Trabajo sobre el hierro

Introducción

El hierro es un elemento
químico de número atómico 26 situado en
el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de
los elementos. Su símbolo es Fe y tiene una masa
atómica de 55,6 u. Este metal de transición es
el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5%. Es un metal maleable,
de color gris plateado y presenta propiedades
magnéticas; es ferromagnético
a temperatura ambiente y presión
atmosférica.

Es uno de los elementos más importantes
del Universo, y el núcleo de la
Tierra está formado principalmente
por hierro y níquel, generando al moverse un
campo magnético. Ha sido históricamente muy
importante, y un período de la historia recibe
el nombre de Edad de Hierro.

Breve reseña del
hierro

Se tienen indicios de uso del hierro, cuatro milenios
antes de Cristo, por parte de los sumerios y egipcios.

En el segundo y tercer milenio, antes de Cristo, van
apareciendo cada vez más objetos de hierro (que se
distingue del hierro procedente de meteoritos por la ausencia de
níquel)
en Mesopotamia, Anatolia y Egipto. Sin
embargo, su uso parece ser ceremonial, siendo un metal muy caro,
más que el oro. Algunas fuentes sugieren que tal vez se
obtuviera como subproducto de la obtención
decobre.

Entre 1600 a. C. y 1200 a. C. va
aumentando su uso en Oriente Medio, pero no sustituye al
predominante uso del bronce.

Entre los
siglos XII a. C. y X a. C. se
produce una rápida transición en Oriente Medio
desde las armas de bronce a las de hierro. Esta rápida
transición tal vez fuera debida a la falta
de estaño, antes que a una mejora en la
tecnología en el trabajo del hierro. A este periodo, que
se produjo en diferentes fechas según el lugar, se
denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de
Bronce. En Greciacomenzó a emplearse en torno al
año 1000 a. C. y no llegó
a Europa occidental hasta el siglo
VII a. C. La sustitución del bronce por el
hierro fue paulatina, pues era difícil fabricar piezas de
hierro: localizar el mineral, luego fundirlo a temperaturas altas
para finalmente forjarlo.

En Europa Central, surgió en el siglo
IX a. C. la cultura de
Hallstatt (sustituyendo a la cultura de los campos de
urnas, que se denomina primera Edad de Hierro, pues
coincide con la introducción de este metal.

Hacia el 450 a. C. se
desarrolló la cultura de La Tène,
también denominada segunda Edad de Hierro.
El hierro se usa en herramientas, armas y joyería, aunque
siguen encontrándose objetos de bronce.

Hacia finales del siglo XVIII y comienzos
del XIX se comenzó a emplear ampliamente el
hierro como elemento
estructural (en puentes,edificios, etc).
Entre 1776 a 1779 se construye el primer
puente de fundición de hierro, construido por John
Wilkinson y Abraham Darby. En Inglaterra se emplea por primera
vez en la construcción de edificios, por Mathew Boulton y
James Watt, a principios delsiglo XIX. También son
conocidas otras obras de ese siglo, por ejemplo el Palacio
de Cristal construido para la Exposición
Universal de1851 en Londres, del arquitecto Joseph
Paxton, que tiene un armazón de hierro, o la Torre
Eiffel, en París, construida en 1889 para la
Exposición Universal, en donde se utilizaron miles de
toneladas de hierro..

Cómo se
obtiene el acero inoxidable

El acero inoxidable es un acero de
elevada resistencia a la corrosión, dado que
el cromo, u otros metales aleantes que contiene, poseen
gran afinidad por el oxígeno y
reacciona con él formando una capa pasivadora,
evitando así la corrosión del hierro (los
metales puramente inoxidables, que no reaccionan con
oxígeno son oro y platino, y de menor pureza se llaman
resistentes a la corrosión, como los que contienen
fósforo). Sin embargo, esta capa puede ser afectada por
algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y
oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas.
Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros
elementos aleantes; los principales son
el níquel y el molibdeno.

Acero es la denominación que
comúnmente se le da, en ingeniería
metalúrgica, a una
aleación de hierro con una cantidad
de carbono variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso
de su composición, dependiendo del grado. Si la
aleación posee una concentración de carbono mayor
al 2,0% se producen fundiciones que, en
oposición al acero, son mucho más frágiles y
no es posible forjarlas sino que deben
ser moldeadas.

