Upload
naira-luz-carvajal
View
26
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 1
INDICE
INDICE .................................................................................................................................... 1
1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO ............................................................................................. 3
2. INTRODUCCION........................................................................................................... 3
3. MATERIAS PRIMAS ........................................................................................................ 4
3.1. DESCRIPCIN DE MATERIAS PRIMAS .................................................................... 4
3.2. SELECCIN DE LAS MATERIAS PRIMAS ................................................................. 6 3.3. COMPONENTES DE LAS MATERIAS PRIMAS ......................................................... 7
3.4. INDUSTRIAS CEMENTERAS EN BOLIVIA ................................................................ 8 3.4.1. SOCIEDAD BOLIVIANA DE CEMENTO S.A SOBOCE S.A. .......................... 8 3.4.2. FBRICA NACIONAL DE CEMENTO S.A. - FANCESA .............................. 10 3.4.3. COOPERATIVA DE CEMENTO, INDUSTRIAS Y SERVICIOS COBOCE Ltda. 11 3.4.4. ITACAMBA CEMENTO S.A. ............................................................................ 13
4. PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DEL CEMENTO ................................................ 14 Propiedades generales del cemento ...................................................................... 14
4.1. CARACTERSTICAS QUMICAS ............................................................................. 15
4.2. CARACTERSTICAS FISICAS .................................................................................. 15
5. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND ............................................................... 17
5.1. EXTRACCIN Y PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMAS ............................... 17
5.2. DOSIFICACIN Y PREHOMOGENIZACIN ......................................................... 18
5.3. SECADO Y MOLIENDA DEL CRUDO .................................................................... 18
5.4. HOMOGENIZACIN ............................................................................................. 19
5.5. FABRICACIN DEL CLNQUER. ............................................................................ 20
5.6. MOLIENDA Y ACABADO. ..................................................................................... 23
5.7. ENSACADO ............................................................................................................ 24
6. PROCESO DE PRODUCCION ...................................................................................... 24
6.1. PROCESO POR VIA HUMEDA ............................................................................... 25
6.2. PROCESO VA SEMIHMEDA ............................................................................... 26
6.3. PROCESO VA SEMISECA ...................................................................................... 26
6.4. PROCESO VA SECA ............................................................................................... 26
7. EL CLINKER .................................................................................................................. 27 Componentes bsicos .................................................................................................... 27
8. CEMENTOS ESPECIALES .............................................................................................. 28 El cemento portland .................................................................................................. 29 CEMENTOS DE MEZCLAS ............................................................................................ 30 CEMENTO DE FRAGUADO RPIDO ............................................................................ 31 CEMENTO ALUMINOSO ............................................................................................... 31
9. NORMAS DE PRODUCCION INDUSTRIAL ................ Error! Marcador no definido.
10. MAQUINARIA Y EQUIPO ......................................................................................... 32
10.1. MAQUINAS ........................................................................................................ 33
11. MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y SUSTITUTIVO .................................................. 35
12. INCIDENCIA CON EL MEDIO AMBIENTE............................................................... 36
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 2
13. EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL ............................................................. 43
14. CONCLUCIONES ....................................................... Error! Marcador no definido.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 3
INDUSTRIA DEL CEMENTO
1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO
El desarrollo de este trabajo me permite conocer y estudiarlos los distintos mtodos
o procesos de la fabricacin del cemento, ya que este es uno de los principales
materiales de construccin que ser utilizado en las distintitas obras que
construiremos en el futuro el desarrollo de muestro ejercicio profesional.
Tambin con el desarrollo de este trabajo tengo como objetivo conocer las
diferentes los ingredientes o materias que forman parte de los componentes para la
elaboracin del cemento.
2. INTRODUCCION
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla
calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto
con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se
convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla
para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados ptreos (grava y arena) y
agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plstica que fragua y se endurece,
adquiriendo consistencia ptrea, denominada hormign (en Espaa, parte de Suramrica
y el Caribe hispano) o concreto (en Mxico y parte de Suramrica). Su uso est muy
generalizado en construccin e ingeniera civil.
El cemento se invent hace aproximadamente 2000 aos por los romanos, de forma
totalmente fortuita, como ha ocurrido con otros inventos. Al hacer fuego en un agujero
recubierto de piedras, consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras
calcreas o el yeso, convirtindolas en polvo que se deposit entre las piedras. Al llover,
dicho polvo uni las piedras entre s.
Los egipcios utilizaron un cemento fabricado con yeso impuro calcinado, que sirvi para
unir los bloques de piedra en la construccin de las pirmides. El secreto de la
durabilidad del cemento se perdi y en la Edad Media tan solo fue posible fabricar
cemento de mediana calidad.
En 1756, Smeaton descubri que los mejores cementos se obtenan al mezclar caliza con
un 20- 25% de materia arcillosa. En 1845, Johnson fij las proporciones de materias
primas a utilizar, as como la temperatura de coccin, con lo que se asisti al inicio de la
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 4
industria de cemento Portland. Dicho nombre le fue dado por su similitud con la piedra
de Portland.
3. MATERIAS PRIMAS
3.1. DESCRIPCIN DE MATERIAS PRIMAS
A) Arcilla La arcilla es uno de los materiales ms comunes dentro los minerales no metlicos. La
mayor parte de las arcillas se forman por meteorizacin de rocas preexistentes que
permanecen in situ o son transportadas y depositadas como sedimentos. Siendo las
arcillas el resultado de la descomposicin de diversos tipos de rocas, difcilmente se
encuentran depsitos de alta pureza y en muchos yacimientos se requiere efectuar un
tratamiento adecuado de seleccin.
B) Calizas Las calizas son rocas sedimentarias de origen qumico y orgnico formadas en ambientes
marinos y/o lacustres constituidas esencialmente por carbonato de calcio Ca CO3; que
tienen como impurezas Mg, Si, Al, K,P, generalmente en forma de xidos. Las calizas no
pueden resistir los altos costos de transporte a distancias muy grandes de los centros de
consumo.
C) Yeso El yeso es un sulfato de calcio hidratado Ca SO42H2O.Con ste trmino se designa tanto
al mineral como a la roca. Algunas variedades de yeso incluyen a la selenita que es una
forma transparente y de buen clivaje; el alabastro de color blanco puro, es macizo y
finamente cristalizado.
En la fabricacin de los distintos tipos de cemento portland se utilizan como materias
primas el clinker de cemento portland y diversos productos naturales (Tierra de
diatomeas, tobas volcnicas, etc.) y artificiales (escoria siderrgica, cenizas volantes,
escorias metalrgicas, etc.), como se muestra en la tabla 1.1
La composicin qumica del CLINKER de cemento portland (o del cemento portland
62/67 % CaO, 18/24 % SiO2, 4/8 % Al2O3 y 1.5/4.5 % Fe2O3), teniendo en cuenta
solamente a sus cuatro xidos principales, cae dentro del sistema cuaternario CaO-SiO2-
Al2O3-Fe2O3, siendo el xido mayoritario el CaO, disminuyendo despus en el orden
SiO2-Al2O3- Fe2O3 . Esto nos indica que los componentes de las materias primas deben
de ser predominantemente calcreos con cantidades sucesivas ms pequeas de
constituyentes silceas, aluminosas y ferruginosas.
Rocas naturales que tengan los cuatro xidos principales en las proporciones adecuadas y
que, por tanto, no necesiten ninguna correccin para que mediante su coccin den el
Clinker, son extremadamente raras. Se pueden mencionar la portland Stone en
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 5
Lehigh, OHIO (USA) y Novorosiisk (Rusia). Por tanto, la eleccin de las materias primas
para fabricar el Clinker de cemento Portland cae en una variedad, ms o menos grande,
de rocas de origen natural y en una escala muy reducida de productos industriales
(generalmente subproductos).
El xido mayoritario (CaO) se obtiene normalmente de la calizas (CaCO3), la cual puede
representar sobre el 70-99 % dependiendo de su calidad (Normalmente el 75-80 %) en
peso de las materias primas a mezclar (Componente principal de las materias primas).
Aunque la caliza (COMPONENTE CALCAREO), en general, contiene como impurezas
cantidades de los otros xidos del sistema cuaternario mencionado, no los tiene en las
proporciones deseadas, por lo que es necesaria una segunda materia prima para ajustar
la proporcin adecuada de xidos. Esta segunda materia prima usualmente son las
arcillas o las margas (COMPONENTE ARCILLOSO) (Componente secundario o aditivo).
Finalmente, es necesario la adicin de algunos elementos correctores, principalmente,
el hierro.
Finalmente hay que resaltar que, generalmente, para fabricar una tonelada de cemento
son necesarias 1.6 toneladas de materias primas aproximadamente.
Tabla 1.1.- Materias primas para la fabricacin del cemento.
Categora Naturaleza Materiales en uso
Principal Carbonatos Calizas, cretas, margas calcreas, mrmoles
y calizas marmoleas, arenas marinas
calcreas, caliches, lodos de carbonato de
calcio procedentes de las conchas marinas,
industrias de los fertilizantes , del azcar y
del papel.
Aluminosilicatos Arcillas, margas, esquistos, pizarras,
materiales de recubrimiento (Suelos), filitas,
cenizas volantes, cenizas del carbn.
Silicatos de calcio Rocas wollastonticas, escorias metalrgicas,
residuos
nefelnicos de la industria del aluminio.
Suplementaria Materiales
correctores
Silceos: Arena, areniscas, cenizas volantes,
tierra de
diatomeas.
