El Hierro (página 2)

Aunque también se puede dar el proceso
contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno
para volver a dar dióxido de carbono:

2CO + O2 2CO2

El proceso de oxidación de coque con oxígeno
libera energía y se utiliza para calentar
(llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior
del horno).

En primer lugar los óxidos de hierro pueden
reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de
carbono, CO; por ejemplo:

Fe3O4 + CO 3FeO + CO2

FeO + CO Fe + CO2

Después, conforme se baja en el horno y la temperatura
aumenta, reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte),
reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:

Fe3O4 + C 3FeO + CO

El carbonato de calcio (caliza) se descompone:

CaCO3 CaO + CO2

Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a
monóxido de carbono como se ha visto antes.

Más abajo se producen procesos de
carburación:

3Fe + 2CO Fe3C + CO2

Finalmente se produce la combustión y desulfuración
(eliminación de azufre) mediante la entrada de aire. Y por
último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio:
hierro fundido, que es la materia prima
que luego se emplea en la industria.

La función de
la cal (CaO) es la de combinarse con los silicatos presentes en
el mineral para formar la escoria, depositándose el hierro
en el fondo.

En segundo lugar explicaremos la extracción del hierro
mediante un proceso de peletización.

La peletización es un proceso que consiste en la
aglomeración del mineral finamente molido o un concentrado
por la adición de aglomerantes como el caso de la
bentonita y determinada cantidad de agua para
darle forma de partículas esféricas (Pellas verdes)
las cuales son endurecidas por cocción en hornos
rotatorios. La peletización constituye los siguientes
mecanismos:

Exploración: consiste en la búsqueda del
yacimiento o del terreno con el propósito de conocer las
características cualitativas y cuantitativas del mineral
del hierro.

– Perforación: Es cuando se forma
los hoyos para colocar los explosivos que al ser detonados
fracturan el mineral de manera que facilita su remoción y
transporte.

– Voladura: Son los elementos que se
utilizan como explosivos, se usa el ANFO , compuesto por 94% de
nitrato de amoniaco, con 6% de gasoil y el ANFOAL compuesto por
87% de nitrato de amoniaco, 3% de gasoil y 10% de aluminio
metálico.

– Excavación: Una vez fracturado el
mineral por efecto de la voladura, es movido por palas
eléctricas de los frentes de producción.

– Carga y Acarreo del Mineral: Se encarga
de acarrear el mineral para depositarlo en vagones góndola
ubicados en los muelles de carga.

– Transporte a Puerto Ordaz y Descarga:
Este se realiza por vía férrea, que son trenes
formados por 125 vagones arrastrados por locomotoras. La descarga
se realiza con un volteador de vagones con capacidad para 60
vagones por hora.

– Trituración: El mineral pasa por
tres molinos para ser reducido de tamaño.

– Cernido y Secado: Es el proceso donde se
separa el mineral fino del grueso.

– Homogenización y
Recuperación: Es depositado en capas superpuestas
hasta conformar pilas de mineral
homogenizado física y
químicamente de acuerdo con las especificaciones de cada
producto.

– Despacho: es el que se realiza por medio
de sistemas de
cargas compuesto básicamente por correas transportadoras y
balanzas de pesaje.

Una vez separada el mineral, el fino se destina a
ser cargado en los vagones para ser despachado a los mercados
nacionales e internacionales.

FIGURA 2

La mina de hierro más importante de Sudamérica
se encuentra en la provincia de Río Negro en un pueblito
llamado Sierra Grande, con 96 km de túneles, 480 metros de
profundidad y 1350 obreros en actividad.

Un túnel ligaba las áreas de extracción
con Punta Colorada, en donde se encontraba la planta de
peletización y el puerto donde embarcaba la
producción hacia los hornos de Somisa, en San
Nicolás. En total se obtenían alrededor de 2
millones de toneladas de pellets de hierro.

En el medio un sector del complejo fue concesionado a una empresa
privada para la
organización de excursiones turísticas al
interior de la mina. La aventura se llama "Viaje al Centro de
la Tierra",
una inmersión 70 metros debajo del suelo recorriendo
3000 metros en la oscuridad. La travesía revive las
jornadas de los mineros en la época de florecimiento de
Hipasam. Equipados con mameluco, casco, botas y lámpara
minera, los turistas recorren los túneles anegados y se
asombran con las historias contadas por los guías.
Nadie más experto que ellos para la tarea, ya que se trata
de algunos de los antiguos mineros que decidieron transmitir sus
experiencias pasadas a los visitantes como medio de subsistencia.
La mayoría de ellos aclara que lo hacen por necesidad, ya
que les produce congoja y nostalgia ver cotidianamente las
galerías donde trabajaron por muchos años
vacías. El recorrido, que incluye una navegación en
bote, finaliza en el Museo Minero (bajo tierra), que
conserva los elementos utilizados por los obreros en la
explotación minera.

