EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LA ARENA VERDE DE MOLDEO EN PIEZAS FUNDIDAS DE PLOMO EN EL TALLER DE FUNDICIÓN

[pic 1]

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DEL MAR

EXTENSIÓN CIUDAD GUAYANA

RIF. J-00066762-4

METALURGIA

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LA ARENA VERDE DE MOLDEO EN PIEZAS FUNDIDAS DE PLOMO EN EL TALLER DE FUNDICIÓN

DE FUNDACIÓN LA SALLE - SAN FÉLIX - ESTADO BOLÍVAR

CÉSARI ALFARO

SAN FELIX, MARZO 2017

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del problema

Para la obtención de piezas fundidas es necesaria la buena elaboración de los moldes donde será vaciado el metal líquido. Esto indica que debe ser elaborado con materiales resistentes que soporten las altas temperaturas y conserven su forma durante el proceso. El moldeo en arena verde consiste en la elaboración de moldes partiendo de la mezcla de arena de sílice y bentonita (un derivado de la arcilla) a un 30 - 35 por ciento con una cantidad moderada de agua. Hay gran variedad de piezas fabricadas por fundición, por ejemplo juntas, tuercas, tuberías, válvulas, accesorios. Estas piezas se utilizan en multitud de sectores como automoción, aeroespacial, ferroviario, construcción, agricultura, minería, maquinaria, defensa, plantas industriales, eléctrico, electrodomésticos.

El proceso de fundición es una de las técnicas metalúrgicas más antiguas del mundo. A nivel mundial, el proceso de fundición con arena verde es uno de los más utilizados, sobre todo cuando se elaboran piezas de mediano tamaño o lotes más pequeños que el moldeado permanente y a un coste muy razonable. Sin embargo, es menos preciso que otros métodos y tiende a necesitar mecanizado. De acuerdo con el censo mundial de producción por fundición, el mayor productor de este tipo de piezas es China con millones de toneladas producidas en sus fundiciones y exportadas al resto del mundo.  

En la República Bolivariana de Venezuela, la producción de piezas fundidas es realizada por las pequeñas y medianas empresas, PyMEs, aunque un alto porcentaje es efectuado a nivel artesanal, por personas que recolectan materiales reciclables, tales como aluminio, plomo y cobre. Puesto que la arena es conseguida fácilmente en lechos de ríos o en la playa e igualmente, se recolecta mucho aluminio y otros materiales de los desechos urbanos, esto ha hecho que la proliferación de esta industria sea muy alta y rentable. Las piezas fabricadas, generalmente son vendidas en la calle o en pequeños negocios del ramo.

En la región de Guayana, la fundición de piezas de aluminio y sus aleaciones, es realizada, mayormente, por empresas que compran este metal a las empresas básicas o a personas que lo recolectan de los desechos ambientales, sin embargo, el uso de plomo es menos frecuente por presentar ciertos efectos nocivos a la salud y al ambiente. Un sinnúmero de las piezas fabricadas por fundición en arena verde están destinadas al sector automotriz o a la elaboración de pequeños lotes de materiales de uso doméstico o que tienen muy bajo costo. La facilidad con que se consigue la arena verde y los otros aditivos, hace que este proceso artesanal tenga gran auge en la región.

El Instituto Universitario de Tecnología del Mar, perteneciente a la Fundación La Salle de Ciencias Naturales, está ubicado en la UD-104 en San Félix. En él se preparan profesionales, a nivel de técnicos superiores universitarios en áreas técnicas, tales como las carreras de metalurgia, electricidad, mecánica, seguridad industrial, o en el área de sociales, cursando administración y contabilidad. Adicional a esto, se les enseña la práctica de valores, ética y cooperación para que tengan una educación integral que los ayude a ser mejores personas y contribuyan con el desarrollo productivo del país.

El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido. Para la fundición con metales como el plomo, que es significativamente más pesado que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria. El problema que se presenta, es que no se han realizado fundiciones con este metal, por lo que hay incertidumbre en los alumnos, acerca de si es factible realizarlo en el taller.