Aluminosos: Bauxitas, china clay
Ferruginosos: Cenizas de tostacin de la
pirita, lateritas, polvo
de tragante, limaduras o chatarra de hierro,
lodos rojos.
Aditivos
especiales
Ayudas de molienda Trietanolamina, propilenglicol, etc.
Espesadores de Agentes que varan la energa superficial.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 6
papilla
Activadores
granulacin
Reactivos qumicos : Carbonato de sodio
Mineralizadores CaF2, Na2SiF6, Ca5(PO4)3, CaSO4.2H2O, etc
Materias primas para convertir el clinker en cemento
Categora Naturaleza Materiales en uso
Principal Regulador
de fraguado
Yeso natural o qumico.
Suplementario Adiciones
puzolnicas
o
cementante
s
Puzolanas naturales, escoria de horno alto, cenizas
volantes, humo de slice, cenizas de cscaras de arroz,
rocas tratadas trmicamente: arcillas, esquistos,
lateritas, etc.
Aditivos
especiales
Ayudas de
molienda
Trietanolamina, propilenglicol, etc.
Agentes
hidrofbicos
Pigmentos Oxido de hierro, xido de cromo, azul de cobalto,
3.2. SELECCIN DE LAS MATERIAS PRIMAS
En la seleccin de las materias primas, adems de poner nfasis en el aspecto tcnico-
econmico, que puede considerarse como el de mayor peso, as como en consideraciones
ecolgicas (medio ambientales), debe prestarse atencin a la optimizacin del nmero
de componentes de las materias primas.
Podemos analizar dos opciones:
Opcin I.
Se parte de un componente mayoritario que tenga una composicin qumica muy
prxima a la de la mezcla final que se quiere.
Esto presenta una ventaja, que es una menor complicacin con los aditivos y
componentes correctores (Se mueven menores tonelajes, etc). Sin embargo, aparecen
dificultades:
(1).-Tal componente o materia prima, al ser ms escaso en la naturaleza, puede no ser
fcilmente disponible en el lugar deseado (Cercanas de la ubicacin de la fbrica de
cemento).
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 7
(2).-Si esta disponible, los pequeos cambios en la composicin qumica que pueden
presentarse en posteriores fases de la explotacin del yacimiento, necesitarn cambios
en el componente adicional y/o componentes correctores para compensar el cambio en
el componente principal.
Opcin II.
Se parte de un componente mayoritario mucho ms puro, cuya composicin qumica y
mineralgica tenga pequeas variaciones en el transcurso de la explotacin del
yacimiento.
En este caso, por ejemplo, se partira de una caliza muy pura y se llevara su
composicin a la deseada mezclndola con cantidades sustanciales de componentes
adicionales y/o correctores.
Suponiendo que ambas opciones parten bajo parmetros tcnico-econmicos idnticos,
la ms adecuada a largo plazo ser la segunda, ya que se mantendrn constantes la
marcha de las operaciones y del proceso de fabricacin del clinker. No existe o existe
con una probabilidad muy pequea el riesgo de la calidad marginal de las materias
primas. La experiencia muestra que an con las tcnicas ms modernas y sofisticadas de
prospeccin geolgica y evaluacin de yacimientos, no se pueden garantizar
completamente las caractersticas de calidad de un yacimiento, as como sus
variaciones. Lo que si se debe aadir es que ese riesgo es mucho menor en la opcin II,
que en la I, ya que los yacimientos correspondientes a la II son mucho ms abundantes
que los de la I y, por tanto, es ms fcil seleccionar uno que mantenga su uniformidad
en el tiempo.
3.3. COMPONENTES DE LAS MATERIAS PRIMAS La mezcla de materias primas (CRUDO O HARINA DE CEMENTO) para la fabricacin del
Clinker contiene, en general, cuatro tipos de compuestos: carbonatos de calcio,
aluminosilicatos, compuestos de aluminio y hierro (Oxidos) y constituyentes minoritarios.
Los tres primeros son importantes en la formacin del clinker, mientras que los
minoritarios, dependiendo del tipo y cantidad, influyen o pueden influir de forma
decisiva sobre el proceso de fabricacin (Marcha del precalentador, estabilizacin del
horno, proceso de coccin, etc).
Por su parte los tres componentes principales deben de satisfacer entre ellos mismos las
siguientes condiciones:
1.-Compatibilidad composicional (Qumica y mineralgica).
2.-Combinabilidad trmica y reactividad (Aptitud a la coccin).
3.-Similar aptitud a la reduccin de tamao y a la homogeneizacin.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 8
3.4. INDUSTRIAS CEMENTERAS EN BOLIVIA
Son 4, las empresas vinculadas a la produccin de cemento en Bolivia: Fancesa S.A.,
COBOCE S.A., SOBOCE S.A. e ITACAMBA; estas estn como se refiere lneas abajo:
3.4.1. SOCIEDAD BOLIVIANA DE CEMENTO S.A SOBOCE S.A.
La Sociedad Boliviana de Cemento S.A., fue fundada10 en septiembre de 1925. Tiene
presencia nacional a travs de sus cuatro plantas productoras de cemento, ubicadas en
los departamentos de La paz, Oruro, Santa Cruz y Tarija. Adicionalmente, cuenta con
seis plantas hormign premezclado localizadas en diferentes ciudades del pas y una
planta de agregados ptreos en La Paz.
Las plantas de produccin de cemento con la que cuenta son:
Planta de produccin VIACHA
Soboce S.A. inicia11 sus actividades en la localidad de VIACHA con una capacidad de
produccin de 2.000 Ton mensuales, en febrero de 1928. Posteriormente se realizaron 4
ampliaciones adicionales, siendo la 6ta ampliacin la que define una capacidad de
produccin de clinker de 581.790 toneladas por ao. A partir de 2000 y por razones de
eficiencia operativa deja de considerarse el horno Allis Charmer y a su vez se optimiza la
produccin del horno FL2, a partir del 2004 se considera una capacidad instalada
promedio de 510.000 Toneladas ao.
El ao 2000 se produce la sptima ampliacin con la instalacin de un molino de
cemento a los niveles de produccin de clinker y los requerimientos de cemento del
mercado, en febrero de 2001 se la pone en funcionamiento disponiendo de una
capacidad de molienda de cemento de 481.120 ton por ao.
Planta de produccin EMISA
El ao 1988 nace la Empresa Minera Sajama S.A. (EMISA), a raz de dos cambios de razn
social de una primera empresa vinculada a la preparacin de los denominados lodos para
la perforacin. Posteriormente cambia su actividad a la produccin de cemento blanco
en pequea escala.
En noviembre de 2002 SOBOCE S.A. adquiere EMISA S.A. bajo el nombre transitorio de
Sociedad de Inversiones Oruro S.A. y en marzo de 2003 finalmente se fusiona a SOBOCE
S.A. , est ubicada en el km 3 carretera a Cochabamba.
Planta de produccin EL PUENTE
La Planta de Cemento El Puente, fue creada en 1982 con recursos de la Corporacin
Regional de Desarrollo de Tarija. En febrero de 1996 SOBOCE S.A. adquiere el 100% de la
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 9
fbrica produciendo 51.415 Ton. de Clinker. En la actualidad la capacidad instalada de
clinker llega a 195.000 Ton/ao y la capacidad de cemento es de 202.000 Ton/ao.
La adquisicin de la fbrica de cemento El Puente constituye la fusin de 2 empresas
rivales, con sta adquisicin SOBOCE estara expandiendo sus mercados hacia los
departamentos de Tarija y Potos.
En 1993, SOBOCE S.A inicia su proyecto de ampliacin de actividades productivas en
Bolivia, iniciando esta actividad en la Ciudad de Santa Cruz; en octubre de 1995, lanza al
mercado de Santa Cruz el CEMENTO WARNES
Las empresas incorporadas por SOBOCE a su grupo de operaciones ya sea por fusin o por
incorporacin y disolucin de la sociedad incorporada, se constituye en una alianza
estratgica para poder sumar cuotas de mercado y posiblemente concentrar el mercado.
Obtener mximo beneficio aprovechando la ubicacin de las nuevas plantas,
incrementando capacidad productiva y adaptando nueva tecnologa a las mismas para
volverlas ms eficientes.
3.4.1.1. Materias Primas
Dentro de las materias primas que usa SOBOCE para la produccin de cemento se tienen;
piedra caliza, hierro, xido de hierro, arcilla, puzolana, toba y puzolana silca. Varios de
sus proveedores, trasladan las materias primas desde yacimientos ubicados a diferentes
distancias. Las cantidades utilizadas de materias primas, se han mantenido constantes
durante el periodo 2009-2011.
Cuadro 6
SOBOCE SA: Empresas proveedoras de
materia prima MATERIA PRIMA
EMPRESA PROVEEDORA
Piedra Caliza
.
Especialistas en minerales calizos S.A
Asociacin de Mineros Productores de
Piedra Caliza Amiprocal
Cooperativa Industrial Minera Collana
Ltda
Yeso Especialistas en Minerales Calizos S.A.
Ad'venir
Edgar Condori
Juan Eugenio Arroyo
Juan Eugenio Huaylla
Jhonny Luis Espinoza Charoo
Oxido de Hierro Carlos Rocabado Rocabado
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 10
Oxido de Hierro Alfredo Leao
Oxido de Hierro Feliciano Burgos
Oxido de Hierro Jorge Ortega
Arcilla Especialistas en minerales calizos S.A.
