Tarea S2 Gestion de Operaciones

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DESARROLLO

1. Investigue respecto al proceso de producción del litio (se sugiere el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=BSveaxh502Y&t=198s) y luego realice las siguientes acciones:

a. Realice un diagrama de flujo identificando las principales etapas del proceso de producción (se sugiere utilizar Bizagi Modeler u otro) (1,5 puntos)

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b. Identificadas las principales etapas, resuma los elementos claves o críticos del proceso (tecnología, fuerza laboral, know-how y espacio físico) (1,5 puntos)

El litio ha sido considerado como un metal crítico debido a su alta importancia económica y tecnológica. Las reservas de litio se han estimado recientemente en 39 millones de toneladas. El litio se produce principalmente a partir de salmuera, que tiene una baja demanda energética para el proceso (utiliza principalmente energía solar) y genera ocho veces menos residuos sólidos que su producción a partir de espodumena. Uno de los principales usos del litio es en las baterías. En 2011, el sector de las baterías consumió 6990 toneladas de litio y se espera que aumente a medida que las baterías de litio se implementen por completo en los vehículos eléctricos. En 2020, la demanda esperada de litio se estima en 11800–23000 toneladas. El reciclaje de litio es aún incipiente; en 2011 se recicló menos del 3% de la producción total anual. Sin embargo, a medida que se alcancen los objetivos de recogida y reciclado fijados por la UE,

Las principales fuentes de litio están contenidas en depósitos de lagos de salmuera (también conocidos como salares) y pegmatitas. Las salmueras con alta concentración de litio (alrededor de 0,3%) se encuentran en Salares de Chile, Bolivia y Argentina. Los salares con menor concentración de litio se encuentran en los Estados Unidos y la meseta tibetana. Las pegmatitas son rocas ígneas de grano grueso formadas por la cristalización del magma en las profundidades de la corteza. El litio se extrae actualmente de 13 depósitos de pegmatitas; la mina de producción más grande es Greenbushes en Australia. Otras fuentes potenciales de suministro de litio son las arcillas y el agua de mar. El litio de las arcillas se puede recuperar mediante el tostado de caliza y yeso y la cloración selectiva, y mediante el proceso de lixiviación de caliza y yeso con agua de tostado a tasas de recuperación del 20 % y el 80 %, respectivamente. La concentración de litio en el agua de mar es bastante pequeña (0,17 ppm) en comparación con la concentración en los salares (1000–3000 ppm) y la proporción de magnesio y litio es alta. Alrededor del 20 % del litio en el agua de mar se puede recuperar mediante resinas de intercambio iónico, extracción con solventes, coprecipitación, procesos de membrana y adsorción. Entre los métodos enumerados, la adsorción usando dióxidos de manganeso (λ -MnO 2) para recuperar litio como sal de cloruro parece ser el más prometedor debido a su alta capacidad de sorción en medio alcalino. Aunque el requerimiento de energía se ha reducido significativamente de 1386 GJ a 288 GJ por kilogramo de litio, todavía es demasiado alto para desarrollar el proceso a escala industrial.

Las capacidades de producción y las cantidades de metales reportadas en las estadísticas muestran que la industria metalúrgica es un sector que se mueve rápidamente, especialmente con la creciente aplicación de metales por nuevas tecnologías. El litio es uno de los metales cuya demanda casi se ha duplicado en los últimos 5 años. En 2011, la producción mundial de litio fue de 34800 toneladas, un aumento de casi un 30% respecto a 2010 y un 77% más que la de 2009. Casi el 60% del litio del mundo todavía se obtiene de salmueras. La cantidad de litio de las pegmatitas casi duplicó su producción a partir de 2010, a pesar de sus altos costos energéticos y de transporte de las pegmatitas, ya que la espodumena se encuentra en depósitos relativamente pequeños. En los últimos años, la producción de litio a partir de espodumeno ha cobrado importancia al aumentar su precio y aplicación en baterías y como fuente adicional de tantalio, un metal escaso y de alto valor económico utilizado para condensadores en la mayoría de los sistemas eléctricos. y circuitos electrónicos.

El litio se conoce como "petróleo blanco" debido al papel principal que desempeña y previsiblemente desempeñará en el panorama energético en el futuro. Sus propiedades hacen de los iones de litio el ingrediente perfecto para la fabricación de baterías.

Debido a su alto calor específico, se utiliza en aplicaciones de transferencia de calor y, debido a su alto potencial electroquímico, es un ánodo adecuado para baterías de automóviles eléctricos, teléfonos inteligentes y algunos dispositivos electrónicos.

También se le dan los siguientes usos, aunque su consumo es relativamente pequeño en relación a las baterías antes mencionadas:

• Las sales de litio, en particular el carbonato de litio (Li 2 CO 3) y el citrato de litio, se utilizan en el tratamiento de la manía y la depresión bipolar, aunque últimamente su uso se ha extendido a la depresión unipolar. Es un estabilizador del estado de ánimo. Se cree que sus efectos se basan en sus efectos activos sobre la función de la serotonina humana. Además, se encuentra disuelto en el plasma sanguíneo y/o en los eritrocitos.
• El cloruro y el bromuro de litio tienen una alta higroscopicidad, por lo que son excelentes agentes secantes. El segundo se utiliza en bombas de absorción de calor, entre otros compuestos como el nitrato de litio.
• El estearato de litio es un lubricante general utilizado en aplicaciones de alta temperatura.
• El litio es un agente utilizado en la síntesis de compuestos orgánicos.
• El hidróxido de litio se utiliza en naves espaciales y submarinos para purificar el aire mediante la extracción de dióxido de carbono.

c. De acuerdo con lo visto esta semana, explique cuál es la importancia de la gestión de operaciones y del diseño de procesos. Relacione su respuesta con el proceso de producción del litio (3 puntos)

Toda empresa que produzca un bien o un servicio lo hará mediante el uso de un proceso. Este proceso utilizará los recursos de la empresa para transformar los insumos primarios en algún tipo de producto. Al diseñar el proceso real, particularmente el número y la secuencia de pasos, se deben considerar varios factores importantes.

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