Magnesio: de dónde viene y por qué estamos agotados
Bueno, no estamos agotados. De hecho, tenemos toneladas de cosas. Pero hay es crisis de la cadena de suministro global. La mayor parte del magnesio del mundo se procesa en China y hace unos meses, simplemente ... dejaron de hacerlo. Para golpear las tasas de consumo de energía, el gobierno de la ciudad de Yulin (donde se produce la mayor parte de la producción de magnesio del país) ordenó el cierre completo del 70% de las fundiciones y el resto reducir su producción en un 50%. Entonces, aunque el magnesio sigue siendo uno de los elementos más abundantes del planeta, fácilmente nos quedamos sin metal procesado que podemos usar en la fabricación.
El cuerpo de aleación de magnesio de la Nikon d850. Cortesía de Nikon
Pero, ¿cómo usamos realmente el magnesio en la fabricación de todos modos? Bueno, algunas cosas simplemente están hechas de eso. Se puede mezclar con otros elementos para transformarlo en aleaciones fuertes y ligeras que se mecanizan y moldean fácilmente. Estas aleaciones componen de todo, desde autos de carreras hasta cuerpos de cámaras (y el chasis de la computadora portátil en la que estoy escribiendo este artículo). Dejando a un lado estos usos más directos, hay otro inconveniente mayor del magnesio que no es evidente de inmediato: la producción de aluminio.
Pero espere, el aluminio, como el magnesio, es un elemento. Entonces, ¿por qué necesitaríamos magnesio para hacerlo? Tenga la seguridad de que no hay alquimia involucrada, solo una aleación. Al igual que el magnesio, el aluminio rara vez se usa en su forma cruda: se mezcla con otros elementos para darle propiedades deseables como alta resistencia, flexibilidad, durabilidad, etc. Y, como ya habrá adivinado, la mayoría de estas aleaciones requieren magnesio. Ahora estamos empezando a pintar una imagen más grande y aterradora (¡y nos perdimos Halloween!): Una interrupción en el suministro mundial de aluminio.
De donde viene el magnesio
Una hermosa pieza de magnesio cristalizado. Cortesía de CSIRO, CC BY 3.0, a través de Wikimedia Commons
Antes de sumergirnos en toda la tristeza y la fatalidad, comencemos con una mirada de dónde obtenemos realmente el magnesio. Ya nos hemos dado cuenta de que no podemos simplemente sacar un pedazo del suelo y tirarlo en un CNC, pero ¿qué pasó con él durante su viaje desde la tierra hasta el cuerpo de mi cámara?
Bueno, en primer lugar, su viaje no siempre comienza en la tierra. Parte proviene del océano. Marshall ha demostrado ser una excelente fuente de cloruro de magnesio. Para extraer el magnesio, el agua se vaporiza para formar cloruro de magnesio anhidro, que como habrás adivinado es solo un término elegante para, bueno, cloruro de magnesio seco. Luego se calienta hasta que se derrita y se pasa una corriente eléctrica a través de la sal fundida, rompiendo los iones de magnesio y cloro. Creo que debemos hacer una pausa aquí por un momento para reflexionar sobre cómo * ej * metal suena esto: ¡electrocutar lava para convertirla en magnesio metálico y cloro gaseoso!
El magnesio también se puede extraer de la magnesita (que se encuentra principalmente en Rusia, Corea del Norte y China) y de la dolomita (que se encuentra en todo el mundo y, a menudo, se extrae en los Estados Unidos, Canadá y Suiza, entre otras naciones). Los minerales se extraen y luego se trituran en polvo y se calientan antes de mezclarlos con agua de mar. Esto separa el hidróxido de magnesio del resto de los fragmentos de roca. El hidróxido de magnesio se puede calentar junto con algo de cloro para dar cloruro de magnesio, y esto se puede procesar con el método de agua de mar anterior.
El último método que discutiremos es el menos efectivo e, irónicamente, el más utilizado. Conocido como el Proceso Pidgeon y llamado así por su inventor, el Dr. Lloyd Pidgeon, el proceso consume más energía y requiere más trabajo manual para producir la misma masa de magnesio que los demás. Es el proceso dominante utilizado para la producción de magnesio en China, donde la energía y la mano de obra son baratas. Implica la reducción (tiempo para recordar esas reacciones redox de clase química) de gránulos de dolomita calcinados en un horno al vacío. Más tarde, el magnesio metálico comienza a cristalizar y luego puede fundirse en un lingote. Este proceso generalmente requiere que los trabajadores vacíen y llenen manualmente los tanques de magnesio al final de cada ciclo (que toma aproximadamente once horas).