Las causas de que no se hayan realizado fundiciones de plomo en moldes de arena verde, es que el metal se consigue en menor cantidad que el aluminio, es más difícil obtenerlo y en pocas cantidades, es más pesado y no hay información de que se hubiese efectuado una colada en la institución, por lo que se desconoce el procedimiento a usar. Las consecuencias es que no se han obtenido piezas fundidas con este material, se desconoce qué proporción de arena y aditivos debe utilizarse y no se sabe cómo prevenir el efecto conocido como "flotación del molde” que se puede presentar.

De persistir esta situación, no se sabría qué tipo de arena de moldeo se debería utilizar, la constitución de la mezcla a usar, los parámetros para fundir el plomo, entre otros. Por esta razón, es importante evaluar el efecto de la arena verde de moldeo en las piezas fundidas de plomo. Esto beneficiaria al estudiante, que aprendería a realizar una buena mezcla de arena verde para este material y aprendería como hacer una fundición con plomo. Esta evaluación se realizará preparando mezclas, con diferentes cantidades de arena verde y bentonita, para observar la apariencia del metal obtenido en la fundición.

Objetivo general

Evaluar el efecto de la arena verde de moldeo en piezas fundidas de plomo en el Taller de Fundición de Fundación La Salle.

Objetivos específicos

• Indicar las propiedades de los diferentes tipos de arena usadas.
• Señalar el procedimiento para la preparación de los diferentes tipos de mezclas de arena verde.
• Describir el proceso de obtención del plomo por fundición en arena verde.
• Detallar la apariencia de las piezas de plomo obtenidas.
• Presentar la evaluación del efecto de la arena verde de moldeo en piezas fundidas de plomo.

Delimitación del problema

Este trabajo fue realizado en Fundación La Salle, sede Guayana, ubicado en la Carrera Alonzo de Herrera, UD-104, San Félix, estado Bolívar, específicamente en el taller de Fundición, teniendo como finalidad evaluar el efecto de la arena verde de moldeo en piezas fundidas de plomo. El tiempo de duración del trabajo fue desde Febrero hasta Junio de 2017.

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes de la empresa

El 13 de marzo de 1942, el Hermano Ginés tuvo el sueño de iniciar el movimiento científico que denomina la historia con el nombre de la Sociedad de Ciencias Naturales La Salle. Al impulso de nuevas concesiones que de por si sentaban un precedente concreto en el campo educacional, surgía una cohesión integrada de un conjunto de actividades extra escolares que no solo complementarían la formación de un país, sino que también representaban en cuanto se refiere a una avanzada integración hacia la juventud.

Los objetivos de fundación la Sallé de Ciencias Naturales hacia la sociedad es “Aspirar, como finalidad primordial, a la formación integral de sus miembros, sobre la base de la personalidad, el amor al estudio y la fe en los principios sobre naturaleza”. Para conseguir estos objetivos, la fundación desarrolla diferentes proyectos en estaciones de investigación.

Misión

Ofrecer a la comunidad donde está  inmersa, con preferencia a la más cercana, confianza y calidad en la investigación, educación y extensión-producción, disponiendo para ello de un gran potencial humano y de recursos materiales necesarios para responder a los requerimientos locales y regionales, relacionados con su desarrollo económico, social y cultural promoviendo formas sostenibles de uso de los recursos naturales el ambiente que garanticen la calidad de vida de las generaciones actuales  y futuras.

Visión        

Ser Campus de dar respuesta proactiva a la región Guayana en el campo científico, educativo y de expresión-producción, basados en los principios filosóficos institucionales: para mejorar los aspectos más trascendentes del ser humano y las comunidades, acorde con los avances científicos tecnológicos, bajo una gerencia de elevada eficiencia, calidad y actitud innovadora en un clima de cordialidad, entusiasmo y solidaridad.

Estructura organizativa

[pic 2]

Figura 1. Organigrama de Fundación La Salle

Fuente: http://www.fundacionlasalle.org.ve

Antecedentes de la investigación

Los antecedentes, son aquellos trabajos de investigación que precede al que se está realizando y que guardan algún tipo de relación con el objetivo de estudio presente en la investigación que se está haciendo. Al respecto Arias (2012), se refieren a “todos los trabajos de investigación que anteceden al nuestro, es decir, aquellos trabajos donde se hayan manejado las mismas variables o se hallan propuestos objetivos similares; además sirven de guía al investigador y le permiten hacer comparaciones y tener ideas sobre cómo se trató el problema en esa oportunidad”. (p. 112)

...