Toba Especialistas en minerales calizos S.A.
Puzolana Especialistas en minerales calizos S.A.
Cooperativa Minera Cala Cala Ltda
Leonardo Pocomani
Empresa Flores & Davezies S.R.L.
Puzolana Silcica Genny Alba Veizaga
Anibal Vasquez Barientos
Especialistas en Minerales Calizos S.A., se cre en febrero de 2006 y el objeto de su
creacin fue la exploracin, explotacin, beneficio, industrializacin y transporte de
piedra caliza, yeso, arcilla, puzolana, xido de hierro y en general minerales metlicos y
no metlicos. Siendo el 99.5% de sus acciones propiedad de SOBOCE S.A., esta situacin
denota una integracin vertical hacia atrs para esta empresa que buscara asegurar su
aprovisionamiento de insumos.
3.4.2. FBRICA NACIONAL DE CEMENTO S.A. - FANCESA
La Fbrica Nacional de Cemento (Fancesa), fue fundada como consecuencia de un sismo
ocurrido en Chuquisaca en el ao 1948, despus de este suceso se realizaron estudios de
yacimientos calcreos que establecieron la factibilidad de ubicar la planta en las afueras
de la ciudad de Sucre con una capacidad de produccin de 100 toneladas por da tanto
de clinker como de cemento.
En enero de 1959, el Gobierno autoriza la creacin de una sociedad annima entre: La
Universidad Mayor de San Francisco Xavier, la Municipalidad de Sucre y la Corporacin
Boliviana de Fomento,CBF, bajo la denominacin de FBRICA NACIONAL DE CEMENTO
S.A., con domicilio legal en la ciudad de Sucre y su funcin principal es generar
utilidades por la adquisicin, obtencin y explotacin de yacimientos de cal, yeso y
materias primas apropiadas para la fabricacin de cemento y/o derivados de los mismos.
A partir de septiembre de 1999 la Prefectura, transfiere su derecho propietario a
SOBOCE, sin embargo, el ao 2010, el Gobierno Autnomo Municipal de Sucre recupera
las acciones pertenecientes a SOBOCE S.A., quedando la composicin accionaria
repartida entre; el Gobierno Departamental Autnomo de Chuquisaca, Universidad Mayor
Real de San Francisco Xavier de Chuquisaca y Gobierno Autnomo Municipal de Sucre.
Direccin: Calle Batalln Colorados N 24 Edificio El Cndor Piso 11 Telfono y
Fax: (591 - 2) 2150000 2152118 - 2152119 - 2110779 Casilla: 2228 La Paz Bolivia
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 11
3.4.2.1. Materias Primas
Fancesa incluye entre sus materias primas; caliza, puzolana, piedra yesera, xido de
hierro y arcilla. Las empresas proveedoras de estos materiales son varias, las mismas que
se identifican en el cuadro 7. Resaltar que la cantidad aprovisionada de materia prima
se mantuvo constante durante estos 3 ltimos aos.
Cuadro 7
FANCESA: Empresas proveedoras
de materia prima en Toneladas
MATERIA PRIMA
EMPRESA
PROVEEDORA
2009 2010 2011
Caliza Sermisud 759.069 759.069 759.069
Puzolana Sermisud 133.436 133.436 133.436
Puzolana Acminbol 2.932 2.932 2.932
Piedra Yesera Sermisud 47.314 47.314 47.314
xido de Hierro Sermisud 2.145 2.145 2.145
xido de Hierro Gruminbol 8.299 8.299 8.299
Arcilla Sermisud 1.066 1.066 1.066
Como seala en su pgina web, las materias primas que utiliza Fancesa son explotadas
en canteras propias: piedra caliza de la cantera Cal-Orcko en la misma ubicacin de la
Planta; piedra yesera de la cantera Milluni a 42 Km al Norte; puzolana de la cantera La
Calera a 45 Km al Sur; y xido de hierro de la localidad de Llinfi a 15 Km al Norte.
Servicios Mineros del Sud (Sermisud S.A.), se constituy en marzo de 2008, el objeto de
su constitucin es la actividad minera en general como ser: la prospeccin, exploracin,
explotacin, concentracin, refinacin tanto de minerales como de metales. Es preciso
resaltar que Fancesa posee el 80% de las acciones de esta empresa. Aparte de estas
canteras, Fancesa tiene derechos de explotacin sobre otras canteras que garantizan la
provisin de materia prima por muchas dcadas.
De acuerdo a esta informacin Fancesa habra utilizado un esquema de integracin
vertical para la produccin del cemento.
3.4.3. COOPERATIVA DE CEMENTO, INDUSTRIAS Y SERVICIOS COBOCE Ltda.
La fbrica de cemento COBOCE, viene desarrollando sus actividades de produccin desde
el 15 de septiembre de 1972, la planta se encuentra ubicada en la localidad de Irpa Irpa
provincia Capinota a 67 Kms. de la ciudad de Cochabamba12. COBOCE inicio operaciones
de produccin con un volumen de 100.000 Tm de clinker/ao. El ao 1993 la planta
ampla su capacidad a 300.000 Tm de clinker/ao.
Est programada la puesta en marcha para el ao 2012, de una nueva lnea de
produccin con ingeniera, partes y piezas de la prestigiosa empresa alemana Polysius, la
misma que tendr una capacidad de 500.000 Tm de clinker/ao. Su principal objetivo
est concentrado en lograr el montaje de la nueva lnea de cemento.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 12
COBOCE ha diversificado su produccin entre otras cosas, en lo que se refiere a
productos de cermica, a productos de metal y a servicios de premezclado de hormign
y prefabricados de losetas, como se detalla lneas abajo.
COBOCE CERAMIL es una Unidad Productiva de la Cooperativa Boliviana de Cemento,
Industrias y Servicios Ltda. Que se incorpor a las industrias de COBOCE Ltda. a partir
del ao 1989. Esta empresa es fabricante de materiales de cermica roja destinados a la
construccin, como ser tejas, ladrillos, complementos y otros
COBOCE METAL inici sus actividades fundamentalmente para la ampliacin de la fbrica
de cemento, habiendo desempeado importante labor en la construccin de la
infraestructura metlica. Est ubicada en la zona de Piami. Los principales productos y
servicios que ofrece COBOCE METAL son los siguientes:
Corte, plegado, cilindrado en plancha hasta 1/2" de espesor, estructuras metlicas,
elementos carroceros, alargues de carroceras, carpintera metlica en general, tolvas,
buzones, conductos cilndricos, tinglados metlicos, moldes diversos, pupitres para
escuelas, puertas y mamparas, silos, estructuras para cubiertas de techo, batientes,
corredizas, banderolas, puertas plegadizas, cajas de herramientas, steel panel y otros.
COBOCE Ltda cuenta con una amplia gama de productos y servicios. Estos van desde la
preparacin de diferentes tipos de hormign, como ser: hormigones simples,
estructurales, de alta resistencia inicial, para pavimento, con fibras de polipropileno o
de acero, con aditivos especiales para mejorar las propiedades del concreto.
Estos hormigones son empleados en la construccin de casas o viviendas pequeas,
edificios de mediana y gran altura, puentes, tanques para agua, muros de contencin,
calles, avenidas y carreteras.
Asimismo, COBOCE est incursionando en el campo de productos prefabricados como
losetas para el calles, avenidas, patios de carga y descarga de productos, bloques de
hormign para muros de contencin, cordones prefabricados para aceras, etc.
3.4.3.1. Materia prima
Las materias primas que Coboce utiliza son: caliza, hierro, arcilla, yeso y puzolana, sus
proveedores se detallan en el cuadro 8. Es preciso resaltar que en los 3 ltimos aos se
presentan niveles constantes en la cantidad de materia prima aprovisionada.
Cuadro 8
COBOCE: Empresas proveedoras de materia
prima en Toneladas MATERIA PRIMA
EMPRESA
PROVEEDORA
2009 2010 2011
Caliza COBOCE 459.091 459.091 459.09
1
Hierro Com. Umititi 1.913 1.913 1.913
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 13
Oruro
Arcilla (Lutita) COBOCE 28.256 28.256 28.256
Yeso COBOCE 20.379 20.379 20.379
Puzolana Eliodoro
Velarde
99.744 99.744 99.744
3.4.4. ITACAMBA CEMENTO S.A.
Itacamba Cemento S.A. naci en el ao 1994 con el grupo boliviano Tumbar-Coceca que
en colaboracin con la empresa Cemento Itau de Brasil, produjeron en un inicio el
cemento marca Camba
La empresa Itacamba fue creada en el ao 1997 y pertenece desde entonces a los grupos
empresariales Votorantin Cimientos, Camatgo Correa (ambas del Brasil) y Coceca
(Compaa de Cemento Camba de Bolivia).
En 1989, el grupo boliviano Tumpar, con el apoyo del grupo Ita, decide iniciar la
construccin de una molienda en la poblacin de Puerto Quijarro13 bajo el nombre de
Itacamba Cemento S.A. cuenta con una capacidad instalada de 200.000 Toneladas.
La empresa ITACAMBA, se provee de materias primas como; clinker, yeso y caliza de
diferentes empresas, como se puede apreciar en el cuadro 9;
Cuadro 9
ITACAMBA : Empresas proveedoras de
materia prima MATERIA PRIMA
EMPRESA PROVEEDORA
Clinquer Votorantin Cimento Brasil Ltda.
