Sector de Fundición de Hierro

Nota: véase también el análisis del Sector de Producción de Aluminio.

Perfil

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Fundiciones de Hierro y Acero: NAICS 33151

Las fundiciones de hierro y acero fabrican piezas de fundición maleable, dúctil, de inversión y de hierro gris. Estos establecimientos generalmente operan sobre la base de un trabajo o pedido, fabricando piezas fundidas para su venta a otros o para su transferencia entre plantas.

El Estado de esta Industria

Aquí se identifica los temas tratados más adelante en el texto, se examina las principales cuestiones que afectan a esta industria y se destaca los hechos clave para entender este sector económico.
Las fundiciones son fábricas que producen piezas de metal fundido. La industria de la fundición es un elemento altamente fragmentado pero esencial de la moderna economía global. Las piezas fundidas de metal son necesarias en numerosas aplicaciones de maquinaria, incluyendo automóviles, aviones y otros equipos de transporte. Según la Asociación Norteamericana de Fundición a Presión, las piezas de fundición se utilizan en el 90 por ciento de todos los productos manufacturados terminados.

La producción de fundición de metal sigue siendo fragmentada debido a varias influencias. Las fundiciones independientes suelen estar muy especializadas y sirven a nichos específicos, como los componentes de frenos y trenes de potencia de automóviles o el equipo de turbinas para centrales eléctricas. La consolidación en curso ha reducido en gran medida el número de fundiciones de hierro en funcionamiento, pero no ha dado lugar a ningún productor importante que pueda decirse que domine la industria, ni a nivel mundial ni a nivel nacional en los países líderes.

En un informe de marzo de 2016, Technavio creía que el mercado internacional de piezas de hierro fundido aumentaría a un ritmo de alrededor del 6 por ciento. Un factor primordial que contribuiría a este aumento era el uso de piezas de hierro fundido en la industria del automóvil. Dado que los automóviles y los vehículos conexos utilizaban una gran cantidad de piezas de hierro fundido en su construcción (Technavio señaló «piezas de motor, engranajes y bujes, suspensión, frenos, dirección y cigüeñales» ), el aumento de la producción de vehículos conduciría a un incremento de las piezas de hierro fundido. Si bien esto era ciertamente posible, en general muchos fabricantes de automóviles procuraban activamente reducir el peso de los vehículos para aumentar la eficiencia en el consumo de combustible, lo que propiciaba un mercado en el que se sustituían los metales y materiales más ligeros que podían sustituir a las piezas de hierro fundido siempre que el costo de hacerlo fuera viable.

Organización y Estructura del Sector

Esta subsección abarca los aspectos logísticos y estructurales de esta industria, incluidos las conceptos clave de los principales productos y servicios, las cuestiones reglamentarias y jurídicas y la composición internacional de este sector económico.

La mayoría de las piezas de metal del mundo han sido históricamente ferrosas, lo que significa que en última instancia se derivan del mineral de hierro, como es el caso de todos los tipos de hierro y acero. Sin embargo, el aluminio se ha convertido en una opción popular para las nuevas instalaciones que buscan hacer metales más ligeros.

El proceso de fundición implica la formación de formas o estructuras metálicas mediante el vertido de metal fundido, en este caso hierro o acero, en moldes o matrices. La mayoría de los moldes están hechos de arena, que es capaz de soportar altas temperaturas, pero se puede utilizar cera y otros materiales. La cera se utiliza en una forma de fundición de metal conocida como fundición a presión. Cuando se utiliza un molde, el proceso se suele denominar fundición a presión. La fundición a presión se diferencia de otros métodos en que las formas de metal se prensan activamente en los moldes utilizando la fuerza, mientras que otras formas de fundición permiten que el metal fundido tome pasivamente la forma de un molde. Las diversas técnicas de producción ofrecen diferentes ventajas de resistencia, precisión y rentabilidad para la fundición de diferentes metales básicos.

