Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras de América Latina - EELA CORPORACIÓN AMBIENTAL EMPRESARIAL CAEM

Financiado por:

Ejecutado por:

Seminario Internacional Producción mas eficiente en el sector ladrillero

Horno Colmena con Dosificador EELA – COLOMBIA 2

Información general ESTUDIO DE CASO Implementación

(2) Hornos Colmena con sistema aire combustible

Ubicación

Nemocón, Cundinamarca, Colombia

Tipo

• También conocidos como hornos redondos, bóveda o de llama Invertida, son hornos cerrados, intermitentes y cilíndricos de tiro natural o forzado con punto de descarga de gases o chimenea.

Naturaleza de la organización

• Producción semi-mecanizado • Línea de producción semi mecanizado >3 Ton hora/hora

Nivel de mecanización

• Dosificación manual en el inicio y mecanizado en el proceso de quema. • Cargue y descargue manual

Capacidad de producción

• Capacidad nominal horno: 125 ton de arcilla/quema • Producción mes: 375 ton material cerámico/mes. (75 millares)

Tipos de productos

3

Distribución geográfica

• Material macizo: Ladrillo tolete y adoquín • Material perforado: Ladrillo rejilla, prensado, • Material Cerámico hueco: Bloque, Bloquelon, vertical, BIS • Material de fachada y pisos: Tabletas, fachaletas, tejas. • Latino América: Colombia, Perú y Brasil. • Colombia: Cundinamarca, Boyacá, Norte de Santander (349 hornos. CAEM 2013).

ASERDIM Ingeniería y procesos.2014. Catalogo maquinaria para la industria cerámica. Pag.15

Descripción técnica Tipo de Cocción

Tiraje

Modo de carga

Combustible

• Combustión cerrada • Traslado de la corriente calor a través del horno – Carga fija durante la quema. • Inicio de quema por hornilla. • Natural o inducido • Tiro invertido • Llama ascendente • Piso – parrilla • Cargue: Acomodación manual del material cerámico ocupando el área útil del horno. • Descargue manual

CAEM 2013. Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras EELA. Identificación de equipos de quema y/o de inyección de combustible para la industria ladrillera. Pág.. 5 - 12

• Carbón mineral (Granulado), Biomasa (Leña, cascarilla de café).

Etapas de la cocción

Encendido y calentamiento

4

• Inyección manual de combustible por hogares laterales. (Alcanzar una Temperatura 400 °C) • 12 a 24 horas.

Cocción

Inyección de combustible mecanizada (4 a 6 dosificadores. (45 75 horas a 800 a 1050 °C)

Enfriamiento

Periodo de tiempo en que suspenden la inyección de combustible

CAEM, 2013. Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras Artesanales. Validación de horno Colmena.

Información Técnica Consumo de energía

• Índice de consumo: 2 – 4 MJ/Kg cerámico • 113 kg carbón/ Ton arcilla

• Pequeña industria (1 a 5 hornos): 500 a 1000 millares de ladrillos • Mediana industria (> 5 hornos): 1001 a 5000 millares de ladrillos

Capacidad de producción

• Eficiencia térmica: 33 % • 9 Kg arcillas/Kg carbón

Eficiencia

Swisscontact,2013, Factsheets, Horno Abovedado. Pág.. 3

Emisiones Medición Material Particulado (condicion es de referencia (25 ° 760 mm Hg) Combustibl e sólido)

Parámetro

Estándares de emisión admisibles de contaminantes (mg/m3). Resolución 909 de 2008 -

Resultado horno cámaras valido – (mg/m3)

Partículas en suspensión totales (TSP) Dióxido de azufre (SO2)

250

131,59

550

190,1

Óxidos de nitrógeno (NOX)

550

42,13

18 %

14,27 %

250

209,62

O2 de referencia (%)

5

Temperatura salida-Max ° C

CAEM 2013. Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras EELA, Simulación por elementos finitos de horno tipo colmena. Pág. 7

Información financiera Costo Construcción horno

• Capacidad: 375 ton material cerámico /mes • $ 30 a 50 mil (USD). Construcción horno. • $ 20 – 40 mil (USD). Sistema de dosificación.

