Estudio Sobre Ladrilleras Artesanales Orientado Para El Departamento De Lambayeque
1. Descripción del proceso productivo Fase de Homogenización: Se colocan los materiales m ateriales en pilas y con el buldócer (o manualmente) se revuelven. Se humecta dependiendo del tipo de arcilla y del producto final. Se tritura el material en un molino. Se aplana con una maquina aplanadora de rodillos. Fase de Limpieza: Se separan las raíces, piedras y hojas con una maquina dotada de unas aspas y unas rejillas que atrapan el material no deseado. Preparación para la Extrusión: Se realiza en una tolva y se disminuye el tamaño del material. Fase de Extrusión: 1. con la forma final. 2. Se realiza en dos maquinas extrusoras, de las cuales sale el material ma terial 3. La forma se le da con unas boquillas en las maquinas extrusoras, dependiendo del tipo de ladrillo deseado. 4. El material es cortado teniendo en cuenta las dimensiones necesitadas, esto se hace con una maquina que corta el material cada cierta distancia. Fase de Secado: El secado consiste en reducir la humedad del ladrillo crudo antes de su ingreso al horno de cocción. Los procesos de secado se pueden realizar en instalaciones con temperaturas y humedades controladas como las empresas industrializadas o también al aire libre como las empresas artesanales. Fase de Horneado: Se realiza en un horno largo con una gran capacidad, que consta de cámaras que se cierran dependiendo de la necesidad (T = 800 y 1300° C)
Diagrama de Flujo de la Fabricación de Ladrillos
Características de Diseño
2. Identificación teórica de parámetros de trabajo tr abajo
Número De Empresas Artesanales De Producción De Ladrillos En el departamento de Lambayeque existen aproximadamente 115 ladrilleras distribuidas en las provincias de José Leonardo Ortiz, Chiclayo, Moncefu, Ferreñafe y Lambayeque.
DEPARTAMENTO |
| PROVINCIA
| DISTRITO
| ZONAS
| NO DEEMPRESAS
Lambayeque | Chiclayo |
| José LeonardoOrtiz
| Carretera Chiclayo –Ferreñafe| 50
Lambayeque | Chiclayo
| Chiclayo
| Salida de Chiclayo haciael Sur | 10
Lambayeque | Chiclayo CaseríoCallanca | 25 |
| Moncefu
| Camino Chiclayo –Moncefu y en el
Lambayeque | Ferreñafe
| Ferreñafe
| Salida de Ferreñafe
| 10
Lambayeque | Lambayeque | Lambayeque | Salida de Lambayeque total
|
|
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| 115
|
| | 20
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Fuente: Dirección Regional de Producción Lambayeque L ambayeque – Sub dirección de Industrias
Número de personas que trabajan por cada empresa de producción de ladrillos En una empresa ladrillera trabajan un promedio de 7 personas.
Nivel educativo que tiene el jefe de familia Según las encuestas realizadas el promedio del nivel de educación es la secundaria incompleta.
Ingreso promedio que obtiene una empresa en la producción de ladrillos.
El ingreso promedio por quema según entrevistas efectuadas es de S/ 400.00.
Otras actividades económicas que realizan para generar sus ingresos. En las temporadas de lluvia disminuye la producción de ladrillos, por lo que algunos productores alternan sus actividades con la agricultura.
Roles de los miembros de la familia en la producción de ladrillos
ladrillos y enciende el horno.
de secado.
Problemas de salud identificados en la zona Enfermedades Respiratorias.
Organización de los ladrilleros No existe organización de ladrilleros.
Acceso a servicios básicos. No cuentan con los servicios de agua potable ni alumbrado público. Descripción del tipo de horno El horno utilizado se denomina escocés o Horno Hoffman Abierto y de funcionamiento periódico o por campaña. La estructura del horno tiene dimensiones aproximadas de 3.5 m de alto, 3m de largo y 3 m de ancho. El material utilizado para la construcción del horno es adobe y arcilla. En la parte inferior del horno, los ladrillos son acomodados en forma especial y forman un orificio por donde serán vertidos los combustibles utilizados para la cocción.
Producción mensual
La producción mensual es de 22 millares y realizan una quema por mes.