Yeso SA.MO SRL. - Reb Serrano
Caliza COCECA S.A.
El 33.33% de las acciones de Coceca S.A., pertenecen a Itacamba, por lo tanto las
empresa Itacamba tiene vinculo directo con dicho proveedor de materia prima.
3.4.4.1. Materia prima
En el grfico 6, se presenta la informacin de provisin de materia prima, la misma
muestra que la provisin de clinker en el ao 2009 se redujo en 6,03% en relacin al ao
2010, para el ao 2011 tambin se observa una disminucin del 4.59% en relacin al
2009.
En el caso del yeso se tuvo un incremento para los aos 2010 de 8% respecto del 2009 y
el 2011 de 0.2% en relacin al 2010.
Para la piedra caliza se observa una disminucin del 18.6% en el ao 2010 respecto del
2009 y el 2011 se experiment un incremento del 32%, respecto del 2010. Estas
variaciones coinciden con el nivel de produccin de Itacamba para estos 3 ltimos
perodos. Esta figura es particular, debido a que difiere de la observada en las dems
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 14
empresas cementeras, las cuales mantuvieron constantes sus niveles de
aprovisionamiento de materia prima a lo largo de los ltimos aos.
Grafico 6
ITACAMBA : Provisin de materia prima en Ton/ao
FUENTE: En base a la informacin enviada por Itacamba
4. PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DEL CEMENTO
Propiedades generales del cemento
Buena resistencia al ataque qumico.
Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.
Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversin interna.
Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.
Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotrmico.
Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes en
construccin, como la cal area y el yeso (no hidrulico), el cemento endurece
rpidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la
combinacin cal slice.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 15
Ej: Anlisis qumico del cemento:
CaO 63 % (Cal)
SiO2 20 % (Slice)
Al2O3 6 % (Almina)
Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro)
MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio)
K2O + Na2O 1 % (lcalis)
Perdida por calcinacin 2 %
Residuo insoluble 0.5 %
SO3 2 % (Anhdrido Sulfrico)
CaO Residuo 1 % (Cal libre)
4.1. CARACTERSTICAS QUMICAS
Mdulo fundente
Compuestos secundarios
Perdida por calcinacin
Residuo insoluble
4.2. CARACTERSTICAS FISICAS
Superficie especfica
Tiempo de fraguado
Falso fraguado
Estabilidad de volumen
Resistencia mecnica
Contenido de aire
Calor de hidratacin
La propiedad de liga de las pastas de cemento Prtland se debe a la reaccin qumica
entre el cemento y el agua llamada hidratacin. El cemento Portland no es un
compuesto qumico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de
ellos conforman el 90% o ms de el peso del cemento Prtland y son: el silicato
triclcico, el silicato diclcico, el aluminato tricalcico y el aluminio ferrito tetraclcico.
Adems de estos componentes principales, algunos otros desempean papeles
importantes en el proceso de hidratacin. Los tipos de cemento Prtland contienen los
mismos cuatro compuestos principales, pero en proporciones diferentes. Cuando el
clinker (el producto del horno que se muele para fabricar el cemento Prtland) se
examina al microscopio, la mayora de los compuestos individuales del cemento se
pueden identificar y se puede determinar sus cantidades. Sin embargo, los granos mas
pequeos evaden la deteccin visual. El dimetro promedio de una partcula de cemento
tpica es de aproximadamente 10 micras, o una centsima de milmetro. Si todas las
partculas de cemento fueran las promedio, el cemento Prtland contendra
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 16
aproximadamente 298,000 millones de granos por kilogramo, pero de hecho existen unos
15 billones de partculas debido al alto rango de tamaos de partcula. Las partculas en
un kilogramo de cemento Prtland tiene una rea superficial aproximada de 400 metros
cuadrados. Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del
cemento Prtland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el
hidrxido de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este ultimo es con mucho el
componente cementante mas importante en el concreto. Las propiedades ingenieriles
del concreto, fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional
principalmente depende del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del
concreto. La composicin qumica del silicato de calcio hidratado es en cierto modo
variable, pero contiene cal (CaO) y slice (Si02), en una proporcin sobre el orden de 3 a
2. el rea superficial del hidrato de silicato de calcio es de unos 3000 metros cuadrados
por gramo. Las partculas son tan diminutas que solamente ser vistas en microscopio
electrnico. En la pasta de cemento ya endurecida, estas partculas forman uniones
enlazadas entre las otras fases cristalinas y los granos sobrantes de cemento sin hidratar;
tambin se adhieren a los granos de arena y a piezas de agregado grueso, cementando
todo el conjunto.
El conocimiento de la cantidad de calor liberado a medida de que el cemento se hidrato
puede ser til para planear la construccin. En invierno, el calor de hidratacin ayudara
a proteger el concreto contra el dao provocado por temperaturas de congelacin. Sin
embargo, el calor puede ser en estructuras masivas, tales como presas, porque puede
producir esfuerzos indeseables al enfriarse luego de endurecer. El cemento Prtland tipo
1 un poco mas de la mitad de su calor total de hidratacin en tres das. El cemento tipo
3, de alta resistencia temprana, libera aproximadamente el mismo porcentaje de su
calor en mucho menos de tres das. El cemento tipo 2, un cemento de calor moderado,
libera menos calor total que los otros y deben pasar mas de tres das para que se libere
nicamente la mitad de ese calor. El uso de cemento tipo 4, cemento Prtland de bajo
calor de hidratacin, se debe de tomar en consideracin donde sea de importancia
fundamental contar con un bajo calor de hidratacin. Es importante conocer la
velocidad de reaccin entre el cemento y el agua porque la velocidad de terminada el
tiempo de fraguado y de endurecimiento. La reaccin inicial debe ser suficientemente
lenta para que conceda tiempo al transporte y colocacin del concreto. Sin embargo,
una vez que el concreto ha sido colocado y terminado, es deseable tener un
endurecimiento rpido. El yeso, que es adicionado en el molino de cemento durante la
molienda del clinker, acta como regulador de la velocidad inicial de hidratacin del
cemento Prtland. Otros factores que influyen en la velocidad de hidratacin incluyen la
finura de molienda, los aditivos, la cantidad de agua adicionada y la temperatura de los
materiales en el momento del mezclado.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 17
5. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND Las operaciones bsicas a considerar en la fabricacin del cemento son las siguientes:
Extraccin y trituracin.
Dosificacin y prehomogenizacin.
Secado y molienda del crudo.
Homogenizacin.
Fabricacin del clnquer.
Molienda y ensilado.
Expedicin.
Con vistas a una mejor comprensin de las tcnicas del ahorro de energa, se har un
breve resumen de las principales caractersticas de cada una de las operaciones bsicas
consumidoras de energa.
5.1. EXTRACCIN Y PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMAS
En la labor de extraccin se utilizan actualmente mquinas perforadoras de gran
rendimiento que realizan su trabajo apoyadas por grandes voladuras con barrenos desde
la superficie.
Dada la variedad y diferente grado de complejidad que presentan los distintos
yacimientos, es difcil sacar conclusiones prcticas sobre los mtodos de explotacin ms
idneos que permitan un menor consumo de energa y de explosivos en esta fase del
proceso.
Extraccion de canteras
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 18
5.2. DOSIFICACIN Y PREHOMOGENIZACIN
El material triturado es transportado a fbrica por diversos procedimientos (cintas,
camiones, etc.) y depositado en los correspondientes silos en un hangar preparado al
efecto. El resto de las materias primas necesarias en el proceso son asimismo
almacenadas en dicho hangar una vez recepcionadas en fbricas.
A continuacin se procede a la dosificacin de los componentes, (algunos de los
elementos de ajuste puede adicionarse posteriormente). Cabe aqu hacer una distincin
entre los procesos de va hmeda y seca ya que en aquellos se realiza una adicin de
agua en la totalidad o en algn componente de la mezcla hasta formar una pasta apta
para ser conducida por bombas y tuberas, pudiendo completarse posteriormente esta
dilucin en la molienda.
5.3. SECADO Y MOLIENDA DEL CRUDO
Segn el proceso empleado, la molienda se realiza en seco o en hmedo.
En el caso de la va seca, la humedad del crudo impone limitaciones tcnicas en la
molienda y es por ello necesario proceder un secado previo del crudo.
El secado necesita unos gases que pueden tener diversas procedencias. En los sistemas
va seca generalmente los gases de escape del horno realizan el secado, bien en su
totalidad, bien apoyados por gases procedentes de un hogar auxiliar cuando la humedad
del crudo lo hace necesario.
La molienda del crudo se puede efectuar en varios escalones o en un molino nico con
varios compartimientos.
La eleccin del sistema de molienda puede realizarse segn los esquemas bsicos:
Molienda en circuito abierto, en el que el material que abandona el molino ya no
retorna al mismo. El elevado consumo energtico y su poca flexibilidad al tratar
de variar la finura del producto hacen que tienda a abandonarse.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 19
Molienda en circuito cerrado, en el cual un sistema de separacin establece dos
flujos, uno de gruesos que retornan al molino y otro de finos que se incorporan al
proceso principal.
En los procesos va hmeda la molienda de la pasta, que por supuesto no requiere aporte
adicional de calor, se realiza en molinos similares a los de va seca.
Para la molturacin del material crudo se necesita entre un 20% y un 50% de la energa
elctrica total del proceso. Adems en algunos procesos se requiere tambin energa
trmica para el secado del material, alcanzndose en va semiseca el 7%
aproximadamente del consumo global. El acabado final se obtiene en un molino de
bolas, normalmente dividido en varios compartimentos, destinndose el primero al
secado y los restantes a moliendas de progresiva finura.
