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Espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) con ATR como herramienta para los procesos y productos Siderúrgicos Venezolanos

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La Espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) es una técnica de análisis que permite conocer los grupos funcionales de compuestos orgánicos e inorgánicos de los materiales, es utilizada en la Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”, Sidor, en los estudios y análisis cualitativo de insumos y materiales tales como polímeros, aceites, grasas, minerales, desengrasantes, combustibles y lodos.

Dentro de los usos desarrollados en este sector industrial se tiene la caracterización de defectos interlineas, identificándose las posibles causas que lo origina y estudios de los recubrimientos en láminas de aceros tales como los  barnices, también en los estudios de identificación de fases para análisis de fallas de manchas y productos de corrosión.



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La Siderúrgica cuenta con un Espectrómetro de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) modelo Tensor 27 y modelo Hyperion 2000,  de Bruker. Cada uno, con una serie de accesorios, el más novedoso es el de Reflexión Total Atenuada (ATR) que permite examinar directamente las muestras sin preparación adicional.

En el Instituto de Investigaciones de Materiales Metalúrgicos (IIMM), se han caracterizado sustancias como el alquitrán del coque, contribuyendo a la investigación como sustituto de la antracita en el proceso peletización y aceración, para preveer el impacto que tendría éste en nuestro proceso. Se ha identificado la presencia de contaminantes y grado de degradación de aceites y grasas lubricantes que sirven para evitar el desgaste y rozamiento de la maquinaria que interviene en los procesos de laminación. Todos estos insumos participan de manera directa o indirecta en los procesos de elaboración del acero y de sus productos terminados.


 

Figura 2. a) Equipo FTIR del Tensor 27. b) Accesorio ATR.  c) Primer plano de la placa de muestra superior con el cristal ZnSe iluminado. d) Parte inferior de la placa que muestra el resto del cristal de ZnSe por el que atraviesa el haz IR.


La técnica de Espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) con ATR se basa en la reflexión que experimenta la radiación infrarroja en dos medios de distinto índice de refracción. La muestra a analizar se coloca directamente en la zona del cristal (figura 1-c) cubriendo totalmente la superficie de éste y, si es sólida, se coloca suficiente muestra para que el brazo del ATR la presione sobre el cristal con el fin de obtener un buen contacto superficie - cristal.


 
Figura 3. Trayectoria del haz IR para la celda ATR.

El equipo de Espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) con ATR realiza una serie de mediciones las cuales son registradas y usadas para generar un espectro mediante el Software OPUS Spectroscopy. Cada espectro es interpretado posteriormente mediante revisiones bibliográficas.



 
Figura 4. Espectros generados por el Software OPUS Spectroscopy. a) Análisis de aceites. b) Análisis de grasas. c) Análisis del alquitrán del coque.



En algunos casos, esta técnica se apoya en otras adicionales como la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido y Microanálisis por EDX, el análisis de Difracción de Rayos X y el análisis físico - químico convencional.

La técnica de Espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) con ATR es ampliamente útil en los procesos siderúrgicos para el control de calidad de materiales de manera rápida y objetiva, ayudando a aportar las soluciones tecnológicas que requiere la planta, así como también a la toma de decisiones asertivas que contribuyen a darle continuidad al proceso de elaboración de acero líquido.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para más detalle contactar a: Castillo G., Jennifer N. y Mujalli, Gisela.{sirit9, sirmug}@sidor.com
IIMM, SIDOR C.A

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Metalurgia Inversa en el Diseño y Desarrollo de Aceros

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El proceso de descubrir los principios tecnológicos de un objeto mediante el razonamiento abductivo, con el objetivo de crear un dispositivo que haga la misma tarea o una similar sin copiar los detalles del original, define la Ingeniería Inversa.


En forma análoga se puede definir la Metalurgia Inversa, como el proceso que involucra caracterizar un material y mediante un razonamiento abductivo conducir a una hipótesis explicativa de su proceso de fabricación original, aportando los elementos para diseñar o adaptar un material a la misma aplicación u otros usos con características similares o mejoradas.



Esquema de la Metalurgia Inversa - Fuente: Propia


La base de este proceso lo representa el tetraedro de la ciencia e ingeniería de los materiales, donde la relación entre los vértices estructura, propiedad, comportamiento y procesamiento, proporcionan los elementos para el diseño y desarrollo de los materiales en términos generales, y en forma específica en los aceros, donde la caracterización levita como elemento de conexión.


 
Tetraedro de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales.

Fuente enlace: https://nontrivialproblems.wordpress.com/2015/08/02/so-what-is-materials-science-and-engineering/

La aplicación de la metalurgia inversa como un método de investigación, se realiza con más frecuencia que la investigación propia convirtiéndose en una tarea cotidiana para muchas industrias ya que el diseño de aceros no se desarrollan únicamente a partir de ideas nuevas, lo que se hace la mayoría de las veces es realizar la investigación usando como base un producto ya existente.