No se debe confundir el acero con el hierro, que es
un metal relativamente duro y tenaz,
condiámetro atómico (dA) de 2,48 Å,
con temperatura de fusión de
1.535 °C y punto de
ebullición 2.740 °C. Por su parte, el
carbono es un no metal de diámetro menor (dA =
1,54 Å), blando y frágil en la mayoría de
sus formas alotrópicas (excepto en la forma
dediamante). La difusión de
este elemento en la estructura cristalina del anterior
se logra gracias a la diferencia en diámetros
atómicos. La diferencia principal entre el hierro y el
acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro
con un porcentaje de carbono de entre el 0,03% y el 1,76%, a
partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con
hierro. Cabe destacar que el acero posee diferentes
constituyentes según su temperatura, concretamente, de
mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además
de la austenita (para mayor información consultar un
diagrama hierro-carbono con sus constituyentes).

El acero conserva las características
metálicas del hierro en estado puro, pero la
adición de carbono y de otros elementos tanto
metálicos como no metálicos mejora
sus propiedades físico-químicas.

¿Qué es
la hemocromatosis?

La hemocromatosis es una enfermedad causada por un
exceso importante de hierro que se acumula de manera
anómala en diferentes tejidos del organismo. El organismo
necesita el hierro presente en los alimentos para
mantenerse en buenas condiciones, especialmente para producir los
glóbulos rojos de la sangre (los hematíes o
eritrocitos) que sirven para transportar el oxígeno a
todos los rincones del cuerpo. Los hematíes contienen
grandes cantidades de hierro. La carencia de hierro
produce anemia, pero el exceso de hierro resulta
tóxico. El organismo tiene pocos medios para deshacerse
del hierro sobrante, de manera que éste se acumula en los
tejidos y produce lesiones y enfermedades.

¿Cuál es la causa de la
hemocromatosis?

La sobrecarga de hierro puede producirse por un
incremento de la absorción de hierro en el intestino
cuando el organismo no lo necesita. Esto se denomina sobrecarga
primaria de hierro. Normalmente este trastorno se debe a una
alteración hereditaria que se llama hemocromatosis
hereditaria.

Alimentos ricos en
hierro

existen dos tipos de hierro, el que se encuentra en los
alimentos de origen vegetal llamado hierro no Hem que
se absorbe en menor medida (entre 5 y 20%) que el hierro de
origen animal llamado hierro Hem que se absorbe en
hasta un 35%. A continuación te mostramos los 6
alimentos que más hierro contienen independientemente
del origen del alimento y su absorción en el
organismo.

1. Almejas: para nuestra sorpresa las
almejas contienen alrededor de 24mg de hierro por cada 100
gramos, lo cual representa más de lo que necesitamos a
diario (8mg los hombres adultos y 18mg las mujeres en edad
fértil). Lo que ocurre con estos alimentos es que son de
escaso consumo en nuestra dieta habitual y además, tienen
una elevada relación costo/cantidad.

2. Cereales integrales: los cereales que nos
ofrece el mercado hoy en día son muy ricos en hierro
debido a su fortificación y mantenimiento en la corteza
del grano, su contenido oscila entre los 7 y los 12 mg por
cada 100 gramos de producto. No obstante, no debemos olvidar
que la fibra y su origen vegetal reducen significativamente la
absorción, por lo que para optimizar su asimilación
en el cuerpo, recomiendo consumir los cereales con un jugo de
naranja recién exprimido o un poco de limón rico en
vitamina C.

3.
Vísceras: el hígado de carne
vacuna, así como la morcilla elaborada a base de
sangre roja, son excelentes fuentes alimenticias de hierro Hem,
de fácil absorción, ya que contienen alrededor de
8mg por ciento y 14 mg por ciento, respectivamente. Como
verán estos alimentos contiene tanto hierro, por la sangre
de origen animal que contiene hemoglobina, lo cual provee un
hierro listo para ser absorbido.