Con respecto a los compuestos, podemos decir que forma
numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación.
El hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se
ha denominado azul de Prusia o azul de
Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes.

Metabolismo del
hierro

Aunque solo existe en pequeñas cantidades en los seres
vivos, el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en
la supervivencia de los mismos y es necesario no solo para lograr
una adecuada oxigenación tisular sino también para
el metabolismo de
la mayor parte de las células.

En la actualidad con un incremento en el oxígeno
atmosférico el hierro se encuentra en el medio ambiente
casi exclusivamente en forma oxidada (o férrica Fe3+) y en
esta forma es poco utilizable.

El hierro se encuentra en prácticamente todos los seres
vivos y cumple numerosas y variadas funciones. Hay
distintas proteínas
que contienen el grupo hemo,
que consiste en el ligando porfirina con un átomo de
hierro. Algunos ejemplos son:

La hemoglobina y la mioglobina; la primera transporta
oxígeno, O2, y la segunda, lo almacena.

Los citocromos catalizan la reducción de oxígeno
a agua.

Los citocromos catalizan la oxidación de compuestos
hidrofóbicos, como fármacos o drogas, para
que puedan ser excretados, y participan en la síntesis
de distintas moléculas.

Las peroxidasas y catalasas catalizan la oxidación de
peróxidos, H2O2, que son tóxicos.

Las proteínas de hierro/azufre (Fe/S) participan en
procesos de transferencia de electrones.

FIGURA 6

También se puede encontrar proteínas en donde
átomos de hierro se enlazan entre sí a
través de enlaces puente de oxígeno. Se denominan
proteínas Fe-O-Fe.

Tanto el exceso como el defecto de hierro, pueden provocar
problemas en
el organismo. El envenenamiento por hierro ocurre debido a la
ingesta exagerada de esté (como suplemento en el
tratamiento de anemias).

La hemocromatosis corresponde a una enfermedad de origen
genético, en la cual ocurre una excesiva absorción
del hierro, el cual se deposita en el hígado, causando
disfunción de éste y eventualmente llegando a la
cirrosis hepática. En las transfusiones de sangre, se
emplean ligandos que forman con el hierro complejos de una alta
estabilidad para evitar que quede demasiado hierro libre.

Estos ligandos se conocen como sideróforos. Muchos
microorganismos emplean estos sideróforos para captar el
hierro que necesitan. También se pueden emplear como
antibióticos, pues no dejan hierro libre disponible.

El hierro en exceso es tóxico. El hierro reacciona con
peróxido y produce radicales libres; la reacción
más importante es:

Fe2+ + H2O2 Fe3+
+ OH- + OH.

Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales,
los mecanismos antioxidantes
del organismo pueden controlar este proceso.

Corrosión del
hierro

La corrosión se define como la tendencia
general que tienen los materiales a
buscar su forma más estable o de menor energía
interna. Siempre que la corrosión esté originada
por una reacción electroquímica (oxidación).

La corrosión electroquímica se establece
cuando en una misma superficie metálica ocurre una
diferencia de potencial en zonas muy próximas entre
sí en donde se establece una migración
electrónica desde aquella en que se
verifica el potencial de oxidación más elevado,
llamado área anódica hacia aquella donde se
verifica el potencial de reducción más bajo,
llamado área catódica.

El conjunto de las dos semi reacciones constituye una célula de
corrosión electroquímica.

FIGURA 7

Las características fundamentales de este
fenómeno son:

Ocurre en presencia de un electrolito (como las sales),
ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas
anódicas y catódicas: una reacción de
oxidación es una reacción anódica, en la
cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras
regiones catódicas.

En la región anódica se producirá la
disolución del metal (corrosión) y consecuentemente
en la región catódica la inmunidad del metal.

La corrosión por oxígeno ocurre
generalmente en superficies expuestas al oxígeno
diatómico disuelto en agua o al aire, se ve favorecido por
altas temperaturas y presión
elevada ( ejemplo: calderas de
vapor). La corrosión en las máquinas
térmicas (calderas de vapor) representa una constante
pérdida de rendimiento y vida útil de la
instalación.

La corrosión microbiológica es uno de los
tipos de corrosión electroquímica, algunos
microorganismos son capaces de causar corrosión en las
superficies metálicas sumergidas. Se han identificado
algunas especies hidrógeno dependientes que usan el
hidrógeno disuelto del agua en sus procesos
metabólicos provocando una diferencia de potencial del
medio circundante. Su acción
está asociada al pitting (picado) del
oxígeno o la presencia de ácido sulfhídrico
en el medio.

La corrosión por presiones parciales de
oxígeno es aquella en la cual el área sujeta a
menor aireación (menor presión parcial)
actúa como ánodo y la que tiene mayor presencia de
oxígeno (mayor presión) actúa como un
cátodo y se establece la migración de electrones,
formándose óxido en una y reduciéndose en la
otra parte de la pila. Este tipo de corrosión es
común en superficies muy irregulares donde se producen
obturaciones de oxígeno.