Historia y Desarrollo del Sector

Aquí se explora los antecedentes de esta industria y sus tendencias históricas, incluyendo las innovaciones importantes que tuvieron lugar y los individuos que las llevaron a cabo.

Durante al menos 5.000 años, los humanos han estado fundiendo metales. La metalurgia comenzó en la Edad de Bronce, cuando los humanos empezaron a extraer minerales y a formarlos mediante la fusión o el martilleo. La Edad de Hierro comenzó en Europa alrededor del 1100 AEC. Sólo a través del contacto con Europa, las Américas entraron en la Edad de Hierro.

Aunque el hierro es el cuarto elemento más abundante y constituye más del 5% de la corteza terrestre, el hierro fundido no entró en uso comercial hasta 1700 cuando un mecánico llamado Abraham Darby y algunos obreros holandeses establecieron una fundición de latón en Bristol, Inglaterra. Fue allí donde él y sus hombres comenzaron a experimentar con el hierro como sustituto del latón. Esto presentó problemas técnicos, ya que el latón y el hierro son medios de vertido completamente diferentes en cuanto a la reacción con la arena y los patrones de solidificación. Darby recibió poca cooperación de sus trabajadores, y el proyecto tuvo poco éxito. La suerte de Darby cambió cuando un muchacho entusiasta que trabajaba en su taller, John Thomas, dijo que creía «ver dónde se lo habían perdido». Los dos trabajaron toda esa noche y hasta la mañana siguiente antes de fundir con éxito una olla de hierro completa. Por razones de propiedad, Darby y Thomas llegaron a un acuerdo en el que el chico debía seguir siendo su sirviente para guardar el secreto.
El hierro maleable fue patentado en Europa por Samuel Lucas en 1804. Sin embargo, no fue el primero en desarrollar la aleación. Un francés llamado Reaumur describió el proceso en 1722. En sus inicios, el hierro maleable era difícil de conseguir, debido a los controles químicos necesarios y a la falta de equipos para controlar la química. Desafortunadamente, cuando se fabricaba un lote malo de hierro maleable, era totalmente inútil porque era demasiado frágil y por lo tanto no se podía mecanizar. A pesar de esto, su popularidad no tenía parangón porque ofrecía la fluidez del hierro fundido y la ductilidad del acero. En Europa, el hierro maleable se usaba para la cuchillería, poleas, herrajes y rieles de ferrocarril. En 1831 Seth Boyden recibió una patente estadounidense, firmada por el Presidente Andrew Jackson, después de ganar una medalla de plata en 1828 por sus piezas fundidas expuestas en la Cuarta Exposición Anual del Instituto Franklin del Estado de Pennsylvania.

La producción en masa de acero barato se hizo posible después de la introducción del proceso Bessemer, que lleva el nombre de su inventor, el metalúrgico británico Sir Henry Bessemer. Bessemer razonó que el carbono en el arrabio fundido se une fácilmente con el oxígeno, por lo que una fuerte ráfaga de aire a través del arrabio fundido debería convertir el arrabio en acero reduciendo su contenido de carbono. En 1856 Bessemer creó un convertidor, un gran receptáculo en forma de pera con agujeros en la parte inferior para permitir la inyección de aire comprimido. Luego llenó el convertidor con arrabio fundido, sopló aire comprimido a través del metal fundido y encontró que el hierro se limpiaba de carbono y silicio en unos pocos minutos. Además, en lugar de congelarse por la ráfaga de aire frío, el metal se calentó. Una deficiencia del proceso de Bessemer era que no eliminaba el fósforo del arrabio, lo que hace que el acero sea excesivamente frágil. Por lo tanto, el proceso sólo podía ser utilizado en minerales sin fósforo, que son relativamente escasos y costosos. En 1876 el galés Sidney Gilchrist Thomas descubrió que al añadir piedra caliza al convertidor, el fósforo se convierte en una escoria que flota en la parte superior del convertidor y puede ser desnatada, lo que da como resultado un acero libre de fósforo. Este descubrimiento crucial significó que grandes reservas de mineral de hierro de todo el mundo podían usarse para hacer arrabio para los convertidores, lo que a su vez llevó a un aumento vertiginoso de la producción de acero barato en Europa y los Estados Unidos. El genio del magnate del acero Andrew Carnegie para reducir los costos de producción haría bajar los precios hasta 14 dólares por tonelada a finales del siglo XIX. Esta caída de los costos fue seguida por un aumento igualmente dramático de la calidad, ya que el acero sustituyó a los rieles de hierro, que tenían una vida media de dos años. Los nuevos rieles de acero tenían una vida útil de 10 años y podían soportar pesos de vagones de hasta 70 toneladas, frente a las 8 toneladas. Carnegie se apresuró a reconocer la importancia de la química en la fabricación de acero, que fue una de las claves de su éxito como fabricante de acero.

