Terminación del encapsulado.

Escalas de Integración

Las escalas de integración hacen referencia a la complejidad de los circuitos integrados, dichas escalas están normalizadas por los fabricantes y están en función al número de elementos de los que consta dicho circuito. En la Tabla 1.4. Se hace referencia a esto.

Tabla 1.4. Escalas de integración

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4.4 Industria de la Construcción

Cuando hablamos de la industria de la construcción nos referimos a todo tipo de industria que se dedique a construir viviendas, edificios, caminos, represas, muelles o cualquier otro tipo de obra.

Es durante la revolución industrial, con el surgimiento de fábricas y la migración de las poblaciones rurales a las ciudades cuando se comienza a considerar la construcción como una industria, antes era un oficio que pasaba de generación en generación.

El desarrollo económico de cualquier país no puede concebirse sin la evolución de la industria de la construcción y viceversa, pues la mitad de los sectores productivos de la economía se relacionan en mayor o menor grado con el sector de la construcción como proveedores directos.

Así pues tenemos a la industria metalúrgica y siderúrgica, las cementeras, la industria metalmecánica (maquinaria), la industria petroquímica (breas, neumáticos e hidrocarburos) y por supuesto, las empresas tecnológicas, todas interactuando entre sí con la industria de la construcción.

El reto actual para la industria de la construcción es producir más con menos recursos. Para ello se necesita la incorporación a los métodos tecnológicos de vanguardia para el desarrollo de mejores procesos de producción, tal como el uso generalizado de microcomputadoras y de software para transformar las prácticas de diseño arquitectónico.

Además también es necesario el uso de maquinaria y equipo de alta tecnología, como el equipo de acción hidráulica, torres de construcción, grúas trepadoras, máquinas pavimentadoras continuas, etc.

De igual manera, la industria de la construcción debe hacer uso de nuevos materiales para reducir los costos e incrementar su vida útil, e incluso hacer construcciones sustentables, además de usar nuevos métodos de construcción, como el prefabricado, para agilizar la construcción y reducir los costos de la mano de obra.

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La Industria de la Construcción en México

Magnitud: La industria de la construcción es la más grande de las industrias a nivel mundial. Aunque realiza productos, la industria de la construcción es más que nada un servicio y no una industria de manufactura. El comportamiento de esta industria es, de hecho, un indicador de las condiciones económicas de un país. Requiere de una multiplicidad de especialidades, que a su vez dan empleo a una gran cantidad de personas. Interactúa con una gran cantidad de industrias manufactureras.

Particularidades: La gran mayoría de las industrias se caracteriza por: productos de alta calidad, entrega oportuna, costos razonables de servicio y bajos índices de falla, mientras que la industria de la construcción se caracteriza por todo lo contrario. Prácticamente todas las industrias se caracterizan por tener planta fija y producto móvil, mientras que la industria de la construcción se caracteriza por tener producto fijo y planta móvil. Lo anterior se debe principalmente a tres factores principales:

1. Naturaleza de los Proyectos• Los proyectos son únicos e irrepetibles • Los proyectos son de duración temporal • Los proyectos están restringidos por: tiempo, costo y calidad • Los proyectos involucran muchos participantes, casi siempre en conflicto • Muchas decisiones se basan sólo en la experiencia

2. Características de la Industria • Sumamente fragmentada con muchas especialidades • Altamente competitiva y con altos índices de falla • Fácilmente afectada por la recesión • Poca inversión en Investigación y Desarrollo Tecnológico• Confidencialidad y falta de información compartida• Lenta para adoptar nuevas tecnologías

3. Incremento en los Retos que Afronta • Competitividad mundial• Incremento en la normatividad (ambiental y de seguridad)• Nuevos materiales y tecnologías • Presupuestos limitados, tiempos restringidos, pero con incremento de la calidad • Incremento en costos • Falta de recursos capacitados

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4.5 Agroindustria

La agroindustria engloba al conjunto de operaciones ejecutadas para la obtención, transformación o transporte de materias primas agropecuarias y forestales con el fin de satisfacer las necesidades de consumo humano y animal.

Se refiere además a los procesos de selección de calidad, clasificación (por tamaño), embalaje-empaque y almacenamiento de la producción agrícola y a las transformaciones posteriores de los productos y subproductos obtenidos de la primera transformación de la materia prima agrícola.

La agricultura, la ganadería y la pesca fueron las primeras labores realizadas por los pueblos sedentarios para lograr su subsistencia. El ser campesino o pescador fue considerado un oficio artesanal hasta la llegada de la revolución industrial, cuando se concentraron grandes poblaciones en las ciudades de gente que necesitaba ser alimentada. Así que no sólo se desarrollo una agricultura industrial, sino también se idearon mecanismos para poder procesar y preservar y transportar dichos alimentos.

La agroindustria desarrolla nuevas tecnologías para maximizar cosechas, producción ganadera y pecuaria. Además desarrolla técnicas para e proceso, la conservación y el transporte de alimentos. Esto trae grandes ventajas, pues reduce los costos de transporte de la materia prima, reduce las perdidas post-cosecha, contribuye a maximizar los sistemas de distribución de los productos, así como a la diversificación de la producción de los mercados y uso de subproductos. Además, reduce las fluctuaciones de los precios.