La corrosión galvánica es la más
común de todas y se establece cuando dos metales distintos
entre sí actúan como ánodo uno de ellos y el
otro como cátodo. Aquel que tenga el potencial de
reducción más negativo procederá como una
oxidación y viceversa aquel metal o especie química que exhiba un
potencial de reducción más positivo
procederá como una reducción. Este par de metales
constituye la llamada pila galvánica. En donde la especie
que se oxida (ánodo) cede sus electrones y la especie que
se reduce (cátodo) acepta los electrones.

La corrosión por actividad salina diferenciada
se verifica principalmente en calderas de vapor, en donde la
superficie metálica expuesta a diferentes concentraciones
salinas forman a ratos una pila galvánica en donde la
superficie expuesta a la menor concentración salina se
comporta como un ánodo.

Experiencia vivida: Con respecto a la mina
de hierro puedo asegurar y contar mi experiencia personal en la
mina más grande de Sudamérica siendo la de Sierra
Grande en la provincia de Río Negro. Hasta el año
´89, la misma funcionaba correctamente y era la fuente de
trabajo de la
mayoría de los habitantes del lugar, pero en el año
´90 se publicó un decreto del entonces presidente
Carlos Menem, la cual
fue prácticamente un acta de defunción para nuestro
pueblo. Muchos servicios
públicos fueron privatizados y otros como Hipasam
(Hierro Patagónico Sociedad
Anónima) directamente cerraron. La población comenzó a disminuir
notablemente en muy poco tiempo. Sierra
Grande sufrió una pérdida económica y humana
inconmensurable quedando como resultado un pueblo
fantasma. La mina dejó de funcionar cuando ni siquiera
se había completado el 20 % de explotación de las
120 millones de toneladas de hierro descubiertas en 1945 por el
geólogo Manuel Reynerio Novillo. Los cortes de ruta del
movimiento
obrero (los primeros del país) no pudieron revertir la
situación, 1.300 trabajadores quedaron sin empleo, y las
consecuencias fueron devastadoras para el poblado, que
pasó de una población estable de más de
20.000 habitantes a 5.000 en sólo 5 años.

Muchos trabajadores (mineros y no mineros) se fueron hacia
otros rumbos buscando trabajo, otros quedaron por no tener
medios para
irse o por amor a su
tierra. Los que quedaban debían encontrar alguna
alternativa para poder
sobrevivir, y una de ellas fue el turismo en la mina de
hierro. Comenzaron a ser guías turísticas los
mismos mineros que habían trabajado años
atrás contando todas sus experiencias vividas en la misma.
Las excursiones hacia el interior de mina la titularon "Viaje al
centro de la Tierra", en la cual en la entrada de la mina se
encuentra la imagen de Santa
Bárbara que es la que protege a los mineros. Las
excursiones en ese tiempo eran muy utilizadas por los colegios,
allí concurríamos con los docentes y
padres escuchando las anécdotas, la explicación de
la formación de la mina, es decir, la voladura y
extracción del hierro y leyendas que
contaban los ex – trabajadores.

En el año ´96 me fui de ese pueblo, ya que no
había manera de salir de ese pozo tan profundo. Más
adelante Capitales chinos pusieron el ojo en la mina y se
reactivaron las actividades de explotación (seguida de la
exportación a China).
La empresa del
país asiático A Grade Trading se hace llamar
Compañía Minera Sierra Grande SA y se distingue por
pagar los peores salarios de la
Patagonia del
rubro energético y minero. El nuevo recorrido
incluye una navegación en bote que finaliza en el Museo
Minero bajo tierra conservando los elementos utilizados por los
obreros en la explotación minera.

Si bien Sierra Grande se las arregló para salir
adelante, no podrá despegarse nunca del recuerdo de
Hipasam en su apogeo, cuando el pueblo podía ofrecer a sus
habitantes una muy buena calidad de
vida y se perfilaba como un importante centro industrial de
la Patagonia.  

Conclusiones

Puedo decir que esta monografía
me sirvió para refrescar temas ya conocidos por mi
experiencia vivida en la mina de hierro. El hacerla fue muy
satisfactorio para mi por el contenido investigado y
además es un tema importante que debemos tener presente ya
que se encuentra en la vida cotidiana. Lo pude complementar con
conocimientos aprendidos en Inorgánica II con respecto a
metalurgia.

Bibliografía

*D.F.Shriver, Morrison Profesor of
Chemistry, Editorial Reverté.

*www.infoacero.cl/procesos/mina/htm

*http://es.wikipedia.org/wiki/hierro

*www.patagonia.com.ar/rionegro/sierragrande

*http://es.wikipedia.org/wiki/corrosion

Autora:

Carolina Maria Mercedes Barroso