domingo, 19 de julio de 2015

Vidrio Visión general (II)

Un avance trascendental en la tecnología del vidrio fue el uso de la caña de soplar (véase la Figura 84.5), usado por primera vez en el año 100 a. C aproximadamente. Desde entonces se produjo una rápida evolución en la técnica de fabricación.
El primer vidrio era coloreado debido a la presencia de diversas impurezas, como los óxidos de hierro y cromo. El primer vidrio incoloro se produjo hace unos 1.500 años.
En esa época la fabricación de vidrio se desarrolló en Roma y desde allí se extendió a muchos otros países europeos. Nume- rosas vidrierías se establecieron en Venecia, donde la técnica conoció un importante desarrollo. En el siglo XIII, muchas de las factorías de vidrio se trasladaron de Venecia a la cercana isla de Murano, que siguen siendo centrando en Italia la producción manual de vidrio.
En el siglo XVI se hacía vidrio en toda Europa. En la actua- lidad, el cristal de Bohemia de la República Checa es bien cono- cido por su belleza, y de las fábricas de vidrio del Reino Unido e Irlanda salen vajillas de vidrio de plomo de gran calidad. Suecia es otro centro de producción de artículos de vidrio artísticos.
En América del Norte, el primer establecimiento fabril cons- truido fue precisamente una fábrica de vidrio. Los colonos ingleses comenzaron a producir vidrio a comienzos del siglo XVII en Jamestown, Virginia.
Hoy en día el vidrio se fabrica en todo el mundo. Muchos productos de vidrio se producen en líneas totalmente automatizadas. Aunque el vidrio es uno de los materiales más antiguos sus propiedades son únicas y todavía no han llegado a conocerse en su totalidad.

sábado, 18 de julio de 2015

Vidrio Visión general (I)

El vidrio se formó naturalmente a partir de elementos comunes presentes en la corteza terrestre mucho antes de que nadie pensara siquiera en experimentar con su composición, darle forma o apelar a las innumerables aplicaciones que tiene en la actualidad. La obsidiana, por ejemplo, es una combinación natural de óxidos fundidos por el intenso calor volcánico y vitrificados (convertidos en vidrio) por enfriamiento rápido en contacto con el aire. Su color negro y opaco se debe al contenido relativa- mente elevado de óxido de hierro. Su resistencia química y su dureza se comparan favorablemente con las de muchos vidrios comerciales.
La tecnología del vidrio ha evolucionado a lo largo de 6.000 años y algunos principios modernos son de origen muy remoto. La fabricación de los primeros vidrios sintéticos se pierde en la antigüedad y en la leyenda. La loza la inventaron los egipcios, que moldeaban figurillas de arena (SiO2), el más conocido de los óxidos vitrificables. Se recubría con natrón, el residuo formado por las inundaciones del Nilo, compuesto principalmente por carbonato cálcico (CaCO3), carbonato sódico (Na2CO3), sal común (NaCl) y óxido de cobre (II) (CuO) que, calentado por debajo de 1.000 °C, forma una película vitrificada por difusión de los fundentes CaO y Na2O y la subsiguiente reacción en estado sólido con la arena. El óxido de cobre daba a la pieza un atractivo color azul.
De acuerdo con la definición de Morey, “El vidrio es una sustancia inorgánica que se halla en un estado asimilable al líquido, del que es prolongación, pero que, como resultado de un cambio reversible experimentado durante el enfriamiento, alcanza un grado tan alto de viscosidad que puede considerarse sólido a todos los efectos.” ASTM define al vidrio como “producto inorgánico de fusión enfriado hasta un estado rígido no cristalino”. Tanto los materiales orgánicos como los inorgá- nicos pueden formar vidrios si su estructura es no cristalina, es decir, si no está ordenada de manera predominante.

viernes, 17 de julio de 2015

Reacondicionamientos y actividades de reconstrucción

Durante los reacondicionamientos periódicos o reparaciones en frío de estufas u hornos se presentan numerosos riesgos poten- ciales para la salud y la seguridad. Las actividades de la construc- ción llevan asociadas una amplia diversidad de riesgos: riesgos ergonómicos con la manipulación del material (por ejemplo, ladrillos refractarios); riesgo de inhalación de partículas en suspensión de sílice, amianto, fibras cerámicas refractarias o materias que contienen metales pesados durante demoliciones; o subproductos del corte y soldadura; golpes de calor; trabajo a alturas elevadas; peligro de resbalar, tropezar o caer; riesgos de entrada en espacios reducidos (véase la Figura 84.4); y contacto con fuentes de energía peligrosas.



jueves, 16 de julio de 2015

Manejo del material en la producción, fabricación, embalaje y almacenamiento (II)