Elaboración de los ladrillos Los ladrillos son fabricados artesanalmente no utilizando ninguna maquinaria. La arcilla y tierra es extraída con palas y picos y trasladadas en carretillas hacia la zona de mezclado y moldeo. El mezclado es realizado a mano y para el moldeo utilizan moldes de madera. Los insumos para la fabricación de los ladrillos son arcilla, tierra y agua, en algunos casos cuando la arcilla no tiene buen ligante se utiliza el tamo (cascarilla de arroz) para unir los insumos de la mezcla.
3. etapas del proceso productivo Horno Clamp O Escocés Abierto Son de operación intermitente y de tiro vertical ascendente. Son los más ampliamente usados por los ladrilleros artesanales a lo largo del país. Son de forma rectangular sin techo con ventanillas en la parte inferior que atraviesan el horno de lado a lado. La carga de ladrillos se acomoda al interior manteniendo en la parte inferior una abertura que sigue la forma de las ventanillas para permitir el ingreso de aire y combustible en el encendido del horno. Una vez que el horno ha encendido, se sellan con barro y ladrillos cocidos las ventanas y el techo dejando en este último una pequeña grieta para permitir el escape de humo y vapor así como la vigilancia del proceso de cocción. Cuando la cocción ha terminado, se retira el techo y se abren las ventanillas para dejar enfriar, luego se descarga y se reinicia otro ciclo de cocción. La cocción sigue teniendo una baja eficiencia pero es mayor que la de los hornos de parrilla. Actualmente utilizan como combustible principal carbón mineral, aserrín de madera, cáscara de arroz o de café, leña de algarrobo o de otras especies; y en muy pocos lugares apartados de las ciudades todavía se utilizan llantas. Sus capacidades de producción varían entre 4 a 40 millares de ladrillos por quema y pueden realizar de 4 a 5 quemas por mes.
Molienda y Mezcla En esta etapa, la materia prima es tamizada previamente antes de pasar a la molienda.
Existen diversas máquinas para realizar la molienda, sin embargo las más utilizadas son los molinos de impacto y rodillo. En el caso de las ladrilleras artesanales la molienda es manual y consiste básicamente en la selección y desmenuzado manual de los terrones de arcilla de mayor tamaño antes de pasar a la etapa de mezcla. Una vez culminado el proceso de molienda se procede a la mezcla con agua para formar una “masa cerámica plástica”.
La mezcla en las ladrilleras grandes se realiza en mezcladoras mecánicas según la formulación establecida para el tipo de producto a fabricar. Primero se hace la mezcla de componentes en seco y luego se agrega agua hasta obtener la masa plástica. En las ladrilleras artesanales, la mezcla se hace manualmente y es colocada en pozas construidas en el suelo donde es amasada por apisonado del propio artesano y/o sus familiares.
Moldeo Consiste en vaciar la “masa cerámica plástica” en moldes para obtener el “ladrillo crudo”. El procedimiento de moldeado puede ser por vaciado manual en moldes, por
extrusión en máquinas de moldeo plástico, o por prensado en seco. El proceso de moldeo por extrusión es el que se utiliza en las grandes ladrilleras formándose un molde continuo el cual se corta de acuerdo a las medidas del producto que se va a fabricar. El prensado es una tecnología intermedia por el cual se comprime la masa dentro del molde con ayuda de un compactador mecánico y permite moldear de una a cuatro unidades por prensado En las ladrilleras artesanales el material mezclado se moldea manualmente sin comprimir de una a dos unidades por vez utilizando moldes metálicos o de madera con arena fina o ceniza como desmoldante para facilitar el retiro del molde de la mezcla.
Secado Este se realiza mediante aire caliente insuflado (T = 70 a 80° C), iniciando el proceso con una temperatura baja y aumentándola después para evitar el choque térmico. Tiene una duración entre 24 y 48 horas dependiendo del tipo de ladrillo y se efectúa en unas cámaras con capacidad de hasta unas 100000 unidades. Este proceso origina cambios físicos en el ladrillo, principalmente la reducción del contenido de humedad.