El hierro dúctil no fue descubierto hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Los metalúrgicos de laboratorio de la Compañía Internacional de Níquel notaron que la adición de un mayor contenido de magnesio que el normalmente requerido para el hierro gris produjo un material estructuralmente diferente. Al observarlo a nivel microscópico, las partículas de grafito habían tomado una forma esferoidal, acuñando así el nombre de «hierro nodular» en los Estados Unidos y «hierro fundido con grafito esferoidal» en Gran Bretaña. El reconocimiento de la resistencia mecánica del hierro nodular, al tiempo que le proporcionaba más ductilidad que otros metales de su clase, le dio su nombre más comúnmente aceptado, hierro dúctil. Tras su lanzamiento al mercado en 1949, ganó aceptación como un importante material de ingeniería y reemplazó muchas de las aplicaciones anteriores que antes estaban reservadas a los aceros y otros hierros.

La industria estadounidense de fundición de metales resultó gravemente herida en la década de 1980. Durante los años 70, la industria se vio abrumada por pedidos atrasados que excedían la capacidad anual. Esto produjo un mercado de vendedores, lo que se reflejó en las estrategias de precios y los márgenes de beneficios. Sin embargo, el volumen de los envíos fue el tema clave durante los años 70, no la calidad ni el precio. Durante el decenio de 1980 surgieron competidores extranjeros que podían vender piezas de fundición de mejor calidad a precios más bajos y proporcionar una entrega puntual. Cuando la economía entró en tiempos de recesión, los consumidores se dirigieron a los proveedores extranjeros, dejando atrás a los productores nacionales. Las fundiciones de los Estados Unidos no funcionaban a más del 50 por ciento de su capacidad a mediados de la década de 1980.

A mediados de la década de 1990, las fundiciones de hierro de EE.UU. habían perdido casi el 60 por ciento del tonelaje embarcado en comparación con los niveles de 1978. El hierro gris sufrió una enorme disminución entre 1978 y 1982, de aproximadamente 18,5 millones de toneladas métricas (mmt) a 9,5 millones de toneladas métricas. Entre 1982 y 1990, los embarques de hierro gris continuaron disminuyendo. Sin embargo, el hierro dúctil ha mostrado un ligero crecimiento en los envíos desde 1982, continuando una tendencia iniciada en 1966. El crecimiento del hierro dúctil se debe en gran medida a su creciente reconocimiento como una mejor alternativa, económica y estructural, a los hierros grises y maleables.
La industria de la fundición experimentó un gran estancamiento de la demanda a mediados y finales del decenio de 1990 y una recesión a finales de 2000 y 2001. Tras los descensos de los años anteriores, algunos fabricantes consideraron los años de estancamiento como un período relativamente saludable. En los Estados Unidos, la producción anual de piezas de fundición ferrosa se mantuvo en el nivel de 13 millones de toneladas métricas entre 1994 y 1997. En 1997 estas piezas fundidas de hierro y acero estaban valoradas en aproximadamente 18.000 millones de dólares. Para el año 2000 se esperaba que el valor de todos los envíos de piezas fundidas de los Estados Unidos, incluido el aluminio y otros metales no ferrosos, alcanzara los 33.000 millones de dólares de los EE.UU. en un volumen de 16,3 millones de toneladas métricas, lo que representaba un aumento del 10 por ciento en valor y del 4 por ciento en volumen con respecto a los niveles de 1997.
Sin embargo, la producción no alcanzó las proyecciones. En el año 2000, las fundiciones de los Estados Unidos enviaron 14 millones de toneladas métricas de hierro y acero fundido, el año de envío más bajo desde 1992, con ventas de 28 millones de dólares. Las proyecciones para 2001 eran aún más sombrías, y las fundiciones se prepararon para una desaceleración económica, particularmente en la industria automotriz.