El uso de automatismos para eliminar el movimiento manual del material desempeña un papel importante en la prevención de las lesiones ergonómicas. Los automatismos han reducido los esfuerzos ergonómicos y las graves lesiones con desgarro que históricamente se han asociado a la manipulación del material (por ejemplo, vidrio plano) por el personal de producción (véase la Figura 84.3). Sin embargo, la mayor utilización de robots y la automatización de procesos introduce los riesgos propios de la maquinaria móvil y la energía eléctrica, lo cual transforma los tipos de peligros o los desplaza a otros operarios (de los trabaja- dores de producción a los de mantenimiento). El diseño adecuado de controles electrónicos y un ordenamiento lógico, la revisión de las máquinas, la práctica de la interrupción completa de la electricidad y la instauración de procedimientos seguros de uso y mantenimiento son métodos fundamentales para limitar las lesiones de los operarios de mantenimiento y producción.

miércoles, 15 de julio de 2015

Manejo del material en la producción, fabricación, embalaje y almacenamiento (I)

El manejo del material y los procesos de fabricación y embalaje son muy diversos en este sector industrial, como lo son el tamaño, la forma y el peso de los productos. La elevada densidad de los materiales en este sector o sus formas voluminosas exponen a riesgos frecuentes. El levantamiento manual y la manipulación del material en la producción, fabricación, embalaje y almacena- miento en esta industria explica muchas lesiones incapacitantes (véase el apartado “Perfil de lesiones y enfermedades”, más adelante). El esfuerzo para disminuir las lesiones se centra en la limitaciones de las operaciones manuales de levantamiento y manipulación de material. Por ejemplo, para eliminar la manipulación del material en determinadas partes de este sector indus- trial comienzan a utilizarse diseños de embalajes innovadores, automatismos para el apilado y paletizado del producto acabado y vehículos de transporte para el almacenamiento guiados auto- máticamente. El uso de transportadores, la ayuda de los monta- cargas de control a distancia (por ejemplo, los montacargas de vacío) y de plataformas de tijeras para la manipulación y paleti- zado de los productos son prácticas generalizadas en la actua- lidad (véase la Figura 84.2).

martes, 14 de julio de 2015

Encapsulado (I)

El objetivo esencial del encapsulado es acomodar un circuito inte- grado en una montura que cumpla los requisitos eléctricos, térmicos, químicos y físicos asociados a la aplicación del circuito integrado.
Las monturas más extendidas son la de conductores radiales, la montura plana y la doble en línea (DIP). Las monturas de conductores radiales se fabrican casi todas de Kovar, que es una aleación de hierro, níquel y cobalto, con sellos de vidrio duro y conductores de Kovar. Las monturas planas tienen un marco de conductores metálicos, por lo general de una aleación de aluminio combinada con componentes cerámicos, de vidrio y metálicos. Las monturas dobles en línea son las más corrientes
y a menudo utilizan cerámica o plásticos moldeados.
Las monturas de plástico moldeado para semiconductores se producen sobre todo por dos procesos diferentes—moldeo por transferencia y moldeo por inyección. El moldeo por transferencia es el método de encapsulado en plástico predominante. En él, las pastillas se montan sobre marcos de conductores sin cortar y después se cargan en moldes por lotes. Porciones en polvo o bolas de compuestos de plástico termoendurecible para moldeo se funden en una olla caliente y después son impulsados (transfe- ridos) a presión hasta los moldes cargados. Los sistemas de formar porciones en polvo o bolas con compuestos de plástico para moldeo pueden utilizarse con epoxia, silicona o sili- cona/resinas epoxídicas. El sistema suele consistir en una mezcla de:

lunes, 13 de julio de 2015

Sujetar y conectar pastillas (II)

Una vez lograda la sujeción física de la pastilla a la montura, es preciso establecer las conexiones eléctricas entre el circuito integrado y los conductores de la montura. Esta operación se ejecuta por técnicas de termocompresión, ultrasónicas o termosónicas, que conectan hilos de oro o aluminio entre las áreas de contacto de la pastilla de silicio y de los conductores de la montura.
La unión por termocompresión se emplea a menudo con hilo de oro y consiste en calentar la montura hasta unos 300 ºC y formar la unión entre el hilo y las patillas de conexión mediante la aplicación de calor y presión. Se utilizan dos tipos principales de unión por termocompresión—unión con bola y unión con cuña. En la unión con bola, que sólo se utiliza con hilo de oro, éste es suministrado desde un tubo capilar, después es comprimido, y después fundido por una llama de hidrógeno. La llama forma además una nueva bola en el extremo del hilo, bola que será aprovechada en el ciclo de conexión siguiente. La unión con cuña exige utilizar una herramienta de unión en forma de cuña
y un microscopio, que ayuda a colocar en su posición exacta la pastilla de silicio y la montura sobre la patilla de conexión. El proceso se ejecuta en una atmósfera inerte.
La unión ultrasónica emplea un impulso energético de alta frecuencia ultrasónico para inducir un efecto de frotamiento que forma una unión entre el hilo y la patilla de conexión. La unión ultrasónica se realiza sobre todo con hilo de aluminio, y muchos la prefieren a la de termocompresión porque no exige el calenta- miento de la pastilla de circuitos durante la operación de conexión.
La unión termosónica es un cambio tecnológico reciente en la conexión con hilo de oro. En ella se utiliza una combinación de energías ultrasónica y térmica, y exige menos calor que la unión por termocompresión.