El proceso de secado trae consigo una contracción de las piezas cerámicas lo cual origina tensiones en el material. Un inadecuado proceso de secado origina fallas (grietas) y por ende su descarte reciclándose a la etapa de molienda.
Carga del horno El ladrillo crudo y presecado es cargado al horno y acomodado en un arreglo especial para permitir el encendido así como el flujo de fuego o de calor entre los ladrillos para una cocción uniforme.
El Encendido El objetivo es hacer prender las briquetas colocadas en la parte superior del malecón de encendido a fin que éstas a su vez generen suficiente calor para encender el cisco de carbón colocado en las sucesivas capas horizontales. El proceso de encendido en los hornos tradicionales de Arequipa dura de 8 a 24 horas y a veces hasta 48 horas. Para iniciar el fuego se utilizan llantas, plásticos y en el mejor de los casos paja, viruta de madera y leña de eucalipto o algarrobo Las temperaturas de precalentamiento varían entre 400°C a 450°C
Cocción Es el proceso mediante el cual los ladrillos son cocidos y por acción del fuego y del calor se producen los cambios químicos que transforman la arcilla y los demás componentes en productos sinterizados o vitrificados con características estructurales de resistencia a la compresión. Esta es la etapa más importante en el proceso de fabricación porque cualquier falla significará la pérdida de la producción; así mismo, la cocción genera los mayores impactos de la actividad en la forma de emisiones atmosféricas procedentes de la quema de combustibles en los hornos donde se cuecen los ladrillos. La cocción se realiza en hornos de tecnología diversa. En nuestro país, para producciones industriales altas se utilizan principalmente hornos de alimentación continua como los Hoffman y de túnel. En el caso de las empresas ladrilleras micro y pequeñas en su gran mayoría de tipo artesanal, la cocción se realiza en hornos intermitentes de tiro ascendente tipo Escocés o tipo Parrilla, en los cuales el fuego va ascendiendo a través de las sucesivas capas horizontales de ladrillos hasta alcanzar las capas superiores.
Las de cocción para ladrillos y otros productos de cerámica fina y de construcción empiezan a 950°C terminando el proceso de cocción como máximo en 1100 ºC. Temperaturas superiores producen la fusión y pérdida del ladrillo. Sin embargo como ya lo mencionamos antes, las temperaturas artesanalmente varían entre 800ºc hasta 1300ºc
Descarga del horno Una vez que la cocción concluye, según la tecnología empleada en el proceso se ventila el horno o la cámara de cocción para enfriar el ladrillo cocido y retirarlo del horno, este proceso puede tardar entre 24 a 48 horas dependiendo del tamaño del horno. El manipuleo de los ladrillos en el proceso de descarga también puede generar emisiones fugitivas de polvo y cenizas al ambiente.
Clasificación Los ladrillos descargados se clasifican según el resultado de la cocción. En las ladrilleras industrializadas se hacen pruebas de laboratorio por lotes para determinar si se están obteniendo las características estructurales requeridas. Un ladrillo para ser bueno debe reunir cualidades de: * Homogeneidad en toda la masa (ausencia de fisuras y defectos). * Dureza para resistir cargas pesadas (resistencia a la flexión y compresión). * Formas regulares, para que los muros construidos sean de espesor uniforme (aristas vivas y ángulos rectos). * Coloración homogénea, salvo que se tenga interés en emplearlos como detalle arquitectónico de coloración.
4. Caracterización de los combustibles
* Cáscara de café Utilizada en determinadas temporadas, se utiliza vertiendo la cáscara de café en la parte inferior del horno y debido a su excelente capacidad calorífica.
* Llantas usadas Llantas usadas provenientes del parque automotor son usadas para el calentamiento y la cocción de los ladrillos, se utilizan hasta 40 unidades para una quema.
* Bagazo de caña de azúcar Se denomina bagazo al el residuo después de la extracción del jugo de la caña por cualquier medio, molino o presa.
* Cascarilla de arroz Residuos de la siembra de arroz, que se usan para calentar el horno
* Aserrín Es el conjunto de partículas que se desprenden de la madera al serrarla, y es utilizada para la cocción de los ladrillos.
