Estudian potencial de arenas sílices para la industria fundidora

Investigadores del Departamento de Ingeniería Química en la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), en colaboración con la empresa Tupy México Saltillo, S.A. de C.V., estudian las características de arenas sílices mexicanas para identificar su potencial en la fabricación de moldes para la industria de la fundición.

La fundición de metales es una técnica donde el metal líquido se vacía en moldes para obtener piezas de geometría compleja en un solo paso. “El vaciado de metales en fundición ha evolucionado de manera que al día de hoy existen varias técnicas para elaborar los moldes con los que se fabrican las piezas de diferente grado de complejidad, aunque por la disponibilidad y costo de las materias primas sigue prevaleciendo el uso de arena sílice para la fabricación de moldes”, explicó la doctora Nancy Verónica Pérez Aguilar, profesora investigadora del Departamento de Ingeniería Química de la FCQ de la Uadec.

Algunas características fundamentales de la arena para prevenir la formación de defectos en las fundiciones son: pureza, superficie de los granos y distribución de tamaños. La arena sílice es un material refractario que resiste altas temperaturas, pues su punto de fusión es superior a mil 700 grados Celsius (ºC). Existen diferentes tipos de arena, pero al momento de ser sometidas a elevadas temperaturas modifican su estructura cristalina, sufren transformaciones y se expande su volumen cristalino. Con ello se puede originar la deformación del molde y, en consecuencia, defectos en la superficie de las piezas fundidas.

“Gran parte de las fundiciones se destina al mercado de la industria automotriz, por lo que las piezas deben cumplir las características que demanda una industria altamente especializada. Por ello, una arena puede utilizarse en la manufactura de corazones de fundición siempre y cuando cumpla características muy específicas”, detalló la investigadora.

Las arenas se evalúan según las normas de la American Foundry Society para medir la cantidad de impurezas; generalmente son minerales presentes en el suelo como arcillas, feldespatos, silicatos y aluminosilicatos, sales minerales, materia orgánica, óxidos metálicos, etcétera. Durante la evaluación se utilizan pruebas para medir la composición química, la demanda de ácido, el pH (potencial de hidrógeno), las pérdidas por ignición, entre otras.

La morfología y la textura de los granos pueden ser observadas mediante técnicas de microscopía; generalmente se prefiere que los granos sean redondeados, sin embargo, también se ha documentado el uso de granos subangulares. El uso de granos angulares no es recomendable, por lo que si alguna muestra de arena presenta granos con esta morfología es descartada.

“Hasta el momento, los investigadores de la FCQ han recolectado y evaluado cerca de 90 muestras de todo el país y se han identificado alrededor de cinco arenas que potencialmente podrían utilizarse en fundición”, informó la doctora Pérez Aguilar.

De acuerdo con la especialista, el conocimiento de las características de morfología y textura de las arenas que se pueden encontrar en México permitirá relacionarlas con su localización geográfica en el territorio mexicano.

En cuestión social, el proyecto se enfoca en el desarrollo de tecnología para la adecuación y utilización de arenas mexicanas en la industria local de la fundición, lo que permitiría reforzar la cadena productiva en el país y generar empleos en este sector industrial.

“Hasta el momento se ha logrado la identificación de yacimientos de arenas con potencial uso en fundición; el siguiente paso estará dirigido a la adecuación de la arena para obtener las características similares a las de una arena importada del mercado internacional”, finalizó la doctora Pérez Aguilar.

Fuente: CONACYT.