domingo, 12 de julio de 2015

Sujetar y conectar pastillas (I)

La pastilla o dado individual tiene que quedar sujeta a una montura y a un marco de conductores metálicos. Las monturas suelen estar hechas de material aislante cerámico o plástico. Los materiales de las monturas cerámicas son por lo general de alúmina (Al2O3), pero también pueden ser de berilia (BeO) o esteatita (MgO-SiO2). Los materiales de las monturas de plástico son de resina termoplástica o termoendurecible.
En general, la sujeción de la pastilla se efectúa por uno de tres tipos distintos de fijación: eutéctica, preforma y epoxídica. La fijación eutéctica de pastillas consiste en utilizar una aleación de soldadura fuerte eutéctica, como la de oro-silicio. En este método, se efectúa el depósito previo de una capa de oro metá- lico en la parte posterior de la pastilla. Mediante el calenta- miento de la montura por encima de la temperatura eutéctica (370 ºC para oro-silicio) y la colocación de la pastilla sobre la montura, se forma un enlace entre ésta y la pastilla.
La unión con preforma consiste en emplear una pequeña pieza de composición especial (preforma) que se adhiera a pastilla y montura. Se coloca una preforma sobre el área de la montura donde se quiere sujetar la pastilla y se deja que se funda. Entonces se frota la pastilla por esa zona hasta que queda sujeta, y a continuación se enfría la montura.
La unión epoxídica consiste en aplicar un pegamento epoxí- dico para fijar la pastilla a la montura. Se vierte una gota de epoxia en la montura y encima se coloca la pastilla. Puede ser preciso cocer después la montura a una temperatura elevada para que la epoxia adquiera la dureza adecuada.

sábado, 11 de julio de 2015

Separación de pastillas

Una vez probados, marcados y clasificados los dispositivos o circuitos integrados en la oblea, es preciso proceder a la separa- ción física individual de las pastillas que se encuentran agrupadas en la oblea. Se han ideado numerosos métodos para separar e individualizar las pastillas—trazado con diamante, trazado con láser y aserrado con rueda de diamante.
El trazado con diamante, el método más antiguo utilizado, consiste en pasar una punta con diamantes incrustados, de forma muy precisa, por la línea del trazado o “calle” de la oblea que separa las pastillas individuales en la superficie de la oblea. La imperfección en la estructura cristalina provocada por el trazado permite doblar y fracturar la oblea a lo largo de esa línea.
El trazado con láser es una técnica de separación de pastillas relativamente reciente. Un láser pulsado muy potente de neodi- mio-itrio genera un haz que practica en la oblea de silicio una ranura que sigue la línea del trazado. La ranura se convierte en la línea de rotura de la oblea.
Un método de separación de pastillas muy extendido es el aserrado en húmedo—cortar sustratos a lo largo de la calle con una sierra circular de diamante de gran velocidad. El aserrado del sustrato de silicio puede ser de corte parcial (trazado) o completo (dados). El aserrado genera una lechada húmeda con el material arrancado de la calle.

viernes, 10 de julio de 2015

Montaje y prueba (III)

Una vez terminada la fabricación de obleas, cada una de ellas es sometida a un proceso de clasificación en el que se comprueba el funcionamiento eléctrico de la circuitería integrada de cada pastilla mediante sondas controladas por ordenador. Una oblea individual puede contener desde cien hasta muchos centenares de dados o pastillas independientes que han de ser comprobadas. Conocidos ya los resultados de la prueba, las pastillas se marcan físicamente con resina epoxídica monocomponente suministrada por un dispositivo automático. Para identificar y clasificar las pastillas que no cumplen las especificaciones eléctricas deseadas se emplean los colores rojo y azul.

jueves, 9 de julio de 2015

Tratamiento del gas residual

Para tratar el gas residual procedente de las unidades de recupe- ració n de azufre se utilizan la oxidació n y la reducció n, depen- diendo de la composició n del gas y de los planteamientos econó micos de la refinería. Los procesos de oxidació n queman gas residual para convertir todos los compuestos de azufre en dió xido de azufre, y los procesos de reducció n convierten los compuestos de azufre en á cido sulfhídrico.