* Antracita Se usa como combustible principal una vez comenzado el proceso
5. Poder Calorífico De Los Combustibles
Combustible
| PCI KJ/KG
Cáscara de café
| Kcal/kg
| 32000
Llantas usadas | 32600
|
| 7641.16 | 7784.88
|
|
Bagazo de caña de azúcar (seco)
| 19200
| 4584.96
Cascarilla de arroz
| 13800
| 3295.44
|
Aserrín | 15492
| 3 700 |
Antracita
| 34300
| 8190.84
|
|
6. Evaluación De Temperaturas De Proceso Y Parámetros De Combustión
Definimos la temperatura de llama con la siguiente formula:
ºT=PCI0.31*(1+13*10-4*n*PCI)-32
* Temperatura de llama de la cascara de café:
tº=7641.160.31*(1+13*10-4*1.5*7641.16)-32 tº=1518.22ºc
Temperatura real de llama= 1218.22ºc-1318.22ºc
* Temperatura de llama de llantas usadas:
tº=7784.880.31*(1+13*10-4*1.5*7784.88)-32 tº=1520.02ºc
Temperatura real de llama= 1220.02ºc-1320.02ºc
* Temperatura de llama de bagazo de caña de azúcar:
tº=4584.960.31*(1+13*10-4*1.5*4584.96)-32 tº=1455.85ºc Temperatura real de llama= 1155.85ºc-1255.85ºc
* Temperatura de llama de la cascarilla de arroz:
tº=3295.440.31*(1+13*10-4*1.5*3295.44)-32 tº=1399.5ºc
Temperatura real de llama= 1099.5ºc-1199.5ºc
* Temperatura de llama del aserrín:
tº=3 7000.31*(1+13*10-4*1.5*3 700)-32 tº=1420.89ºc Temperatura real de llama= 1120.89ºc-1220.89ºc
* Temperatura de llama de la antracita:
tº=8190.840.31*(1+13*10-4*1.5*8190.84) tº=1524.79ºc Temperatura real de llama= 1224.79ºc-1324.79ºc
Combustible
| Temperatura De Llama
Cáscara de café
| 1550.22ºc
Llantas usadas | 1552.02ºc
| Temperatura Real De Llama |
| 1268.22ºc
| 1270.02ºc
|
|
Bagazo de caña de azúcar (seco)
| 1487.85ºc
| 1205.85ºc
Cascarilla de arroz
| 1431.5ºc
| 1149.5ºc
|
Aserrín | 1452.89ºc
| 1170.89ºc
|
Antracita
| 1556.79ºc
| 1274.79ºc
|
|
Otros combustibles menos usados: Leña Se utiliza en forma de trozas o “rajas”. En algunos lugares se utiliza solo para iniciar el fuego y
encender las briquetas de carbón; mientras en otros donde hay abundancia se utiliza para todo el proceso de cocción. Se adquieren en depósitos existentes en las ciudades o en la misma zona de producción. El uso indiscriminado de leña en la Costa norte ha estado poniendo
en riesgo los bosques de algarrobo y guarango (huarango) por lo que su uso solo está permitido para el consumo doméstico de los pobladores cercanos. La madera de algarrobo usada en Piura tiene un poder calorífico neto de 15,500 kJ/kg, mientras que la madera de eucalipto empleada en Arequipa, Cusco, Ayacucho tiene 18,000 kJ/kg.
Ramas y hojas de eucalipto Se utiliza en forma fresca en algunas ciudades de la sierra principalmente Cusco, a donde son traídas desde lugares cada vez mas lejanos debido a que su uso y tala supera largamente la capacidad de recuperación y los escasos esfuerzos de forestación. Se utiliza como combustible único para todo el proceso de cocción y algunas veces combinado con aserrín de madera, cáscara de arroz, o con carbón de piedra reemplazando la leña en el encendido.
Petróleo diesel y petróleo residual Estos combustibles son de los más costosos y su uso requiere contar con instalación de mecanismos de inyección y tanques de almacenamiento que también son costosos. Difícilmente son elegibles para las ladrilleras artesanales.