Mezclas de metales
Ahora que tenemos nuestro lingote de magnesio caliente, tomemos un momento para hablar un poco más sobre las aleaciones. La aleación es una solución de diferentes elementos, generalmente mezclados mientras se derriten y se dejan enfriar en barras de los metales que conocemos y amamos. Casi todos los metales que utilizamos en ingeniería son aleaciones; es extremadamente raro usar uno en su forma elemental pura. Los únicos dos ejemplos que vienen inmediatamente a la mente son el cobre (que a veces se usa en su forma elemental para conductores eléctricos y térmicos) y el titanio, que se puede vender y usar en láminas y varillas como “CP” o Commercially Clean. Sin embargo, en la mayoría de los casos, queremos agregar algo especial para ayudar a darle al metal las propiedades deseadas.
Micrografía de precipitados (regiones oscuras) en aleación de aluminio-cobre. Cortesía de la Universidad de Cambridge
Hay muchas aleaciones de magnesio por ahí, y no los aburriré con solo enumerarlos todos, pero al menos podemos hablar sobre algunos de los metales comunes que se agregan para formarlos (conocidos como elementos de aleación). Aluminio zirconia, zinc y torio son mezclas comunes. Permiten que la aleación se endurezca por precipitación, un proceso de tratamiento térmico que forma regiones microscópicas llamadas precipitados que impiden el movimiento de los granos de metal, lo que hace que toda la pieza de metal sea más dura. Otros elementos de aleación comunes son el estaño (que hace que el magnesio sea más moldeable) y el manganeso (que puede mejorar la resistencia a la corrosión, algo a lo que el magnesio es muy sensible).
Cuando se agrega magnesio al aluminio, mejora la resistencia del material. Esto permite a los ingenieros diseñar piezas ligeras y de alta resistencia. De hecho, casi todas las aleaciones de aluminio comunes contienen magnesio, y es esencial para las aleaciones preferidas por las industrias automotriz y aeroespacial.
Maneras de la cadena de suministro
Nos hemos dado cuenta de cuánto necesitamos magnesio, entonces, ¿qué sucede cuando no podemos obtenerlo? Si las fábricas en China permanecen cerradas por mucho más tiempo, esa es una realidad que podemos enfrentar. Los fabricantes de automóviles harán lo que puedan para poner el aluminio adecuado en sus manos, pero puede que no sea suficiente para moverse y algunos expertos creen que eso podría hacer que las líneas de ensamblaje de automóviles se detengan hasta que la cadena de suministro anterior vuelva a estar en orden.
No solo faltarían coches. La producción de productos electrónicos de consumo también podría verse afectada (como si la escasez mundial de chips ya no fuera suficiente). Las consecuencias serán de gran alcance y es probable que las sienta incluso si no planea comprar un automóvil o una computadora portátil nuevos el próximo año. Los precios del magnesio y el aluminio han subido, e incluso las fábricas más pequeñas han comenzado a suministrar materiales que temen no estarán disponibles en unos meses. Tal vez sea un buen momento para pensar en alternativas para ese gabinete de aluminio mecanizado que diseñó para su último proyecto.
Viktor dice:
Resulta que los paneles fotovoltaicos no son tan sostenibles.
Plástico retorcido dice:
"Tal vez sea un buen momento para pensar en alternativas a ese gabinete de aluminio mecanizado que diseñó para su último proyecto".
Meh.
Tengo la fundición de mi patio trasero, la mitad de la escalera de aluminio rota y todas las piezas para una fresadora CNC esperando ser ensambladas.
También tengo una intersección muy transitada casi adyacente a mi jardín, donde los borrachos dejan muchas piezas de automóviles cuando se golpean entre sí y / o los postes eléctricos. Algo de eso probablemente sea aluminio. También hay muchos ABS. Debería conseguir o construir una extrusora de filamentos.
¡Trae el defecto! ¡Muéstrame lo que tienes!
YGDES dice:
"Estas aleaciones componen toda la mansión"
Una mansión hecha de magnesio sería bastante sorprendente ...Adam Zeloof dice:
"Un hombre que vive en una mansión de magnesio no debe encender hornos"
cierto dice:
No querrás estufas o fuegos en tu mansión de magnesia.