Cuando la molienda se realiza en ms de una etapa, normalmente dos, el crudo es
secado y triturado previamente en una machacadora que admite gases calientes,
pasando posteriormente al molino de bolas donde se completa el secado y se alcanza la
granulometra deseada.
En algunas instalaciones la machacadora es sustituida por un secador flash que en su
parte inferior lleva acoplado un molino de martillos para desmenuzar los tamaos
gruesos.
5.4. HOMOGENIZACIN
Dado que las materias primas utilizadas para la fabricacin del clnquer de cemento
deben cumplir unas especificaciones definidas, antes de proceder a su coccin es
necesario realizar un ajuste definitivo. Esta operacin se conoce con el nombre de
homogenizacin.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 20
En esta fase del proceso se determina la composicin elemental del crudo resultante y
se establecen relaciones numricas entre los componentes qumicos ms importantes
resultando una serie de mdulos.
De la eficiencia de la homogenizacin depende en buena medida la marcha regular del
horno, teniendo por consiguiente una gran incidencia en el consumo energtico de la
planta.
Las instalaciones de homogenizacin en los procesos de va seca pueden ser discontinuas
o continuas. En estas ltimas es necesaria una prehomogenizacin a partir de unas
materias primas previamente ajustadas.
5.5. FABRICACIN DEL CLNQUER.
Esta operacin incluye los procesos comprendidos desde la alimentacin del crudo hasta
la salida del clnquer del enfriador.
Previamente, en el proceso de va hmeda, la pasta homogenizada se alimenta
directamente al horno. Por ltimo en la va seca, el crudo (harina) a su salida de
homogenizacin pasa a los sistemas de alimentacin y de este a un precalentador
constituido al menos por una etapa de ciclones.
Los procesos fsico-qumicos por los que atraviesa el crudo a medida que se va
calentando son los siguientes:
El crudo sufre unos procesos fsico-qumicos a medida que va calentndose:
Secado hasta una temperatura prxima a los 150C.
Eliminacin del agua de constitucin de la arcilla hasta los 500C.
Descarbonatacin desde 850C hasta unos 1.100C.
Clinkerizacin entre 1.250 y 1.475C.
En general las reacciones que se producen hasta la obtencin del clnquer son de
carcter fuertemente endotrmico consumindose entre 380 y 440 kcal/kg de clnquer.
Las reacciones que tienen lugar quedan reflejadas en la Figura 2.
Figura 2. Serie de Reacciones en la coccin de Clnquer.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 21
La serie de reacciones que se verifican a partir de los 550C es muy compleja. De todas
ellas la ms importante es la formacin del silicato triclcico (C3S) y este producto slo
es estable a temperaturas superiores a los 1250C; sta seria la mnima temperatura
requerida para la coccin del clnquer. Sin embargo, en la prctica se trabaja entre los
1400 y 1500C para que la formacin de C3S sea ms rpida. Por encima de los 1280C
se forma una fase lquida que favorece la reaccin y facilita el desarrollo de la costra
protectora del refractario del horno. No obstante, un crecimiento desmesurado de la
fase lquida implica una mayor resistencia del clnquer en su posterior molturacin.
Desde el punto de vista energtico interesa que la temperatura de clinkerizacin sea lo
ms baja posible y que la reaccin anterior se verifique en el mnimo tiempo.
La temperatura puede rebajarse a base de una molienda especialmente fina y con una
mezcla muy homognea de los diversos componentes. Existe para cada crudo un lmite
econmico entre el mayor consumo elctrico en su molienda y la disminucin del
consumo trmico para su sinterizacin.
Se puede favorecer la coccin del clnquer aadiendo fundentes y mineralizadores. Los
fundentes rebajan la temperatura mnima necesaria para la formacin de la fase lquida,
disminuyendo la viscosidad de la misma y acelerando las reacciones.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 22
Los mineralizadores favorecen asimismo la reaccin entre el C2S y el CaO libre, incluso
en ausencia de fusin. No obstante, las experiencias conocidas indican que solamente en
el caso de crudos con alto contenido en cal parece econmico el uso de estos aditivos.
Rebasada la fase de sinterizacin es necesario proceder a un enfriamiento del clnquer.
Las experiencias antiguas decan que solo es posible conseguir una elevada resistencia
en el cemento cuando el clnquer se enfra rpidamente. Esta exigencia quedaba bien
satisfecha con el uso de enfriadores de parrilla, a base de elevados volmenes de aire.
Se ha demostrado que el enfriamiento ms lento del clnquer, como el que se realiza en
los enfriadores tipo satlites, no repercute negativamente en la fabricacin del
cemento.
No obstante, debe evitarse un enfriamiento demasiado largo, pues puede provocar un
fraguado muy lento, difcil de corregir con una adicin de yeso.
En el caso de que el clnquer se utilice para la fabricacin del cemento blanco, es
necesario someterlo a un enfriamiento brusco a la salida del horno (normalmente con
agua) para que conserve la tonalidad deseada. Posteriormente se procede a un secado
del clnquer (consumindose combustible en esta fase del proceso), por lo que en
conjunto estos tipos de productos requieren unos aportes trmicos mayores, que puede
llegar a ser un 10% del total consumido en la instalacin.
La industria del cemento se caracteriza por el considerable consumo energtico que su
produccin conlleva, y de ah el inters en la minimizacin de dicho consumo.
En la operacin de los procesos de clinkerizacin y molienda, propios de la industria
cementera, usualmente las variables crticas oscilan o tienden a oscilar ms de lo
deseable y la actuacin continua o intermitente del operador es generalmente requerida
para guiar el funcionamiento del proceso. En consecuencia, estos procesos no suelen
funcionar de forma absolutamente continua, regular y estable, ni tampoco en su punto
de rendimiento mximo.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 23
5.6. MOLIENDA Y ACABADO.
El clnquer a su salida del enfriador es enviado a los correspondientes silos, de donde es
extrado y mezclado con el yeso y las restantes adiciones, en la calidad y proporciones
adecuadas al cemento que se desea fabricar. La mezcla dosificada de componentes es
molida hasta la granulometra necesaria. Usualmente, no son requeridos en esta fase del
proceso aportes de energa trmica ya que el propio calor residual del clnquer y el
desarrollo por friccin son suficientes para eliminar la humedad de las adiciones.
Hay que destacar que el consumo elctrico de la molienda es muy importante pudiendo
llegar como media al 40% de la energa elctrica suministrada a la planta.
La molienda se puede efectuar por:
Circuito abierto: la premolienda y el refino se efectan en un solo molino, normalmente
dividido en dos cmaras, estando la ltima dotada de un clasificador de bolas.
Las dificultades de este sistema son, la disipacin del calor latente del clnquer y de
molturacin, lo que requiere una fuerte ventilacin del molino e incluso la inyeccin de
agua, y la dificultad del cambio rpido a otras finuras distintas a la prefijada.
Circuito cerrado: la instalacin va dotada de un separador, siendo la disposicin del
conjunto similar a la de molienda de crudo.
El separador hace posible la regulacin de finura dentro de ciertos lmites. Los molinos
suelen ser de dos cmaras: al igual que en el caso anterior es necesario eliminar una
gran cantidad de calor, aunque aqu se vea favorecido este hecho por la posibilidad de
utilizar mayores caudales de aire, pero puede seguir siendo necesaria una inyeccin de
agua. Normalmente se emplea el circuito cerrado puro, no el doble rotatorio ya que no
se observan ventajas apreciables en el segundo sistema y tiene en contra un mayor costo
de instalacin.
Salvo en lo referente al aprovechamiento de los gases no existen diferencias esenciales
entre los sistemas de molturacin del crudo y del clnquer. Aqu esta ms acentuada la
utilizacin de molienda en circuito cerrado, por las mayores exigencias de la
granulometra del cemento.
En la industria de cemento, los procesos de molienda presentan un elevado ahorro
potencial, habindose resistido no obstante su regulacin a las metodologas de control
tradicionales. Alrededor del 75% del total de la energa elctrica invertida en la
produccin del cemento corresponde a la molienda de las materias primas y del
cemento.
Los molinos de volteo son mquinas de elevado consumo y muy bajo rendimiento.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 24
5.7. ENSACADO
El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas
neumticos o mecnicos, siendo transportado a donde ser envasado en sacos de papel,
o surtido directamente a granel. En ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas
de ferrocarril o barcos.
6. PROCESO DE PRODUCCION A continuacin se va a realizar una pequea descripcin de los diferentes procesos de
fabricacin indicados en la Figura 1.
Figura 1. Diagrama de Bloques del Proceso Productivo del Sector Cemento.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 25
6.1. PROCESO POR VIA HUMEDA
La alimentacin al horno se produce en forma de una pasta con un grado de humedad
comprendido entre el 30 y el 40%. El horno necesita una zona adicional para efectuar la
deshidratacin, lo que hace que sean excesivamente largos para una produccin dada.
Asimismo, se requiere una adicin extra de calor para evaporar el agua.
Algunas de sus ventajas son:
La alimentacin al horno se dosifica de manera ms uniforme que en los procesos
de va seca.
Las prdidas de polvo son normalmente pequeas.
Los gases abandonan el horno a temperaturas relativamente bajas.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 26
No es necesario el consumo adicional de calor en la molienda del crudo.