Desempeño financiero

• TIR: 48 % • VAN: 44.546 • Tiempo de recuperación: 06 – 1,7 años • Tiempo de recuperación de la inversión: 1 año

Costo producción

Costos de construcción 1,3 7,9

Diseño - plano

1,7 2

Materiales de construcción

5,2

16,3

• $ 80 COP/kg material cerámico = 0,040 USD/Kg material cerámico. • 8 a 10 operarios. (315 UDS 1 quema) • Combustible: 13 Ton/carbón 720 USD 1 quema

17,7

Material cerámico construcción Mano de obra construcción Infraestructuras de alimentación (Molino) Instrumentación

DESCRIMINACIÓN DE COSTOS ÍTEM COSTOS USD Diseño - plano $ 1.537 Materiales de construcción $ 4.800 Material cerámico - construcción $ 15.000 Mano de obra construcción $ 16.200 Infraestructuras de alimentación $ 7.250 (Molino) Instrumentación $ 1.200 Alquiler de maquinaria $ 1.790 Equipamiento – dosificador $ 30.000

Alquiler de maquinaria

% 1,7 5,2 16,3 17,7 7,9

Costos de Operación $ 50 $ 315

1,3 2,0

Mano de obra

$ 780

Costo de operación por quema (125 Ton/Material cerámico)

6

Ítem Mano de obra Combustible (Carbón) Mantenimiento

UDS $ $ $

315 780 50

Combustbible (Carbón) Mantanimiento

Calidad del producto CALIDAD DE PRODUCTO (Bloque No 4)

Parámetro

Tipo Pasta

Valor laboratorio

Resultados de laboratorio cerámico – Validación horno

Densidad aparente

Pasta reformulada validación (PRV) PRV

2 (kg/cm3)

Figura 46: Bloque N° 4

Resistencia mecánica a la compresión Contracción secado Contracción cocción Absorción

Percepción mercado local

Pérdidas por calcinación Parámetro coloquial Dimensiones Alabeo

Timbre

Tipos de productos pueden se cocinados en el horno

7

Tipo Macizo Hueco Perforado Fachada y teja

PRV PRV PRV PRV

26,38 (Kg/cm2) 5,34 1000°C -0,26 1000°C – 11,96 1000°C – 5,74

Rango óptimo (NTC 4205) 1,6 - 2

Mayor a 20 NA Menor 1,5 Menor a 16 Menor a 10

Descripción Calificación Que cumpla con las dimensiones Excelente estándar (30*20*10). Las caras y ángulos del material Excelente cerámico mantengan la ortogonalidad permitida (deformaciones mínimas). Refiere al sonido generado por Excelente el material cerámico, que a mayor agudeza del sonido se determina la calidad de cocción del material. Nombre Adoquín estructural y tipo corbatín Bloque No 4, Bloque No 5, Bloque No3 Ladrillos portante, rejilla, estructural perforado Teja rustica, teja cuadrada, fachadas y tableta

Seminario Internacional Producción mas eficiente en el sector ladrillero

Horno Cámaras Continuas EELA – COLOMBIA 8

Información general ESTUDIO DE CASO Reconversión

(2) Hornos Colmena a uno (1) Cámaras (Semi-continuo)

Ubicación

Nemocón

Tipo Naturaleza de la organización

• Producción industrial • Línea de producción semi mecanizado • Capacidad de instalada >6 ton/hora.

Nivel de mecanización

• Dosificación mecanizado • Cargue y descargue manual

Capacidad de producción

• Capacidad por cámara (12 a 20 ton de arcilla) • Horno semi- continuo (6 cámaras) = 75 ton/quema - 7200 ton/año. (1440 millares) • Horno continuo : (24 cámaras) = 556 ton/quema, - 26.726 ton/año (5345 Millares)

Tipos de productos

9

• Semi-continuo (>8 cámaras) • Continuo (