El cemento se fabrica combinando caliza (CaCO3) con arcilla, cuyos principales constituyentes son la sílice (SiO2) y los óxidos de hierro (Fe2O3) y de aluminio (Al2O3).
Durante el proceso, las rocas son pulverizadas para que los minerales se homogenicen y luego se calcinan en un horno de cocción, produciéndose un polvo fino llamado clínker.
El clínker deshidratado se mezcla con yeso para obtener el cemento. Los procesos de calcinación y deshidratación son endotérmicos, sin embargo, la formación de clínker es exotérmica.
Cuando se mezcla con agua, el cemento forma hidróxido de calcio y silicato de calcio hidratado, el cual le confiere la gran resistencia y estabilidad que posee este material.
Cuando el cemento se mezcla con arena, grava y agua, se obtiene el hormigón, principal material utilizado en la construcción debido a su alta resistencia a las más duras condiciones ambientales, a la compresión y al fuego.
El vidrio es un sólido amorfo, carente de ordenaciones moleculares definidas como en los líquidos. Por esta razón, cuando se rompe, lo hace en distintas direcciones sin forma definida alguna. De esta forma, es considerado un líquido sobreenfriado.
La composición química del vidrio es fundamentalmente una mezcla de silicatos de sodio y calcio, constituido por 3 / 4 partes de sílice y la restante por óxidos que se agregan con el fin de obtener determinadas propiedades. Por ejemplo, los cristales que contienen óxidos de plomo poseen un alto índice de refracción. Del mismo modo, debido al alto contenido de óxidos de boro y aluminio, hacen que el vidrio pirex sea un material muy resistente a los golpes y a los cambios de temperatura.
En forma natural, el vidrio es incoloro. Sin embargo, debido al gran contenido de hierro en los yacimientos de sílice, adquiere un color verdoso. Ahora bien, para obtener diferentes coloraciones en este material, se pueden agregar diversos óxidos metálicos durante el proceso de fabricación.
Fabricación del vidrio
Como sabemos, todo proceso industrial trae consigo problemas de contaminación y esta industria no es la excepción.
En general, durante el proceso de transformación de las materias primas para fabricar el vidrio, se utiliza un alto consumo de combustibles fósiles para alcanzar y mantener las temperaturas de fundición (1490° C) y recocido (700° C). En ambos casos, los niveles de contaminación atmosférica debido a la liberación de óxidos de nitrógeno y de azufre, que posteriormente generarán lluvia ácida, son bastante considerables.
Por otra parte, está presente el problema de la contaminación acústica que conlleva el proceso en sí, puesto que en la etapa de mezcla de las materias primas, los niveles de ruido están por sobre la norma permitida para los seres humanos.
Además, como esta industria ocupa grandes volúmenes de agua para enfriar y aumentar la solubilidad de las materias primas, uno de los problemas más discutidos se refiere a la liberación de estas aguas al medioambiente sin haberlas tratado previamente.
Etapas en la Producción de Vidrio
Tipos de vidrio
Tubo de vidrio
Corresponde al estirado del tubo de masa fundida, con inyección de aire comprimido intermitente para formar las paredes del tubo.
Vidrio plano
El proceso de producción se realiza por flotación, lo que permite obtener un vidrio más procesado y fino.
Fibra de vidrio
La fabricación de fibras continuas se realiza por el método de estirado por hileras. La fibra de vidrio es liviana, resistente a la corrosión y a las altas temperaturas.
Vidrio hueco
Productos fabricados en forma unitaria (botellas, vasos, frascos, recipientes, artículos de iluminación, artículos de laboratorio, ampolletas, adornos, etc.).
Fibra óptica
Fibras de vidrio agrupadas en forma paralela que poseen un alto índice de refracción, separadas por capas delgadas de vidrio de bajo índice de refracción que hacen posible transmitir imágenes a través de las fibras. En la actualidad, al ser empleadas en combinación con el láser, las fibras ópticas son cruciales para la telefonía de larga distancia y la comunicación entre computadoras.
El yodo se encuentra en la naturaleza formando compuestos como yoduros y yodatos. En la actualidad, se extrae principalmente como subproducto de la purificación del salitre, en el que se encuentra en forma de yodato de sodio (NaIO3).
En nuestro país, los yacimientos de salitre poseen un 0,2% de yodato de sodio.
La obtención de este importante producto es un proceso bastante simple. Así, durante la purificación del salitre por cristalización, el filtrado es el que contiene el yodato de sodio.
Este filtrado se separa y se calienta con bisulfato de sodio, formándose un precipitado de yodo que se purifica utilizando el método de sublimación.
En general, el yodo tiene diversas aplicaciones. Por ejemplo, se adiciona a la sal común para prevenir el bocio; en medicina se utiliza como desinfectante; en la industria química, a partir de los compuestos yodados, se fabrican colorantes.
Como sabemos, el litio es un metal bastante escaso y Chile posee una de las mayores reservas del mundo, el salar de Atacama, ubicado en la II región.
En la actualidad, Chile es el segundo productor mundial, puesto que aporta un 30% del consumo mundial de litio.
Para su obtención, la salmuera del salar es conducida a través de cañerías hacia los estanques de reducción donde, por efecto del calor del desierto, el agua se evapora y el mineral de litio se concentra.
El producto salino contiene 5,8% de carbonato de litio (Li2CO3), además de sales de magnesio y boro que se separan para obtener el mineral de litio en forma pura, obteniéndose un grado de pureza del 99, 5%.
En general, el litio se utiliza principalmente en la fabricación de pilas y baterías y en métodos de diagnósticos médicos.
El cobre es un elemento relativamente escaso, pues constituye sólo un 0,0068 % de la masa de la corteza terrestre. El metal es de color café rojizo. En Chile, la producción de cobre proviene principalmente de la Segunda y de la Sexta región, las que contribuyen, respectivamente, con el 47% y 22% de la producción nacional.
Etapas de producción
El procedimiento para producir cobre depende del tipo de mineral del cual proviene.
El tratamiento que se aplica al mineral oxidado se denomina lixiviación. En ella, el mineral es molido y tratado con ácido sulfúrico, en grandes piscinas, para que las sales de cobre se disuelvan, transformándose en sulfato de cobre (II). El metal contenido en estas soluciones se purifica por electrólisis, proceso en que el cobre se deposita en el cátodo, constituido por delgadas láminas del mismo metal, que alcanzan un 99,98% de pureza.
Si se trata de un mineral sulfurado, se utiliza el proceso de flotación, en el que el mineral concentrado es conducido por filtros para extraerle el agua y convertirlo en polvo, el que luego se fundirá a altas temperaturas. En este caso, la purificación se realiza en los hornos de reverbero, donde se obtiene el cobre blíster, que posee un 99,5% de pureza.
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