No presentan problemas con crudos que tienen un alto porcentaje de lcalis.
6.2. PROCESO VA SEMIHMEDA
El contenido de humedad de la pasta puede llegar a ser de un 20%. La pasta es filtrada y
a continuacin es granulada por extrusin. Antes de alimentar el horno, se seca en una
parrilla.
Las ventajas ms importantes que presenta este sistema son:
No hay problemas con los crudos que tienen un alto porcentaje en lcalis.
No necesita calor en la molienda del crudo.
Los gases abandonan la parrilla a baja temperatura.
Buena dosificacin en la alimentacin al horno.
6.3. PROCESO VA SEMISECA
La materia se peletiza en pequeos ndulos con una adicin de agua del 10 al 15%.
Como ventajas presenta las siguientes:
Los ndulos se descarbonatan parcialmente en la parrilla, por lo que no es
necesario acudir a hornos largos para una produccin dada.
Se obtiene un clnquer de granulometra muy uniforme lo que exige un control
riguroso del tamao de los ndulos.
Admite materias primas con alto contenido en lcalis.
La estabilidad de marcha es buena.
Sus inconvenientes radican en su alto costo de mantenimiento y su consumo energtico
relativamente elevado ya que requiere una adicin de calor para secar el crudo antes de
proceder a su molienda.
6.4. PROCESO VA SECA
La humedad de la alimentacin a la llegada al horno o al sistema de precalentamiento es
inferior al 1%.
En el proceso va seca el crudo a su salida de la homogenizacin pasa a los sistemas de
alimentacin y de ste aun precalentador constituido al menos por una etapa de
ciclones. En algunos hornos largos los ciclones, desempean casi exclusivamente una
misin de desempolvamiento.
Los gases de escape del horno se utilizan normalmente para el secado del crudo. en la
va seca los sistemas de calentamiento son muy variados:
Precalentador de cadenas, similar al de los procesos va hmeda y utilizado en
hornos largos.
Precalentador de ciclones de dos etapas. Las dos etapas pueden ser dobles.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 27
Precalentador de ciclones de cuatro etapas.
Los inconvenientes principales de este, sistema radican en tener que trabajar con crudos
de bajo contenido en lcalis o bien eliminar stos del circuito y la produccin de
excesivo volumen de polvos en el horno.
En la tabla siguiente podemos observar los diferentes consumos especficos para cada
tipo de proceso de produccin.
Tabla 1. Consumos especficos en los diferentes Procesos Productivos.
TIIPO DE PROCESO
CONSUMO ESPECFIICO ((kcall//Kg
de Cllnquer))
Va Hmeda 1250 - 1400
Va Semihmeda 1100
Va Semiseca 920
Va Seca 800
7. EL CLINKER
El clnker o clnker Portland es el principal componente del cemento Portland, el
cemento ms comn y, por tanto, del hormign.
Componentes bsicos
El clnker Portland se forma tras calcinar caliza y arcilla a una temperatura que est
entre 1350 y 1450 C. El clnker es el producto del horno que se muele para fabricar el
cemento Portland.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 28
Como aglomerante el clnker Portland es un aglomerante hidrulico, por lo tanto:
Necesita agua para fraguar
El agua de amasado no se evapora sino que pasa a ser parte de l una vez
endurecido
Fragua aunque se encuentre inmerso en agua
El cemento Portland se obtiene tras la mezcla de clnker, yeso (u otro retardante de
fraguado) y aquellas adiciones y aditivos que se dosifican segn el uso que vaya a tener.
Adems del clnker Portland, tambin se usa el clnker de aluminato clcico, aunque
mucho menos habitualmente debido a que acarrea muchos problemas (gran
calentamiento, aluminosis, reaccin con el agua salada, etctera).
Produccin mundial de clnker
PRODUCCIN MUNDIAL DE CLNKER (miles de toneladas)
Pas 2005 2006 2007
China 950 000 1 000 000 1 100 000
India 150 000 150 000 160 000
USA 104 000 101 000 102 000
Japn 74 000 70 000 70 000
Rusia 65 000 65 000 65 000
Rep. Corea 62 000 62 000 62 000
Espaa 42 000 54 000 50 000
Italia 46 000 46 000 46 000
Brasil 45 000 45 000 45 000
Mxico 40 000 40 000 40 000
Total mundial 2 200 000 2 400 000 2 500 000
8. CEMENTOS CLASIFICACIN DE CEMENTOS: Se pueden establecer dos tipos bsicos de cementos:
1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporcin 1 a 4 aproximadamente
2. de origen puzolnico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgnico o volcnico.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 29
Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composicin, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.
Desde el punto de vista qumico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a travs del cocido de calcreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composicin qumica de los cementos es compleja, se utilizan terminologas especficas para definir las composiciones.
El cemento portland
El poso de cemento ms utilizado como aglomerante para la preparacin del hormign es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverizacin del clnker portland con la adicin de una o ms formas de yeso (sulfato de calcio). Se admite la adicin de otros productos siempre que su inclusin no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clnker. Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de caractersticas plsticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un perodo de varias semanas hasta adquirir su resistencia caracterstica. El proceso de solidificacin se debe a un proceso qumico llamado hidratacin mineral.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcreo o cal) se obtiene el cemento plstico, que fragua ms rpidamente y es ms fcilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
CEMENTOS PORTLAND ESPECIALES
Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen caractersticas diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.
El portland frrico est caracterizado por un mdulo de fundentes de 0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de composicin comporta por lo tanto, adems de una mayor presencia de Fe2O3 (oxido ferroso), una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratacin es la que desarrolla ms calor. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas clidos. Los mejores cementos frricos son los que tienen un mdulo calcreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratacin produce la mayor cantidad de cal libre (Ca (OH)2). Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son ms resistentes a las aguas agresivas que el plstico.
CEMENTOS BLANCOS
Contrariamente a los cementos frricos, los cementos blancos tienen un mdulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 30
bajsimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad griscea al Portland normal y un gris ms oscuro al cemento frrico. La reduccin del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricacin en el horno. Para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en da hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5; tambin llamado pavi) se le suele aadir una cantidad extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clnker molido con yeso sera tipo I
CEMENTOS DE MEZCLAS
Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementos nuevas caractersticas que lo diferencian del Portland normal.
CEMENTO PUZOLNICO
Se denomina puzolana a una fina ceniza volcnica que se extiende principalmente en la regin del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Npoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcnicas en otros lugares. Ya Vitruvio describa cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.
Mezclada con cal (en la relacin de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolnico, y permite la preparacin de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.
Esta propiedad permite el empleo innovador del hormign, como ya haban entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua, probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todava, con la parte sumergida en buenas condiciones despus de 2100 aos.
La puzolana es una piedra de naturaleza cida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolnico contiene aproximadamente:
55-70% de clinker Portland 30-45% de puzolana 2-4% de yeso
Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendr una menor cantidad de esta ltima. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolnico ser ms resistente al ataque de stas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 est presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la colada de cemento puzolnico desarrollar un menor calor de reaccin durante el fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones.
Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y durabilidad.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 31
CEMENTO SIDERRGICO
La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbn proveniente de las centrales termoelctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80%. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente hidrulico. sta debe sin embargo ser activada en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar presente por lo menos un 20% de cemento Portland normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolnico, el cemento siderrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla ms calor durante el fraguado. Otra caracterstica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosin atmosfrica causada por los sulfatos.
Tiene alta resistencia qumica, de cidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.
CEMENTO DE FRAGUADO RPIDO
El cemento de fraguado rpido, tambin conocido como "cemento romano prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparacin con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 C).1 Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondra del tiempo para efectuar una buena aplicacin. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el cido ctrico, pero aun as si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 C). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresin (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene gran prestacin para trabajos de intervencin rpida y definitivos. Hay cementos rpidos que pasados 10 aos, obtienen una resistencia a la compresin superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).
CEMENTO ALUMINOSO
El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de xido de hierro (Fe2O3), xido de titanio (TiO2) y xido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega xido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento aluminoso tambin recibe el nombre de cemento fundido, pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 C, con lo que se alcanza la fusin de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que sern enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.
El cemento aluminoso tiene la siguiente composicin de xidos:
35-40% xido de calcio 40-50% xido de aluminio 5% xido de silicio 5-10% xido de hierro 1% xido de titanio
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 32
Su composicin completa es:
60-70% CaOAl2O3 10-15% 2CaOSiO2 4CaOAl2O3Fe2O3 2CaOAl2O3SiO2
Por lo que se refiere al xido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al 6 %, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2) tiene pocas propiedades hidrfilas (poca absorcin de agua).
9. MAQUINARIA Y EQUIPO
FANCESA tiene emplazada su planta de produccin en Cal-Orcko, 5 Km al Norte de la
ciudad de Sucre, Capital de la Repblica de Bolivia.
Concentra en esta planta todas las labores necesarias para la produccin de cemento desde
la preparacin de la materia prima hasta el despacho de cemento, incluyendo las necesarias
tareas de mantenimiento.