Efecto contaminante de los tipos de combustibles utilizados en ladrilleras
7. Deficiencias Ambientales Y Térmicas
* Impactos Ambientales: La actividad de fabricación de ladrillos genera impactos sobre la calidad del aire y sobre la morfología del terreno. En el primer caso debido principalmente a las emisiones de humos procedentes de los hornos en la etapa de cocción que causan efectos directos e indirectos sobre la salud humana, la flora, la fauna, los cuerpos de agua, y contribuyen al cambio climático global. En el segundo caso porque la explotación de las c anteras produce excavaciones que no solamente afectan el paisaje sino también la estructura y configuración del terreno ocasionando deforestación, pérdida de la capa productiva del suelo, y erosión. La actividad no genera efluentes de proceso, pero si residuos sólidos inertes constituidos por los escombros cerámicos provenientes de los productos rechazados por rotura o deficiente cocción (“bayos” y “recochos”), que según el Diagnóstico Ambiental del subsector Cerámica y
Ladrillos3 se encuentran por debajo del 5%, pero que en los ladrilleros artesanales pueden llegar a estar entre 5% y 15% si no se ha conseguido una buena “quema”.
Contaminantes que genera el proceso productivo de ladrilleras
Efecto contaminante de los tipos de combustibles utilizados en ladrilleras
* Deficiencias Del Proceso:
a) En el revoque en el interior de la cámara de cocción por que estos se agrietan frecuentemente como consecuencia de la dilatación que sufre las paredes del horno.
b) En la bóveda de la cámara de cocción puesto que algunos ladrillos que lo conforman tienden a fusionarse, con lo cual corre riesgo la parrilla de carga, por lo que es necesario sustituir estas para garantizar su estabilidad. Evaluación de las características técnicas del horno en el proceso de quema Los hornos nos muestran las siguientes características técnicas durante su operación: * El horno no puede quemar completamente el combustible, es decir no hay combustión completa por falta de oxigeno pese a tener la cámara de combustión alta, originado por la falta de chimenea que mejoraría el tiro en el horno y una consecuencia directa de ello es que no aprovecha eficientemente el combustible. * El horno al carecer de bóveda y de aislamiento térmico especialmente en la cámara de cocción, hace que disipe calor al medio ambiente, de esta manera se debe quemar más combustible de lo requerido y se incrementa el tiempo de operación. * En la cámara de cocción no hay una distribución uniforme de temperatura, existiendo una gradiente apreciable, es así que en la parte inferior de la cámara de cocción es mas alta inclusive llegan fusionarse los productos lo que indica que ha alcanzado temperaturas superiores a 1000 ºC y en la parte superior de la cámara todavía los productos no han completado la cocción, lo que indica que no han superado los 800 ºC. Hoy en día algunos van solucionando el problema adicionando carbón mineral en la parte superior del horno * Los productos coaccionados no tienen una calidad homogénea y que difícilmente podría pasar los estándares de calidad si esta se sometiera a evaluación. * La eficiencia térmica del horno es inferior al 20 %, es decir, que solamente aprovecha el 20 % de la energía suministrada para cocinar los productos mientras que, el 80%, se disipa por la parte superior del horno y por las paredes de la cámara de cocción.
* Evaluación De Temperatura En El Horno
Se toma como referencia un estudio realizado por el CONAM (consejo nacional de modernización) realizado en el 2008 sobre el sector ladrillero.
* Temperatura en la puerta del hogar o cámara de combustión es 350ºC y a un metro de la puerta 125 ºC. * En la superficie de la parrilla es de 820 ºC. * Temperatura en la parte superior de la carga oscila entre 430 y 500 ºC. * Temperatura de la pared externa del horno es 30 ºC.
De esta distribución de temperatura podemos deducir lo siguiente:
* El horno pierde energía por la puerta de la cámara de combustión por que, estas son muy grandes, afectando la salud de los operarios horneros. * En la base de la carga es el único lugar de temperatura en el cual puede coccionarse adecuadamente los productos de arcilla, por que esta, se encuentra cerca al punto de sinterizacion de la arcilla, obteniéndose productos de arcilla cocida irreversibles a la acción de la humedad. * En la parte superior se ve que la temperatura no ha superado los 550 ºC lo que significa estos productos están crudos y todavía no han adquirido las propiedades de un producto cerámico y es atacado con relativa facilidad por la humedad del ambiente. También nos muestra la existencia de una gradiente de temperatura muy grande de aproximadamente de 320 ºC entre la parte inferior y superior de la carga, que debe ser eliminado prontamente.