4. Legumbres: la soja en grano
así como la lenteja, son las leguminosas con
más contenido en hierro no Hem, ya que poseen 7 y 8 mg por
cada 100 gramos, respectivamente. Su absorción es menor a
la del hierro contenido en las carnes, pero su bajo costo y sus
ventajosos nutrientes, nos ofrecen un alimento ideal para
prevenir anemias y demás carencias
nutricionales.

5. Vegetales
verdes: las espinacas y
las acelgas contienen entre 3 y 4 mg por ciento de
hierro de baja absorción, pero como sucede con las
legumbres, son alimentos de bajo costo, cuya composición
puede beneficiar grandemente al organismo. Además, al
combinarlas con cítricos ricos en vitamina C o con un poco
de carne, su absorción se incrementa para que el organismo
aproveche más de su hierro.

6. Carnes: la carne vacuna, de pollo, de
pescado, de pavo, de cerdo y otras, todas contienen hierro en
cantidades que rodean los 2 mg por cada 100
gramos aproximadamente. Es un hierro de fácil
absorción y que, exceptuando los vegetarianos, todos
incluimos habitualmente en nuestra dieta.

Llevando una dieta variada, nunca puede faltarnos hierro
en la dieta, por lo que lo único que debemos atender es
sus requerimientos corporales, que pueden verse aumentados ante
situaciones especiales, como por ejemplo, demandas
extraordinarias de oxígeno, pérdidas de sangre u
otras.

Extracción del
hierro

El hierro que se utiliza en la industria suele
proceder fundamentalmente de dos sitios:

a) De las minas.

b) De la chatarra, es decir, a través del
reciclado de automóviles,
electrodomésticos,…..

En este apartado vamos a estudiar cuales son los pasos
que hay que seguir para obtener el hierro en la minería,
tanto si se trata de una mina subterránea o una mina a
cielo abierto.

1) El primer paso será hacer explotar
la roca, por ejemplo, con dinamita.

2) El material que se ha soltado gracias a la
explosión se carga en camiones.

Todos los pasos que siguen tienen como objetivo separar
la parte del mineral que tiene hierro (mena), de la tierra,
rocas y otras impurezas (ganga). Para ello debemos realizar
las siguientes operaciones:

3) Los camiones se hacen pasar por arcos
detectores de metal, de esa forma descartamos aquellos que
no tienen metal, los cuales directamente son
eliminados.

Los camiones que si tienen metal son llevados a la
planta de tratamiento en la que se realizan los siguientes
pasos:

4) Primero se trituran las rocas, para
facilitar la separación de la mena y la ganga.

5) Finalmente se pueden eliminar parte de las
impurezas mediante imanes
o mediante flotación (se aprovecha que el
hierro pesa más que las rocas, o pueden emplearse
detergentes que se pegan al hierro y lo hacen flotar).

Luego este material es secado y pasado por otros
agitadores en los que se les hace girar para que se forme una
masa esférica y se vaya endureciendo.

Una vez hecho esto, ya tenemos un material
de hierro pero que no son puros ya que tienen oxigeno, adquirido
en el proceso anterior, denominado peletización, Para
eliminar este oxigeno, se colocan las esferas de mineral en unos
grandes hornos en el cual se inyectan gas para que al reaccionar
con el oxígeno este se libere quedando solo el mineral de
hierro.Este mineral en forma de esfera es conocido como pelets y
es la materia prima para la industria siderúrgica ya que
ha partir de ahí se hace el acero. En algunas industrias
no se hacen de formas esféricas sino como una
pequeña almohadilla, del tamaño aproximado de un
jabón, conocido como briquetas.

Este material se convierte en la materia prima para la
industria siderúrgica ya que a partir de ahí se
crea el acero; el cual se hace en grandes hornos a altas
temperaturas en el cual al hierro se le agrega carbono, magnesio,
vanadio, manganeso, níquel y otros materiales dependiendo
del tipo de acero a crear y la utilidad que se le vaya a
dar.

Industrias del hierro
en Venezuela (1975)

El 1º de enero de 1975 el Presidente Carlos
Andrés Pérez, en acto histórico celebrado en
Ciudad Piar, proclamó solemnemente la
nacionalización de la industria del hierro: «Este
acto de soberanía que con emoción recibimos todos
los venezolanos, debe ser también un acto de voluntad
creadora, porque no basta con que los recursos que vuelven a ser
objeto de decisiones nacionales sean propios, en el pleno amplio
sentido de la palabra, sino que su manejo sea eficiente y
útil, y socialmente provechoso».