La capacidad de produccin es:
Clinker: Actual: 356,500 ton/ao
Cemento: Actual: 375,250 ton/ao
En su constante proceso de crecimiento, la maquinaria de produccin ha sido provista por
dos grandes consorcios de la industria cementera a nivel mundial como son: Polysius y
F.L.Smidth:
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 33
9.1. MAQUINAS
La maquinaria con la que la empresa cuenta es:
A) Molino Vertical
Molino vertical Atox
B) Envasadora
Instalacin de envase y despacho de cemento
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 34
C) Enfriadora
Enfriador de parrillas SF cross bar
D) Horno Rotatorio
Horno rotatorio con una longitud de 62 m de largo y
4000 mm de diametro
E) Enfriador
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 35
Enfriador de parrillas SF Cross bar de ltima generacin
F) Horno Rotatorio
Molino de Bolas diseado para producir 56 T/H
10. MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y SUSTITUTIVO
Se dispone de infraestructura suficiente para proporcionar un adecuado servicio de
mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo para todos los equipos y maquinaria de
planta.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 36
11. INCIDENCIA CON EL MEDIO AMBIENTE Los efectos ambientales de la produccin del cemento
La produccin convencional de cemento puede ocasionar algunos problemas
ambientales:
- Enorme erosin del rea de las canteras por la extraccin contina de la piedra
caliza y otros materiales.
- Transporte inadecuado de materiales para su almacenamiento
- Produccin de gran cantidad de polvos provocados por el triturado de la piedra
en la planta.
- Emisin de contaminantes al aire (monxido de carbono, monxido de nitrgeno,
dixido de azufre y partculas muy finas) dependiendo del tipo de combustible y
proceso empleado durante la calcinacin en el horno (combustin).
- El polvo de los residuos del horno forma el llamado clinker, que puede contener
metales pesados y otros contaminantes. Si el polvo del clinker se desecha en las
canteras donde se extrajo la piedra caliza o en un relleno sanitario puede
contaminar los mantos de aguas subterrneas.
Problemas ambientales y efectos en la salud producidos por la incineracin de
residuos peligrosos en hornos de produccin de cemento
Se han podido identificar los efectos de la produccin de cemento, provocados por la
incineracin de residuos peligrosos en hornos de produccin de cemento, en las
poblaciones aledaas a las plantas de fabricacin. De esta manera, la investigacin
llevada a cabo en 25 pases, 312 plantas de cemento y 355 poblaciones aledaas a estas
fbricas, permite establecer ciertos patrones de efectos ambientales y de salud, que se
suscitan como consecuencia directa de la fabricacin de cemento. El estudio se realiz
en un contexto conformado por una poblacin de 755.850 personas y 16.500 empleados,
de los cuales se extrajeron muestras de hombres y mujeres de poblaciones aledaas y
hombres y mujeres trabajadores (as) de estas plantas. Estos efectos son los siguientes:
- Se incrementa la cantidad y tipo de contaminantes suspendidos en el aire
(monxido de carbono, monxido de nitrgeno, dixido de azufre y partculas
muy finas) en comparacin con el uso carbn, petrleo o gas natural.
- Emite niveles ms altos de plomo, cadmio, arsnico y mercurio, de un total de 19
metales pesados encontrados comnmente en las emisiones a la atmsfera (como
cromo hexavalente, plata, selenio, bario, berilio y antimonio).
- Durante la operacin de la planta hay emisiones fugitivas de polvo y gases,
adems de los que se emiten por la chimenea.
- Se producen nuevos contaminantes, especialmente productos de combustin
incompleta PCI, incluyendo las dioxinas y furanos, en las emisiones de la tronera.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 37
- El polvo de los residuos del horno, el clinker, e incluso el mismo cemento puede
contener metales pesados (cadmio, cromo, arsnico, plomo y selenio), adems
de PCI.
- Se incrementa el riesgo de accidentes durante el traslado de residuos peligrosos a
la planta.
- Para los trabajadores de la planta, la exposicin a residuos peligrosos es mayor y
pone en riesgo su salud.
Exposicin a metales pesados
Algunos efectos puntuales de la produccin de cemento, se suscitan en el proceso de
exposicin directa e indirecta a metales pesados, existente en la fabricacin de
cemento, los cuales son descritos por este estudio, y son los siguientes:
- La exposicin de una mujer embarazada al plomo puede causar problemas en el
desarrollo del feto y en el desarrollo neurolgico de los nios, afectando su
coeficiente intelectual.
- La exposicin al cadmio puede afectar los riones, hgado y pulmones, adems de
ocasionar dao gentico. Asimismo en experimentos con ratas se ha comprobado
que causa.
- La exposicin a mercurio en concentraciones elevadas puede provocar daos
permanentes en el cerebro, riones y en el desarrollo del feto; particularmente,
el sistema nervioso es muy sensible al mercurio. Si el tiempo de exposicin al
mercurio de incrementa provoca desrdenes severos: irritabilidad, nerviosismo,
temblor, cambios en la visin y auditivos, as como problemas de memoria.
- Otros metales pesados como el berilio y el cromo hexavalente emitidos por los
hornos rotatorios son posibles cancergenos.
Contaminantes generados en la incineracin de residuos peligrosos en hornos de
cemento
Las dioxinas y furanos son contaminantes orgnicos persistentes, creados en la
combustin de residuos peligrosos que contengan cloro (presentes comnmente en
solventes y plsticos) y tienen tres caractersticas:
Estos residuos son muy txicos: pueden provocar efectos crnicos graves,
principalmente cncer y otras afectaciones del sistema endocrino, y repercutir en la
prdida de fertilidad, afectar al sistema inmunolgico y alterar el desarrollo de los fetos
en el ser humano y animales.
Adems se caracteriza por ser persistentes: su vida media vara de 9 a 15 aos en la
superficie del suelo.
Otra caracterstica de estos residuos es que son bioacumulables: se alojan en los tejidos
grasos, aumentando su concentracin en la medida que asciende la cadena alimenticia,
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 38
por ello la mayor concentracin la recibe el ser humano y finalmente los nios, a travs
de la leche materna contaminada.
La ruta de exposicin a metales pesados, dioxinas y otros productos de combustin
incompleta se realiza por diversas vas, entre ellas se encuentran:
Inhalacin de las emisiones.
Afectacin directa a trabajadores de las plantas de cemento.
Las emisiones pueden llegar bastante lejos del lugar donde se generaron por medio de
corrientes de aire, para luego depositarse en agua y suelo.
Esta contaminacin afecta cosechas y plantas, y se acumula en peces y animales
(incluyendo carne, leche y huevos), adems de pasar al ser humano al ingerir alimentos
contaminados.
Caso de estudio FABOCE. Disminucin del impacto ambiental generado por la
produccin de cemento.
Los principales problemas de medio ambiente del municipio de Viacha, estn ligados a
la produccin del cemento, que se elabora con piedra caliza, arcilla, yeso y xido de
hierro, que son utilizados para la fabricacin de clinker, utilizndolos como correctores
qumicos en pequeas cantidades. Estos cuatro elementos son llevados a un molino,
donde son finamente molidos y se convierten en una especie de talco, denominado
harina cruda o polvo crudo.
Este polvo ingresa en el horno de combustin para formar el clinker, que es
nuevamente molido a requerimiento comercial, junto con el yeso y la puzolana para
formar el cemento.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 39
Cuando esta harina cruda ingresa al horno, se utiliza una ventiladora de fro inducido
que succiona los gases calientes en el horno. Al realizar la induccin, adems de gases,
lleva polvo. Este polvo, al salir a la chimenea, pasa por una torre de acondicionamiento
de gases donde se rebaja la temperatura y posteriormente ingresa al filtro. De todo ese
flujo de gas y polvo, el filtro capta el polvo, evitando que un gran porcentaje salga por
la chimenea.
El polvo emitido en parte est conformado por materia prima, es decir, caliza, arcilla y
yeso, y su expulsin ocasiona prdidas econmicas. Por ello, el disminuir estas emisiones
es una prioridad medioambiental y econmica.
Aunque la emisin de partculas de la Planta de Viacha est dentro de los lmites
permitidos por el RASIM, existen tres horas diarias en las que el molino debe parar
porque, desde su instalacin, fue adecuado para operar con mayor capacidad de la que
actualmente requiere. En este tiempo, el filtro deja de ser eficiente y permite la
emisin de mayor cantidad de partculas. Como una medida para poder solucionar este
problema, se prev la instalacin de un filtro de mangas, en sustitucin del electro filtro
que actualmente funciona.
La instalacin de este filtro de mangas lograr evitar la emisin de partculas durante las
tres horas en las que el molino deja de trabajar por su capacidad excedente, lo que
tranquilizar definitivamente a algunos pobladores de la zona.
El desconocimiento de algunas condiciones tcnicas de funcionamiento ha generado
interpretaciones errneas por parte de algunos pobladores, quienes han presentado una
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 40
denuncia porque creen que la Planta "apaga el filtro" y contamina el ambiente con sus
emisiones va chimenea.
Como consecuencia de esta denuncia, la Comisin de Desarrollo Sostenible de la Cmara
de Diputados, como cabeza del Ministerio Pblico, inici una investigacin sobre este
tema en la Planta de Viacha.
Representantes del Comit de Vigilancia de Viacha manifestaron que la poblacin siente
los efectos de la contaminacin ambiental especialmente en las noches, por lo que
confa en que la Planta de Viacha evite lo ms posible la emisin de este polvo. Voceros
de la Planta de Viacha aseguran que la empresa est cumpliendo con las normativas
vigentes y con lo previsto para el periodo de adecuacin ambiental. Cada ao, SOBOCE
emite un informe pblico sobre los procesos desarrollados.
Los problemas de contaminacin en la produccin de cemento, parten desde el mismo
proceso productivo. Fabricar una tonelada de clnker, materia prima del cemento,
supone emitir casi una tonelada de CO2. Urga un cambio. 'Se comenz por mejorar la
eficiencia energtica en cuestiones tcnicas ', segn Zaragoza.
