INICIATIVAS LADRILLOS HORNO HOFFMAN HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL SUR Y SUDESTE DE ASIA

Transcripción

1 INICIATIVAS LADRILLOS HORNO HOFFMAN HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL

2 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL INTRODUCCIÓN E HISTORIA 1,2 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA El horno Hoffman es un horno de quema de movimiento continuo en el que el fuego está ardiendo y moviéndose siempre a través de ladrillos apilados en un circuito cerrado, de forma circular, elíptica o rectangular, y tiene un techo arqueado. El movimiento del fuego es causado por el tiro proveniente de una chimenea o un ventilador. El horno fue desarrollado y patentado por Friedrich Hoffman en Alemania en 1858, y luego de que fue ampliamente utilizado en Europa para la producción de ladrillos, cerámicas y cal, se introdujo en la India, en la región costera de Malabar (costa sudoccidental), por misiones alemanas en el siglo XIX y todavía prevalecen en la misma región. El diseño original del horno Hoffman tenía un circuito circular levantado alrededor de una chimenea central. Sin embargo, este diseño ha sido modificado con el tiempo y actualmente los hornos Hoffman se usan más en la práctica en su versión de forma elíptica o rectangular. NÚMERO DE EMPRESAS OPERATIVAS Y PRODUCCIÓN TOTAL EN INDIA* País Número de Empresas Producción total millardos ladrillos/año India 1 ~500 ~2 *Los números solo son estimados ACERCA DEL HORNO EMPRESAS QUE USAN ESTA TECNOLOGÍA % de CONTRIBUCIÓN DE PRODUCCIÓN TOTAL DE LADRILLOS EN INDIA Horno Naturaleza de la empresa Nivel de mecanización Ladrillo producido Capacidad de producción Estación operativa FUEGO EN MOVIMIENTO CONTINUO INDUSTRIAL SEMIMECANIZADO SÓLIDO Y HUECO MEDIA Entre 1 y 10 millones de ladrillos PERMANENTE Del total de producción anual de 250 millardos de ladrillos en India, solo alrededor de 2 millardos son producidos con tecnología del horno Hoffman.

3 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL DESCRIPCIÓN Y OPERACIÓN En un horno Hoffman, la llama se mueve a través de los ladrillos en un circuito anular elíptico o rectangular (perímetro central m) que está cubierto con un techo arqueado (1.1). Por lo general la estructura del horno está cubierta con un protector (1.2) para guarecerla de la lluvia. El movimiento del fuego es causado por el tiro proveniente de una chimenea (2.1) (25-35 m de altura) que está ubicado en un lado del horno. A veces se utiliza también un ventilador para aumentar el tiro. La chimenea está conectada al ducto central de gases (2.2) del horno través de un ducto subterráneo (2.3). Existen 3 zonas distintas en un horno Hoffman: 3.1 La zona de quema de ladrillos, donde se produce la alimentación de combustible y la combustión. 3.2 La zona de prequema, (frente a la zona de quema) donde se apilan los ladrillos prequemados por los gases de salida. 3.3 Zona de enfriamiento de ladrillos (detrás de la zona de quema), donde los ladrillos quemados son enfriados por el aire frío que ingresa al horno. VISTA RAYOS X DEL INTERIOR DEL HORNO 4.1 Toma de aire: el aire ingresa al horno desde el extremo posterior de la zona de enfriamiento, que se mantiene abierta para mantener la entrada de aire. 4.2 Sello para guiar los gases de salida: La parte frontal de la zona de prequema está sellada para guiar los gases de salida a la chimenea a través del ducto de gases de salida. 4.3 El horno está conectado con el ducto de gases central a través de aberturas que se encuentran en la parte interior de la pared, justo antes del sellado, Existen hoyos de alimentación que están en el techo del horno para abastecer de combustible. Un solo fogonero, que se encuentra parado, se encarga de echar los combustibles sólidos (principalmente leña o carbón) a través de los hoyos. El combustible es alimentado a un intervalo de cada minutos y cada alimentación de combustible dura aproximadamente 5-10 minutos. El fuego viaja a una distancia de 10 m en 24 horas, y quema de 10,000 a 20,000 ladrillos. Los ladrillos quemados cada día son descargados desde el extremo posterior de la zona de enfriamiento de ladrillos (6.1) y se carga un lote equivalente de ladrillos crudos adelante de la zona de prequema de ladrillos (6.2).

