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El hierro (Fe) es el elemento químico con número atómico 26 de grupo 8 de la tabla periódica de los elementos. Es uno de los elementos con más abundancia de la corteza terrestre y el segundo entre los metales.
El hierro es extraído de yacimientos mineros en forma de óxido de hierro. Para producir hierro, hay que reducir el óxido y para ello se usa un alto horno. En él se añaden coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Se reduce el hierro del mineral y químicamente el oxígeno se desprende del óxido de hierro que existe en el mineral. De esta manera se libera el hierro. El hierro, además, no puede utilizarse en estado puro, por lo que se alea para poder crear diferentes tipos de hierro.
Características del hierro
- Tiene una densidad de 7874 kg/m3 y su punto de fusión es de 1.538 °C.
- Es de color gris plateado y es magnético.
- Es un metal maleable; es decir, se puede extender en planchas o láminas, tenaz.
- Es muy duro y denso.
Es el metal duro que más se utiliza, pero en su estado puro no tiene muchas aplicaciones excepto si se usa su potencial magnético. El hierro es utilizado mucho en la formación de productos siderúrgicos utilizándolo como elemento principal o con otras aleaciones tanto metálicas como no metálicas. Los mayores productores de hierro son Australia, Brasil, China y Rusia.
Acero
El acero es considerado aleación del hierro si contiene menos de un 2.1% de carbono. Si ese porcentaje es mayor, se llama fundición.
El acero tiene características metálicas del hierro en estado puro, pero al añadir carbono y otros elementos metálicos o no metálicos mejora sus propiedades fisicoquímicas, especialmente su resistencia. Se clasifican según su contenido de carbono:
- Aceros bajo en carbono (<0.25%). Son blandos pero dúctiles. Se utiliza en vehículos, tuberías o elementos estructurales. También existen los aceros de alta resistencia y baja aleación, que contienen otros elementos hasta un 10% en peso; tienen una mayor resistencia mecánica y pueden ser trabajados con mucha facilidad.
- Aceros medio carbono (0.25%-0.6%). Son tratados térmicamente para mejorar sus propuedades. Son más resistentes que los aceros bajos en carbono, pero menos dúctiles. Se usan en piezas de ingeniería que requieren una alta resistencia mecánica y al desgaste.
- Acero alto carbono (0.6%-1.4%). Son más resistentes aún, pero menos dúctiles. Se le añaden otros elementos para que formen carburos, por ejemplo, con wolframio se forma el carburo de wolframio. Estos aceros se emplena principalmente en herramientas.
- Aceros aleados (carbono + otros elementos). Con los aceros no aleados es imposible satisfacer las demandas de la industria actual. Por ello, para conseguir determinadas características de resiliencia, resistencia al desgaste, dureza y resistencia a determinadas temperaturas, debemos recurrir a estas aleaciones. De esta forma introducimos modificaciones químicas y estructurales que afectan a la templabilidad, cararacterísticas mecánicas o resistencia a la oxidación.
Fundiciones
Las fundiciones con aleaciones de hierro y carbono tienen contenido de carbono de entre 2.15% y 6.7% y llevan otros elementos de aleación como manganeso, fósforo, silicio, oxígeno y azufre. Hay diferentes tipos de fundiciones:
- Fundición blanca: composición con carbono y silicio. Son conocidas como insoldables.
- Fundición gris: el carbono está en forma de laminillas por eso es soldable.
- Fundición nodular/dúctil: contiene magnesio en su estructura. Tiene buenas propiedades mecánicas parecidas a las del acero al carbono.
Reciclaje de hierro
El hierro, como muchos otros metales, es fácil de reciclar porque no pierde sus cualidades. El problema surge porque tiene contaminantes. El hierro es fundido en hornos especiales y se extrae el hierro puro para poder ser reutilizado. La chatarra de hierro muchas veces proviene de coches viejos (vehículos fuera de uso) y electrodomésticos (chatarra electrónica).
El reciclaje de este metal es muy importante para reducir los gases de efecto invernadero. Hay 4 etapas fundamentales en el reciclado de metales:
- Recolección: entrega de los residuos metálicos a las empresas dedicadas a su recogida.
- Procesamiento: clasificación según la composición del material.
- Fragmentación: triturar los metales y compactarlos.
- Distribución: venta a la industria que puede hacer uso de los metales reciclados.
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