La Empresa Holcim de Espaa invirti slo en 2006 unos nueve millones de euros en
mejoras medioambientales. Portland Valderrivas dedic 2,45 millones en 2006 a medidas
con impacto medioambiental y unos 26 millones entre 2000 y 2005. 'Lafarge Cementos ha
invertido ms de 100 millones en los ltimos aos en introducir las tcnicas ms
eficientes en trminos energticos y medioambientales'.
Sin embargo, segn el director de comunicacin de Holcim Espaa, 'el combustible slo
supone un tercio de las emisiones de CO2'. Los otros dos tercios provienen de uno de los
procesos necesarios para conseguir el clnker, llamado descarbonatacin, que supone
eliminar el carbono de las calizas, que se convierte en CO2.
En cuanto al procedimiento, se puede hacer muy poco. La clave est en las materias
primas, ya que se aprovechan residuos de otros procesos industriales como cenizas de
central trmica o escorias como materia prima con menos carbono. As, el gas
contaminante est eliminado desde el principio
.Entonces, si producir clnker es casi lo que ms contamina, otra de las estrategias es
'reducir su cantidad conservando las mismas propiedades en el cemento a partir de
adiciones de otros materiales', concluye Zaragoza. De este modo, con el mismo clnker
se produce ms cemento ms limpio.
El cemento tradicional se compone de un 95% de clinker y un 5% de yeso. En Holcim, han
reducido la aportacin de clnker hasta el 70% aproximadamente, con adiciones de lavas
o cenizas. 'Estamos estudiando si determinadas adiciones podran otorgar mejores
propiedades al cemento, en resistencia, por ejemplo'.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 41
En su empresa, adems, han utilizado materias primas alternativas en la produccin para
reducir los materiales que extraen. El combustible fsil es parte de la contaminacin
que emiten las cementeras. El reto es sustituirlo y seguir en el camino de la reduccin
de emisiones. 'Si se reduce la dependencia respecto al petrleo y a la vez, se da valor a
los residuos,
es posible matar dos pjaros de un tiro'.
Energa
El uso eficiente de energa es una prioridad en SOBOCE. La empresa utiliza en sus
plantas de produccin energa elctrica y por combustin, adems de diesel en sus
operaciones principales.
En los procesos de produccin de cementos, la energa trmica consumida procede del
gas natural (metano) considerado la energa ms limpia, comparado con otros
combustibles como el carbn, coke, fuel oil y otros que generan mayores emisiones de
gases y partculas.
El segundo aporte energtico para las operaciones de SOBOCE es la energa elctrica,
que es consumida principalmente por los equipos y maquinaria.
Al igual que en el caso del consumo de materias primas, el consumo de energa est
relacionado con el volumen de produccin y condicionado por la eficiencia energtica de
las instalaciones existentes.
SOBOCE S.A., disgrega el consumo de agua en consumos utilizados para la produccin y
los consumos en otras instalaciones. Cabe resaltar que algunos de los consumos de agua
de las plantas de SOBOCE S.A. son en algunos casos mnimos por lo que son absorbidos
por los
consumos de agua de otras instalaciones.
Para las plantas Viacha, El Puente y Warnes, el agua consumida sale de pozos propios y
sus cantidades han sido estimadas, mientras que para Emisa, el agua es proporcionada
por SELA (Servicio Local de Acueductos y Alcantarillados.
A partir de septiembre del 2004 se realizaron mediciones de consumo de agua en Viacha
para la Planta y por equipos, estos datos serviran para optimizar el uso de este recurso
en las gestiones posteriores.
SOBOCE S.A., cuenta con programas de recirculacin de agua en la mayora de sus
instalaciones.
La planta Viacha como parte de su proceso productivo, recicla el agua en varios de sus
equipos en una cantidad total de 28 m3/h aproximadamente adems de contar con
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 42
piscinas de recirculacin lo que permite un nivel de recirculacin del orden del 86% del
agua utilizada.
Emisiones, Efluentes y Residuos
La Poltica Integrada de SOBOCE seala que la empresa asume la gestin ambiental como
parte integral del proceso productivo y muestra el compromiso de mejora continua. Este
compromiso se materializa en el cumplimiento de la legislacin y las regulaciones
ambientales aplicables y sistemas para prevenir, controlar y mitigar impactos
ambientales
Emisiones atmosfricas
Debido a su proceso, Soboce emite Dioxido de carbono (Co2) y oxidos de Nitrogeno
(NOx). La planta de Viacha se acogi al RASIM (Reglamento Ambiental para el sector
Industrial manufacturero).
Aproximadamente el 50% del dixido de carbono (CO2) que se genera en la industria
cementera procede del proceso qumico de descarbonatacin, en el que la caliza se
transforma en xido de calcio, componente del cemento, desprendiendo CO2. Otro 40%
de las emisiones se genera en los procesos de combustin de combustibles fsiles
existentes en la instalacin, mientras que el resto es generado en actividades auxiliares
y el transporte.
Una de las grandes ventajas de SOBOCE es la utilizacin de gas natural que es el
combustible ms limpio comparado con combustibles como el coke, fuel oil, entre
otros, que son utilizados en otros pases que generan mayores emisiones de partculas y
gases.
La reduccin del contenido de clinker en los cementos por la optimizacin de los
procesos y materias primas, junto con las mejoras en la eficiencia energtica y los
combustibles utilizados, han colaborado indirectamente a la disminucin de las
emisiones de gases de efecto invernadero (CO2).
El factor clinker/cemento evidencia los esfuerzos de SOBOCE de reducir la dosificacin
de clinker en sus cementos y por lo tanto utiliza mayores cantidades de adiciones
naturales que contribuyen finalmente a una disminucin de emisiones de CO2,
asegurando la calidad del producto, considerando que en promedio las industrias
cementeras tienen un factor de clinker/cemento del 76% y SOBOCE en la gestin 2009
esta misma relacin alcanza a 72.13%.
Todas estas mejoras de reduccin de gases de efecto invernadero (contribuyen
positivamente al cambio climtico), generan oportunidades financieras ya que existe la
posibilidad de acceder a mercados de venta de reducciones de emisiones. SOBOCE
muestra su compromiso ambiental a travs de las inversiones realizadas en sus plantas
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 43
de produccin, a efectos de reducir los niveles de emisin de gases de efecto
invernadero.
Efluentes
De la misma manera que las emisiones atmosfricas, los efluentes industriales son
controlados peridicamente y comparados con la normativa aplicable al sector, es decir,
con el RASIM (Reglamento Ambiental para el Sector Industrial Manufacturero).
Residuos slidos
SOBOCE en su gestin de un adecuado tratamiento de residuos generados durante la
gestiones 2004-2009 y cumpliendo con la Ley 1333 y sus Reglamentos, en coordinacin
con SIREMU Sistema de Regulacin y Supervisin Municipal, procedi al correcto
almacenamiento de residuos de equipos electrnicos a nivel nacional.
SOBOCE gestiona todos sus residuos a travs de gestores autorizados, priorizando
siempre tratamientos de reciclaje, recuperacin, reutilizacin y valorizacin energtica.
El sistema de seleccin, almacenamiento y gestin de los residuos ha logrado identificar
un detalle a nivel nacional de la generacin de residuo por tipo. Cumpliendo los
requerimientos legislativos en la materia, as como, lineamientos de minimizacin,
reutilizacin y reciclado.
12. EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL Ley del Medio Ambiente (Ley No. 1333 de 27 de Abril de 1992)
El objetivo de la presente ley se basa en los siguientes artculos:
Artculo 1.- La presente Ley tiene por objeto la proteccin y conservacin del medio
ambiente y los recursos naturales regulando las acciones del hombre con relacin a la
naturaleza y promoviendo el desarrollo sostenible con la finalidad de mejorar la calidad
de vida de la poblacin.
Los planteamientos en cuanto a la Poltica Ambiental, la presente ley, establece los
siguientes aspectos:
Artculo 5.- La poltica nacional del medio ambiente debe contribuir a mejorar la
calidad de vida de la poblacin, sobre las siguientes bases:
1. Definicin de acciones gubernamentales que garanticen la preservacin,
conservacin, mejoramiento y restauracin de la calidad ambiental urbana y rural.
2. Promocin del desarrollo sostenible con equidad y justicia social tomando en cuenta
la diversidad cultural del pas.
3. Promocin de la conservacin de la diversidad biolgica garantizando el
mantenimiento y la permanencia de los diversos ecosistemas del pas.
4. Optimizacin y racionalizacin del uso de aguas, aire, suelos y otros recursos
naturales renovables garantizando su disponibilidad a largo plazo.
DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES II 44
5. Incorporacin de la dimensin ambiental en los procesos del desarrollo nacional.
6. Incorporacin de la educacin ambiental para beneficio de la poblacin en su
conjunto.
7. Promocin y fomento de la investigacin cientfica y tecnolgica relacionada con el
medio ambiente y los recursos naturales.
8. Establecimiento del ordenamiento territorial, a travs de la zonificacin ecolgica,
econmica, social y cultural. El ordenamiento territorial no implica una alteracin de la
divisin poltica nacional establecida.
9. Creacin y fortalecimiento de los medios, instrumentos y metodologas necesarias
para el desarrollo de planes y estrategias ambientales del pas, priorizando la
elaboracin y mantenimien