8) Evaluación De Eficiencia Y Viabilidad De La Combustión Se toma de referencia un cuadro proveniente de un estudio ``DIAGNÓSTICO SOBRE LAS LADRILLERAS ARTESANALES EN EL PERÚ´´ Elaborado por el Programa Regional de Aire Limpio y el Ministerio de la Producción
BALANCE DE ENERGIA EN HORNOS TRADICIONALES:
* Base de cálculo: 10 millares de ladrillos artesanales. * Masa de ladrillo seco: 3,5 Kg. * Humedad: 14 %.
Eficiencia térmica: 18 %
Partiendo de la necesidad de 38350Mcal, procederemos a calcular una mezcla de combustibles, sin la utilización de plásticos ni llantas.
Alimentación con combustibles al 100%:
a) Carbón (antracita):
M=QPCI
M=38350000Kcal9190.84KcalKg
M=4682.06Kg
b) Cascara de café: M=QPCI
M=38350000Kcal7641.16KcalKg
M=5018.87Kg
c) Cascarilla de arroz: M=QPCI
M=38350000Kcal3295.44KcalKg
M=11637.3Kg
Ahora se propone una mezcla de combustibles, que cumpla con el calor necesario y un mínimo de temperatura.
* Carbón (30%)= 1404.62 Kg * Cascara de café (30%)= 1505.66 Kg * Cascarilla de arroz (40%) = 4654.92 Kg
El PCI de la mezcla será: 6067.78 Kcal/Kg, ahora calcularemos la temperatura de llama:
Tº=6067.78 0.31*(1+13*10-4*1.5*6067.78)-32
Tº=1177.69ºC
TRº=877.69ºC~977.69ºC=927.7ºC
BALANCE DE ENERGIA EN HORNOS TRADICIONALES CON VENTILADOR:
* Base de cálculo: 3 ,0 millares de ladrillos tipo pandereta, * Masa del ladrillo seco: 3,50 Kg. * Humedad: 14 %.
* Eficiencia térmica: 25%
Se re calcula la mezcla para este caso:
a) Carbón (antracita):
M=QPCI
M=2025000Kcal9190.84KcalKg
M=220.33Kg
b) Cascara de café: M=QPCI
M=2025000Kcal7641.16KcalKg
M=265.01Kg
c) Cascarilla de arroz: M=QPCI
M=2025000Kcal3295.44KcalKg
M=614.49Kg
La mescla será: * Carbón (30%)= 66.1 Kg
* Cascara de café (30%)= 79.5 Kg * Cascarilla de arroz (40%) = 245.8 Kg
El PCI y la temperatura de llama se mantienen constantes
9) Propuesta Alternativa Para Mejorar La Eficiencia Y Viabilidad Y Rentabilidad * Preparación de la mezcla Propuesta
| Mejora
|
* Tamice la materia prima para eliminar piedras, raíces, pedazos de madera, y otros elementos indeseables que afectan la calidad de la mezcla y del producto final. * Utilizar mascarilla para polvo durante el tamizado. | * Mejora la calidad de los ingredientes utilizados en la mezcla. * Elimina impurezas que reducen la resistencia del ladrillo a la fractura. * Prevención de riesgos para la salud | * Utilice otros rellenos en la formulación de la mezcla. Pueden ser orgánicos como cáscara de café, cáscara de arroz, aserrín de madera; o cenizas de carbón recuperadas del proceso de cocción. * La cantidad más adecuada de estos materiales dependerá de la calidad de la arcilla que se utiliza por lo que debe ser establecida probando en cada cocción pequeñas cantidades de ladrillos preparados con diferentes porcentajes de relleno. Empezar con un saco de 70 Kg. Por millar de ladrillos. | * Permite ahorros en el consumo de materias primas y combustible por menor peso a igual cantidad de ladrillos a ser Quemados * Gestión de residuos * Da mayor consistencia a la mezcla, facilita el mezclado * Da mayor resistencia al ladrillo | * Determine y defina bien las proporciones de los componentes de la mezcla que de mejores resultados según el tipo de ladrillo que se quiere producir. Utilice siempre estas proporciones al preparar la mezcla para evitar que unas veces salga muy aguada y otras muy espesa | * Mayor productividad. * Evita tener que corregir la