4. APLICACIÓN DE LOS MATERIALES 4.1. Industria básica y extractiva 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. Industria metalúrgica, siderúrgica y el proceso metalúrgico

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 mas 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 en un deposito 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 o 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

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. Proceso siderúrgico

Durante el proceso siderúrgico, los hornos en los se obtiene el arrabio son de tipo vertical llamados altos hornos (Figura 2.4.). El mineral de hierro, se somete a un ofibado donde se seleccionan los trozos del tamaño adecuado. Un carbón especial llamado carbón de coque se usa como agente reductor y calefactor; como fundente básico se utiliza caliza y como fundente ácido el silicio.

Figura 2.4. Esquema de un alto horno utilizado en la industria siderúrgica.

Industria petrolera y petroquímica 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 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. 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.).

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

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 industri 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. 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.

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:

a) Diseño del circuito que se quiere integrar.

b) Máscara integrada con los semiconductores necesarios según el diseño del circuito.

c) Oblea de silicio donde se fabrican en serie los chips.

d) Corte del microchip. e) Ensamblado del microchip en su encapsulado y a los pines correspondientes. f) 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

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,

Escala de integración Nº componente

s

Aplicaciones típicas

SSI: pequeña escala de integración <100 Puertas lógica y bi-estables

MSI: media escala de integración 100 y 1000 Codificadores, sumadores y registros

LSI: gran escala de integración 1000 y 100000

Circuitos aritméticos complejos y memorias

VLSI: Muy alta escala de integración

100000 y 106

Microprocesadores, memorias y microcontroladores

ULSI: Ultra alta escala de integración

+ 106 Procesadores digitales y microprocesadores avanzados

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. 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 la 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, asi 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 relacinada 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.