miércoles, 8 de julio de 2015

Recuperación de azufre

En la recuperació n de azufre se elimina á cido sulfhídrico de los gases á cidos y las corrientes de hidrocarburos. El proceso Clause convierte el á cido sulfhídrico en azufre elemental mediante reac- ciones té rmicas y catalíticas. Despué s de quemar á cido sulfhídrico en condiciones controladas, los deshidratadores eliminan el agua
y los hidrocarburos de las corrientes de carga de gas, las cuales se exponen seguidamente al catalizador para recuperar azufre adicional. El vapor de azufre de la combustió n y la conversió n se condensa y recupera.

martes, 7 de julio de 2015

lunes, 6 de julio de 2015

ESquema del proceso de hidrofesulfuración


domingo, 5 de julio de 2015

Desmercaptanización y secado

En la desmercaptanización (eliminación del mercaptanos) se tratan los compuestos de azufre (á cido sulfhídrico, tiofeno y mercaptano) para mejorar el color, el olor y la estabilidad a la oxidació n, y se reducen las concentraciones de dió xido de carbono en la gasolina. Algunos mercaptanos se eliminan poniendo el producto en contacto con compuestos químicos hidrosolubles (por ejemplo, á cido sulfú rico) que reaccionan con los mercaptanos. Para convertir los mercaptanos en disulfuros má s aceptables se utiliza líquido cá ustico (hidró xido só dico), compuestos de aminas (dietanolamina) o desmercaptanizació n con catalizador de lecho fijo.
El secado del producto (eliminació n del agua) se realiza por absorció n de agua, con o sin adsorbentes. Algunos procesos secan y desmercaptanizan simultá neamente por adsorció n en tamices moleculares.


viernes, 3 de julio de 2015

Procesado Químico Riesgos y su prevención

En general, los principales riesgos asociados con la fabricació n de pintura y revestimientos supone la manipulació n de materiales, que pueden ser sustancias tó xicas, inflamables o explosivas; y agentes físicos como descargas elé ctricas, ruido, calor y frío.
La manipulació n manual de cajas, barriles, recipientes, etc., que contienen las materias primas y los productos terminados, es la principal fuente de lesiones debido a la elevació n incorrecta, deslizamientos, caídas, goteo de recipientes, etc. Las precau- ciones incluyen controles té cnicos y ergonó micos tales como medios auxiliares para manipulació n de materiales (rodillos,
gatos y plataformas) y equipos mecá nicos (transportadores, montacargas y elevadores-transportadores de horquilla), suelos antideslizantes, equipo de protecció n personal (EPP) como zapatos de seguridad y la formació n adecuada en la elevació n manual y otras té cnicas de manipulació n de materiales.
Los riegos químicos incluyen la exposició n a polvos tó xicos como pigmento de cromato de plomo, que puede presentarse durante la pesada, el llenado del mezclador y las tolvas del molino, las operaciones con equipos abiertos, el llenado de reci- pientes de pinturas en polvo y la limpieza del equipo y de los vertidos de los recipientes. La fabricació n de revestimientos en polvo ocasiona a veces altas exposiciones al polvo. Las precau- ciones a adoptar son la sustitució n de polvo por pasta o suspen- siones; la ventilació n por extracció n localizada (LEV) para la abertura de bolsas y sacos (vé ase Figura 77.6) y para el equipo de proceso, el cierre del equipo, los procedimientos de limpieza de vertidos y la protecció n respiratoria cuando sea necesaria.

jueves, 2 de julio de 2015

Revestimientos en polvo

Los revestimientos en polvo son productos sin disolventes basados en la fusió n de resinas y otras partículas de aditivos sobre las superficies de objetos calientes. Los revestimientos en polvo pueden ser termoestables o termoplá sticos e incluyen resinas de tipo epoxi, polietileno, polié ster, cloruro de polivinilo y acrílicas.
El mé todo má s habitual de fabricació n consiste en la mezcla en seco de los ingredientes pulverulentos y el mezclado por fusió n y extrusió n (vé ase Figura 77.5). Se pesan la resina seca o el aglutinante, el pigmento, el material de carga y los aditivos y se transfieren a un mezclador. Este proceso es similar a las operaciones de mezclado en seco en la fabricació n de caucho. Despué s del mezclado, el material se coloca en un extrusor y se calienta hasta que se funde. El material fundido se extruye sobre una correa transportadora refrigerante y despué s se transfiere a un granulador. El granulado se pasa a travé s de un molino fino y se tamiza para obtener el tamañ o de partícula deseado. Por ú ltimo el revestimiento en polvo se envasa.