Aunque los Estados Unidos experimentaron una disminución de la producción de vehículos ligeros en 2006, los envíos de piezas de fundición de metal aumentaron más del 1,5% con respecto a 2005, hasta 14,6 millones de toneladas métricas. Las ventas de piezas de fundición de metal se estimaron en 35.000 millones de dólares para 2006, según Modern Casting.

En 2012, más de 12,8 millones de toneladas métricas de piezas fundidas en los Estados Unidos estaban valoradas en más de 36.000 millones de dólares. Estados Unidos era el segundo productor mundial de piezas de fundición de metal, detrás de China, seguido de India, Japón, Alemania y Rusia. Estos países han sido líderes de la industria en términos de producción y exportación desde al menos los primeros años del siglo XXI, aunque su clasificación en relación con los demás cambia un poco cada año.

Muchas fundiciones estadounidenses, en particular, mantuvieron gran parte de su actividad durante la recesión de 2008-2009 centrándose en las aplicaciones aeronáuticas. Sin embargo, aun cuando esta industria siguió siendo un comprador fundamental de esos productos, las fundiciones siguieron dependiendo en mayor medida de otras aplicaciones. Según la Sociedad Americana de Fundición, Inc., la industria automotriz es la mayor usuaria de piezas de fundición, con un 31 por ciento del total en 2014. Las tuberías y accesorios utilizaron el 20 por ciento, mientras que los equipos pesados utilizaron alrededor del 16 por ciento.

Condiciones Actuales de esta Industria

Esta subsección examina las más importantes tendencias y estadísticas recientes, incluidas las que tienen mayor impacto en el futuro de este sector económico.

Período 2010-2015

Mientras que Technavio era optimista sobre la industria mundial de fundición de hierro, los datos de la Asociación Mundial del Acero (WSA) contaban una historia diferente. En 2012 la producción de altos hornos de hierro a nivel mundial fue de alrededor de 1.123 millones de toneladas métricas, y este número disminuyó en los tres años siguientes a 1.153 millones de toneladas métricas en 2015. Si bien era teóricamente posible que las empresas de fundición de hierro pudieran ver un aumento de sus beneficios incluso cuando la producción general de hierro disminuyera (por ejemplo, al fabricar más bienes de valor añadido), era más probable que la disminución de la producción de hierro señalara el impacto de los bienes sustitutivos.

Un informe de enero de 2015 de la Sociedad Americana de Fundición declaró que, sobre la base de los datos de 2013, «los Estados Unidos son el segundo país del mundo en envíos de fundición basados en el tonelaje, después de China y por delante de la India». China era el líder indiscutible, con 44,5 millones de toneladas métricas. Estados Unidos estaba a 12,3 millones de toneladas métricas, o unas 3,6 veces menos que el líder mundial. La India, en tercer lugar, estaba en 9,81 millones de toneladas métricas, seguida por Japón (5,54 millones de toneladas métricas) y Alemania (5,19 millones de toneladas métricas).