mezcla cuando en el moldeo se raja los ladrillos. * Estandarización de la mezcla permite evaluar resultados en el producto final e introducir mejoras. | * Trabaje bien la mezcla en el mezclado manual, apisonando y golpeando convenientemente para deshacer los terrones gruesos de arcilla y sacar el aire | * Evita incrustación de terrones y excesiva porosidad en los ladrillos | * Introduzca el uso de equipos mecánicos (mezcladora/amasadora) accionados por un motor o tracción animal, para mejorar el proceso de mezcla y amasado. | * La mezcladora a motor con una hélice “ gusano” puede ser accionada por un pequeño motor de
12 HP que consume 0,25 galones/hora de petróleo diesel, es operado por dos personas y puede producir masa para quinientos ladrillos en una hora (aproximadamente 250 ladrillos/hora hombre), mientras que manualmente, con un esfuerzo moderado, se producen
en promedio 170 ladrillos/hora-hombre. * Una ventaja adicional es que los ladrillos producidos en esta forma tienen mayor resistencia y mejor acabado en su geometría. |
* Cocción Encendido Y Quema
Propuesta
| Mejora
|
* Utilice combustibles limpios o de bajo impacto ambiental en el proceso de cocción o quema de ladrillos | * Reduce la contaminación atmosférica. * Evita multas y penalidades de las autoridades | * Aumente el espesor de las paredes de los hornos intermitentes existentes, de manera que el del cuerpo inferior sea equivalente a la quinta parte de la altura total; y el cuerpo superior la mitad del cuerpo inferior. | * Mayor estabilidad estructural * Mayor eficiencia de quemado * Evita pérdida de calor * Ahorros en combustible | * Cumpla el tiempo establecido para que el ladrillo crudo se encuentre seco, con 13% de humedad aproximadamente. Este porcentaje se logra después de cinco a siete días de secado y se comprueba, observando que el ladrillo ha adquirido una coloración más clara que cuando se preparó además que no debe mostrar señales de humedad en ninguna de las caras. | * Mayor humedad del ladrillo consumirá parte del combustible que debería consumirse solamente en la transformación de la mezcla en ladrillo cocido. | * Modificar una pared, haciendo un diseño de escoses con una cara curva * Dejar un espacio de 1cm entre columnas de ladrillos | * Permite una mejor disipación del calor por toda la cámara | * Aumentar el espesor de la cámara a unos 0.8 metros si es adobe perdidas de calor al medio ambiente |
| * Disminuye las
10) Justificación Teórica
* La forma curva aumenta la radiación interna del cuerpo debido a que estas formas presentan un mayor factor de incidencia.
Q=A*σ*T24-T14*F
A= área de la pared σ= 5.67*10-8 w/m2kº
T2= temperatura proveniente del combustible T1= temperatura de la pared F= factor de incidencia que varia según las características geométricas
Suponiendo un factor aumentado a 0.4 en un horno de 50 m2
Q=50*5.67*10-8*10004-8004*0.4
Q=669513.6J/S
Q=0.67Mw
* Las perdidas por conducción disminuyen si el ancho de la pared de adobe tiene un mínimo de 0.8m, subiendo la eficiencia hasta un 45%.
Q=K*A*(TI-TA)X
K= constante de conductividad del material (adobe) A= área Ti= temperatura interna Ta= temperatura del medio ambiente
Q=0.25*1*(1000-25)0.8
Q=304w/m2
Suponiendo un horno de 50 m2 la perdida seria de 15.5kj/seg, lo que representa en un día un total de 1313.28Mj.
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE LADRILLOS ROJOS. 1.
INTRODUCCIÓN.