En la siguiente figura se ilustra un ejemplo de aplicación de la Metalurgia Inversa en la determinación de las causas que originaron un defecto interlínea durante el procesamiento de una bobina de acero.



Ejemplo Aplicación Metalurgia Inversa: Defectos Interlineas – Fuente: Propia


Para la caracterización intervienen variadas técnicas que permiten desagregar los aspectos microestructurales y de composición química, que en sintonía con las condiciones de procesamiento definen propiedades que influyen en el comportamiento mecánico del material acorde a su uso final.


La empresa Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”, Sidor, cuenta con técnicas de espectrometrías, microscópicas, térmicas y de comportamiento mecánico, para el soporte de la Metalurgia Inversa, como se ilustra.


 
Técnicas de Soporte disponibles en el Instituto de Investigaciones Metalúrgica y de Materiales de Sidor
Fuente: Propia


Para más detalle contactar: MSc. Gloria Basanta, Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.

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Sinergia Educación-Industria-Investigación

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Cuando se habla de Sinergia, se hace referencia a un “vocablo griego que significa “cooperación”. El concepto es utilizado para nombrar a la acción de dos o más causas que generan un efecto superior al que se conseguiría con la suma de los efectos individuales.” Julián Pérez Porto y Ana Gardey (2010). Definición de sinergia (http://definicion.de/sinergia/).

Uno de los campos donde más se necesita Sinergia, en el actual contexto nacional, es en la interacción entre la Educación, la Industria y la Investigación aplicada a dicha industria, con el fin de alcanzar el efecto de impulso y mejoramiento de los resultados, con alto impacto en la dinámica social.

La Siderúrgica del Orinoco (Sidor) se ha convertido en promotora de las relaciones sinérgicas con Universidades, Industrias e Instituciones de investigación; a través de la gestión realizada por el Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales (IIMM).

Considerando estas relaciones, como parte de uno de los objetivos vitales de su trabajo, el IIMM ha desarrollado convenios de cooperación e intercambio de servicios o recursos, integración de equipos interdisciplinarios, promoción de redes de investigación, organización de eventos de promoción a la Investigación Industrial y estímulo a la ejecución de trabajos de grado o pasantías profesionales como medios a través de los cuales se logra hacer práctica la Sinergia interinstitucional, para beneficio de las organizaciones e impacto positivo en la comunidad.

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Transferencia de Tecnología: estrategia clave para el reimpulso productivo de Sidor

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“Se define como Transferencia de Tecnología al proceso en el que se transfieren habilidades, conocimientos, tecnología, muestras y métodos de fabricación, e instalaciones entre los gobiernos o las universidades y otras instituciones para asegurar que los avances científicos y tecnológicos sean accesibles a un mayor número de usuarios que puedan desarrollar y explotar aun más esas tecnologías en nuevos productos, procesos, aplicaciones, materiales o servicios.” Grosse, Robert (1996).

En este marco conceptual y dentro del contexto del reimpulso productivo de Sidor, el desarrollo de una adecuada gestión de Transferencia de Tecnología cobra una relevante importancia, como una de las estrategias claves para el logro de los objetivos de la principal Industria Siderúrgica del país.

El proceso de Transferencia de Tecnología en Sidor se ha desarrollado bajo las características que a continuación se esquematizan:



En esencia, la Transferencia de Tecnología es el movimiento de tecnología y/o conocimiento, un valioso activo desde el punto de vista socioeconómico que puede incluir tanto medios técnicos como el conocimiento asociado (saber, hacer y experiencia), desde un proveedor (universidad, organismo de investigación, centro tecnológico, empresa, etc.), que comercializa la tecnología, hacia un receptor (generalmente empresa), que adquiere la tecnología, a cambio de una contraprestación habitualmente económica.

Con el propósito de fortalecer el proceso productivo de Sidor, el Instituto de Investigaciones Metalúrgicas y de Materiales (IIMM), basado en la experiencia de toda la organización y aportes de estudios de gestión tecnológica (tesis de  grado) ha diseñado y documentado en prácticas un modelo de gestión que se presenta a continuación:



La aplicación efectiva de este modelo de Gestión de Proyectos sumado a la capacidad de absorción de conocimientos que caracteriza al personal sidorista, ha permitido desarrollar proyectos en diferentes áreas de la empresa, con referentes técnicos nacionales e internacionales, tal y como se resumen a continuación:



De esta forma, a través del desarrollo de proyectos de Transferencia de Tecnología planificados y ejecutados en forma metódica, sistemática y organizada, se contribuye al reimpulso productivo del sector Siderúrgico alineado a los planes estratégicos del país.

Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro
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