En un artículo publicado en Bloomberg en abril de 2016 por Jasmine Ng se afirmaba que los precios del mineral de hierro habían aumentado en China debido a un incremento de la demanda causado en parte por los esfuerzos de estímulo del gobierno. «Las ganancias del mineral de hierro en 2016 contrastan fuertemente con los tres años anteriores, cuando la ralentización de la economía china golpeó la demanda y los precios, estimulando un exceso global», escribió Ng. Aun así, el repunte no fue necesariamente de naturaleza estructural, y muchos esperaban que la oferta de mineral de hierro se pusiera al día y redujera los precios de nuevo a corto plazo.

Revisor de hechos: Marck

Altos hornos

Construcciones utilizadas para realizar la fusión y reducción de minerales de hierro, con objeto de producir arrabio. Suele tener forma de cuba y sus paredes interiores están construidas con materiales refractarios. Tradicionalmente, su principal combustible ha sido el carbón, aunque actualmente se utilizan otros, como el petróleo crudo.

Historia en España

Los primeros altos hornos se establecieron en la prov. de Málaga, donde Manuel Agustín Heredia instaló la primera fábrica siderúrgica de España, La Concepción, en las cercanías de los yacimientos ferrosos de Ojén y que comenzó a funcionar en 1832. Para poder competir con las ferrerías vascas, de mayor tradición, Heredia aplicó los procedimientos de la siderurgia británica (v. ferreria). Posteriormente construyó la fábrica La Constancia en las proximidades de Málaga, con la pretensión de reducir costes al evitar los gastos de transporte del carbón descargado en el puerto malagueño. En el resto de España los altos hornos se introdujeron más tarde, en algunos casos, como en Cantabria y el País Vasco, por causas ajenas a la técnica, ya que la mayoría de las ferrerías permanecieron inactivas durante la I Guerra Carlista (1833-1840), o fueron destruidas, como la fábrica La Merced de Guerizo (Cantabria). En 1847 se pusieron en funcionamiento los altos hornos instalados por la empresa Palentina-Leonesa en Sa-bero (León), los primeros en emplear el carbón de coque como combustible en substitución del carbón vegetal, utilizado hasta entonces. Al año siguiente, Francisco Antonio de Elorza introdujo este tipo de altos hornos en la fábrica de Mie-res (Asturias) y en 1849 se generalizó su uso en el resto de España y se instalaron en Bera (Navarra), San José (Toledo) y la fábrica de Santa Ana (Bolueta, Vizcaya). Ello permitió a estas zonas alcanzar el desarrollo de la siderurgia andaluza, y en el caso de Asturias y País Vasco superarla, debido sobre todo al incremento de la demanda de hierro derivado de la construcción de la red de ferrocarriles, tras la Ley General de Ferrocarriles (1855). En la década de 1880 el convertidor Bessemer para la obtención de acero supuso un impulso decisivo para la siderurgia vasca, ya que el hierro de la cuenca minera vizcaína cumplía el principal requisito exigido por ese sistema, el bajo contenido de fósforo. Los beneficios que proporcionaron la explotación y exportación del hierro permitieron la creación de la empresa Altos Hornos y Fábricas de Hierro y Acero, propiedad de la familia Ibarra, que el 8-X-1885 obtuvo el primer lingote de acero de España por el procedimiento Bessemer y cuatro años después encendió el primer horno Martin-Siemens. En 1902 esta empresa se unió a La Vizcaya y la Sociedad Anónima Iberia, con lo que se constituyó Altos Hornos de Vizcaya. Durante el s. XX los principales altos hornos han sido, además de los de Vizcaya, los de Sa-gunto (Valencia) y Aviles (Asturias).

Autor: Cambó

Sector de Fabricación de Metales Primarios

Véase el Sector de Fabricación de Metales Primarios.

Segmentación Geográfica de Fabricación de Metales Primarios

Recursos

Véase También

• Esquema de la Tecnología de las Principales Industrias
• Estudios Económicos Sectoriales
• Fabricación de Metales Primarios
• Metales
• Sector Secundario
• Sector de Fabricación de Metales Primarios