Al igual que la industria de la construcción, la agroindustria está íntimamente relacionada con otros sectores, como son la industria del transporte, la tecnología de refrigeración, la tecnología de procesamiento conserva de alimentos, la química de alimentos y la química de insecticidas, pesticidas y abonos.

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La Agroindustria en México

Las agroindustrias en México y el mundo deben cumplir con una misión muy especial, atender las necesidades alimentarias de la humanidad que exigen seguridad, calidad, productividad uso sustentable de los recursos naturales y protección ambiental. Estas empresas ocupan un lugar dentro del sistema de cadenas de valor al depender de las materias primas de los productores y proporcionar productos a los canales de distribución. Las agroindustrias tienen como objetivo la transformación industrial de los productos agrícolas para darles un mayor valor agregado como el empaque, conservación, almacenaje, transporte, etc. También se establecen medidas y técnicas para el manejo y tratamiento de los productos agropecuarios, tanto para ingresarlos al mercado en fresco como para su futura transformación.

Figura 1. Industria de Papaya

Como parte de las actividades económicas del país, la agroindustria se ubica dentro de la industria manufacturera en la división de alimentos procesados y bebidas. Está formada por 12 ramas: carnes y lácteos, frutas y legumbres, molienda de trigo, molienda de nixtamal, beneficio y molienda de café, azúcar, aceites y grasas comestibles, alimentos para animales, otros productos alimenticios, bebidas alcohólicas, cerveza y malta, refrescos y aguas gaseosas, que a su vez se dividen en 23 clases de actividades.

Los consumidores demandan alimentos procesados que les garanticen seguridad, calidad sensorial, fácil manejo, alimentos e ingredientes que no dañen su salud, frescos o mínimamente procesados, alimentos complementarios acordes al estilo de vida, ricos en frutas y verduras, alimentos en nuevas combinaciones, comidas rápidas que ayuden al consumidor a conservar su forma y alimentos con alto valor cultural específico (Cuevas 1998).

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Por lo tanto, las estrategias competitivas deben residir en el desarrollo de sistemas empresariales que permitan cumplir con los estándares de los consumidores, regulaciones y expectativas para producir artículos seguros y de calidad, bajo condiciones económicas favorables. Las industrias de alimentos rurales y urbanos deben ser los mejores actores en sistemas agroalimentarios y deben tener un positivo impacto sobre la seguridad alimentaria, contar con la capacidad de ofrecer seguridad, alta calidad al consumidor sobre bases sustentables e innovar y ayudar a mejorar progresivamente la rentabilidad en los productos y procesos de la cadena alimentaria.

El sistema alimentario, en sus cadenas de valor, se puede dividir en subsistemas que incluyen la entrada de materiales proceso y salida del producto terminado; la logística externa y almacenaje; la producción, cosecha, condiciones socioeconómicas, políticas, de mercado y leyes regulatorias y, el último, el empleo, desarrollo social y mejoramiento nutricional.

La calidad se refiere a la combinación de caracteres críticos que establecen los consumidores para aceptar los productos, para los alimentos, esta es una mezcla de pureza, sabor, textura, color, apariencia y proceso de elaboración, la calidad está asociada con la percepción de los consumidores, del valor de un producto en términos de que el cliente esté preparado para pagar lo que puede ser subjetivo, (Fellows et al. 1995).

Los productos agrícolas son afectados por la calidad de materiales como selección de semillas, aplicación de fertilizantes, control de plantas al competir por espacios, plagas y control de enfermedades, limpieza y selección. Situación similar se vive con los productos de origen animal. (FAO, 1997).

Una forma de visualizar la implementación de estrategias efectivas para cada país, puede ser buscar oportunidades de seguridad y calidad agroalimentaria y utilizar formas de impulso competitivo con participación local y ajustándose a las condiciones del mercado interno. Asimismo, considerar las formas de cultura y necesidades prioritarias y proveer satisfactores soportados con una calidad y seguridad flexibles que se adapten a las condiciones ambientales y de hacer negocios, para esto es necesario conocer el origen de las fuerzas que están detrás de la demanda del consumidor y entender si los verdaderos procesos y requerimientos representan las necesidades del cliente, o si detrás de su necesidades está la influencia de las industrias nacionales e internacionales incluyendo las cadenas desupermercados con sus nuevas formas de distribución, prácticas publicitarias, crecimiento masivo del crédito, agresivas estrategias de venta, que pueden influenciar al mercado.

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Estas son algunas consideraciones que sugieren la presencia de una calidad más allá de los estándares de alguna verificación metodológica, tradicionalmente referida al control que involucran sistemas y subsistemas interrelacionados así como la tecnología, habilidad empresarial, implicaciones económicas y sociales que generan un efecto dominó cíclico donde los subsistemas no están preparados para absorber los costos incrementales potenciales debido a los altos parámetros o estándares de la calidad.

Mucha gente puede desear y aun demandar productos de calidad y defender su posición, sin embargo, no estar necesariamente preparados para pagarla. Es conocido el hecho de que los costos de producción y el impulso para ser competitivos han sido afectados por las nuevas regulaciones internacionales (OECD, 1999) que obligan a las empresas a escoger entre cumplir con los estándares y obtener beneficios.

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Bibliografía

1. http://www.buenastareas.com

2. http://www.pac.com.ve

3. http://www.andragogy.org

4. www.itescam.edu.mx

5. http://www.eumed.net