A partir de 1724, con la presencia de los misioneros
capuchinos en Guayana, se inició el interés por el
hierro, en un período de trabajo que va desde las forjas
catalanas surtidas por las llamadas minas frailescas, hasta la
explotación de las vetas de Cupapui, en las vecindades de
Upata, y la más productiva de Santa Rosa. Sin embargo, con
el correr de los años, el entusiasmo por el hierro se
apagó, y no reapareció sino hasta 1883, cuando se
otorgó al norteamericano Cyrenius Fitzgerald la primera
concesión (22 de setiembre) para la extracción de
mineral de hierro en Delta Amacuro.

La empresa Orinoco Iron Company envió en 1901
hacia Baltimore (Estados Unidos) un primer embarque importante de
hierro, unas 700 toneladas. Al recibir en 1933 una
concesión por traspaso, la Bethlehein Steel
constituyó la Iron Mines Company.

Pese a estas concesiones, y al descubrimiento de otras
minas importantes, como la de Imataca y San Isidro, la
explotación formal en gran escala del hierro venezolano la
inició en 1950 la empresa Orinoco Mining, filial de la
U.S. Steel.

Como consecuencia del auge siderúrgico, surge
Ciudad Piar, fundada el 9 de febrero de 1952. En 1958 se crea el
Instituto Venezolano del Hierro. Posteriormente, en 1960, el
Presidente Rómulo Betancourt decreta la creación de
la Corporación Venezolana de Guayana (CVG). El 9 de julio
de 1962 se realiza la primera colada de acero en la planta de
Matanzas, que después fue administrada por la nueva
empresa CVG Siderúrgica del Orinoco (SIDOR).

El 1º de enero de 1976 inició sus
actividades CVG Ferrominera Orinoco C.A., que es la empresa
encargada de suministrar el mineral de hierro a SIDOR.

Ferrominera atiende la explotación a cielo
abierto de la mina de El Pao, a 45 km de Ciudad Guayana. A
través de 57 km de rieles, un tren de 46 vagones
transporta el hierro al puerto de Palúa.

El Cerro Bolívar, a 120 km de Ciudad
Bolívar, es el de más antigua explotación.
Se conoció primero con el nombre de Cerro La Parida, donde
la Oliver Iron Mining Company descubrió el 4 de abril de
1947 el enorme potencial de sus yacimientos.

El cinturón ferrífero de Imataca tiene
reservas probadas por unos 2.000 millones de toneladas de mineral
de hierro. Una muestra de esta mina, descubierta en 1885, obtuvo
mención honorífica en la Exposición
Universal de París, en 1889.

Las minas de San Isidro son fabulosas. Forman un
cuadrilátero ferrífero con los depósitos de
Los Barrancos I, Los Barrancos II, Las Pailas y San
Joaquín, con reservas probadas de 700 millones de
toneladas.

Conclusión

El hierro es el metal duro más usado, con el 95%
en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro
(pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones,
salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El
hierro tiene su gran aplicación para formar los
productos siderúrgicos, utilizando éste como
elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto
metálicos como no metálicos, que confieren
distintas propiedades al material. Se considera que una
aleación de hierro es acero si contiene menos de
un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el
nombre de fundición.

El acero es indispensable debido a su bajo precio y
tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y
componentes estructurales de edificios.

Las aleaciones férreas presentan una gran
variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su
composición o el tratamiento que se haya llevado a
cabo.

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

Autor:

Alejandra Albornoz

3ro ciencias

Enviado por:

Cochex Figueras

Prof:

Luisa Márquez

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE
VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN

U.EA "FRANCISCO ARISTIGUETA
BADARACCO"

CUMANÁ – ESTADO – SUCRE

CUMANÁ, JUNIO DE 2013

Trabajo sobre el hierro

Introducción

Breve reseña del hierro

Cómo se obtiene el acero inoxidable

¿Qué es la hemocromatosis?

Alimentos ricos en hierro

Extracción del hierro

Industrias del hierro en Venezuela (1975)