Los hombres han utilizado los ladrillos como un material de construcción por miles de años. En China, los ladrillos fueron utilizados para construir varias partes de la Gran Muralla. Los ladrillos utilizados en tiempos antiguos eran bloques moldeados a lo bruto producidos de paja y barro y secados al sol. Con la introducción de maquinarias modernas, la arcilla es procesada en forma consistente en tamaños estándares, y horneados para producir ladrillos fuertes, durables y atractivos. Debido a que muchas maquinarias han sido automatizadas en años recientes, los costos de operación, así como el costo de las materias primas han disminuido. Así, la demanda de ladrillos permanece elevada. En consecuencia, la producción de ladrillos es una parte muy importante en la industria de la construcción. Los ladrillos son utilizados en todo tipo de proyectos de construcción alrededor del mundo. Como las construcciones en países desarrollados alrededor del mundo continúan creciendo, entonces la demanda para estos ladrillos también continuarán creciendo. Por lo tanto, esta planta de producción será una inversión rentable para los años venideros. 2.
INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO.
2.1 DIAGRAMA DE FLUJO.
3. Alimentación: Un alimentador de caja coloca una cantidad específica de arcilla molida dentro de la mezcladora. 5. Estrujado: Esta arcilla mezclada es moldeada en columnas rectangulares largas. También se puede producir ladrillos perforados a través de un cambio simple en la matriz del estrujador. Nota: Las operaciones mencionadas anteriormente están unidas por medio de una correa transportadora. 7. Secado: Los ladrillos verdes (no cocidos) son colocados manualmente sobre carros secadores y llevados a la cámara de secado que utiliza el calor residual del túnel de horneado. 3. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA. 3.1 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN. La planta equipada con la maquinaria y equipo descrita en la sección 3.4 de este estudio, operando tres turnos de ocho horas diarias, podría ser capaz de producir 100,000 ladrillos rojos al día. Sin embargo, cualquier capacidad de producción deseado por el comprador puede ser establecida. 3.2 MATERIAS PRIMAS. La arcilla es el principal ingrediente utilizado en la producción de ladrillos. Una capacidad de producción de 100,000 ladrillos diarios requiere el uso de 250 toneladas de arcilla por día. 3.3 MANO DE OBRA REQUERIDA. CLASIFICACIÓN DEL TRABAJO.
N° DE PERSONAS.
Administrador de la planta.
1
Gerencia.
2
Operador de la máquina excavadora.
1
Operador de máquinas.
1
Operadores de carga de ladrillos.
8
Operadores del horno de quemado.
3
TOTAL.
16
3.4 MAQUINARIA Y EQUIPO. ITEMS.
N° DE MÁQUINAS.
Trituradora primaria. Molino de rodillos. Alimentador de caja. Mezclador.
2 2 2 2
Estrujador.
2
Cortador automático.
2
Propulsor de husillo.
1
Propulsor de cadena.
2
Alternador de carros.
6
Carros secadores.
400
Carros de horneado.
150
Cámara de secado.
1
Túnel de horneado.
1
3.5 GASTOS GENERALES DE LA PLANTA. Consumo de potencia: 400 Kw. Para una capacidad de 100,000 ladrillos diarios. Consumo de agua: 50 ton. diarias. Consumo de carbón: 15 ton. diarias. Nota: El carbón puede ser reemplazado por aceite pesado (petróleo) 3.6 LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA. La planta de producción de ladrillos debe ser ubicada cerca de un suministro abundante de arcilla y que a la vez puede ser obtenido fácilmente y transportado convenientemente. Otro factor que debe ser considerado es el acceso fácil a carreteras para el transporte de los ladrillos. 3.7 ÁREA DEL TERRENO Y EDIFICIO. Área total de la planta: 200m x 60m = 12,000 m2. Construcción de la planta: Construcción principal: 132m x 24m x 6m
Construcción auxiliar: 78m x 16m x 6m El túnel de horneado y la cámara de secado están alojados en la construcción principal. Todos los otros equipos están ubicados en la construcción auxiliar. Las construcciones están enmarcadas en acero con un techo o protección de asbesto. 3.8 DISTRIBUCIÓN DE PLANTA.
1. Trituradora primaria. 2.
Molino de rodillos.
4.
Mezclador.
6.
Cortador automático.
8.
Carros de secado.
10. Alternador de carros. 12. Propulsor de cadena.