4 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL EMISIONES ATMOSFÉRICAS E IMPACTOS FACTORES DE EMISIONES MEDIDAS g/kg de ladrillos quemados CO2 Carbón PM CO Negro No hay disponibles valores medidos para factores de emisión de contaminantes en India para los hornos Hoffman. CALIDAD DEL PRODUCTO DESEMPEÑO FINCIERO COMBUSTIBLES Y ENERGÍA COMBUSTILES COMÚNMENTE USADOS Biomasa Principalmente leña Costo de capital de la tecnología del horno Para una capacidad de producción anual de 3 a 6 millones de ladrillos, excluyendo la tierra y el costo de capital de trabajo 100,000 a 150,000 USD Carbón Desglose del costo de capital CONSUMO DE ENERGÍA ESPECÍFICA5 Material de Construcción Mano de Obra Equipo 82% 15% 3% Promedio 1.36 MJ/kg de ladrillos quemados (Rango: MJ/kg de ladrillos quemados) EMISIONES ESTÁNDAR Notificadas solo para PM País India PM (mg/nm3) No se han notificado emisiones estándar para el horno Hoffman Calidad del Producto De acuerdo a la percepción del mercado Exposición a Respiración de Material de Partículas Suspendidas La concentración de contaminantes atmosféricos en el medio que rodea a un horno Hoffman es bastante bajo. Sin embargo, los trabajadores que descargan ladrillos están expuestos a un alto nivel de concentración de polvo debido a la ceniza del combustible quemado. BUENO ~85% Energía consumida para el quemado de 1 kg de ladrillos cocidos. EMISIONES PM MEDIDAS Promedio: 260 mg/nm3 (Rango: mg/nm3) SALUD Y SEGURIDAD OCUPACIOL MJ/kg de ladrillos quemados INFERIOR ~10% PÉRDIDAS Y ROTURAS ~5% Una mejor distribución del calor y menores pérdidas de este en las paredes y el techo del horno generan una temperatura uniforme en la sección transversal de la zona de quemado. A su vez, esto produce un mayor porcentaje de ladrillos de buena calidad. Ladrillos sólidos Ladrillos Tipos de producto huecos/perforados que pueden ser cocidos en el horno Tejas para techo Baldosas para pisos máximo horno intermitente (2-4) HOFFMAN ( ) BUEN LADRILLO mínimo VSBK (0.6-1) Los trabajadores que descargan los ladrillos tienen un alto riesgo de sufrir enfermedades del tracto respiratorio y cardiovasculares. Exposición a Estrés Térmico Los trabajadores que descargan ladrillos del horno están expuestos a altas temperaturas por la radiación de la estructura de calentamiento del horno. Los trabajadores que descargan ladrillos tienen una severa exposición al estrés térmico y el riesgo de subsecuentes enfermedades y deshidratación. Riesgo de Accidentes En un horno Hoffman construido apropiadamente, el riesgo de accidentes es bajo. Nota: Medido a temperatura de cocción de C COMENTARIOS SOBRE LAS EMISIONES La mejor combustión en un horno Hoffman bien operado produce menos emisiones de material particulado.. Al ser un horno continuo que tiene buena recuperación de calor, el horno Hoffman es significativamente más eficiente en comparación con los hornos intermitentes, pero menos eficiente en comparación con otros hornos continuos como el VSBK. PRINCIPALES CAUSAS PARA PÉRDIDA DE CALOR Las principales pérdidas de calor en un horno Hoffman son las pérdidas de calor en los gases de salida, los ladrillos quemados y la elevada masa térmica de la estructura del horno. Capacidad de Producción Tamaño del Ladrillo Número de Operadores Requeridos Período de Retorno 10,000 a 20,000 ladrillos por día 230 mm x 115 mm x 75 mm Retorno Simple Retorno descontado (@6.5%) años años Bajo riesgo de lesiones para los trabajadores LADRILLO INFERIOR No quemado suficientemente o sobrequemado Cumplimiento con los estándares de la OIT y observaciones sobre el trabajo migratorio y las condiciones laborales Las prácticas que se siguen en empresas con hornos Hoffman no siempre siguen las Normas de Trabajo Internacionales sobre salud y seguridad laborales internacionales recomendadas por OIT8.

5 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL SUR Y SUDESTE DE ASIA DICIEMBRE 2013 CONCLUSIÓN El desempeño del horno de ladrillos de compartimento vertical se compara con la tecnología más común en la región, que es la del FCBTK. PARAMETROS EMISIÓN DE AIRE (g/kg ladrillo quemado) COMBUSTIBLE Y ENERGÍA RENDIMIENTO FINCIERO CALIDAD DEL PRODUCTO OHS (Salud y Seguridad Ocupacional) CO2 Carbono Negro PM CO SEC (MJ/kg ladrillo quemado) Costo de Capital (USD) Capacidad de Producción Retorno Simple Tipo de Producto Producto de Buena Calidad Exposición al polvo Exposición al estrés térmico Riesgo de accidentes HORNO HOFFMAN 1.36 FCBTK , ,000 50,000-80, millones de ladrillos al año años Todos los tipos de productos 85% 3-8 millones de ladrillos al año años Todos los tipos de productos 60% COMENTARIOS El principio del horno Hoffman y el del FCBTKs es similar y, por lo tanto, su consumo también es comparable. En el FCBTK, la pérdida de calor en la superficie del horno es prominente, mientras que en el caso del Hoffman, la pérdida de calor debido a la masa térmica es prominente. El horno Hoffman tiene un techo y un protector permanentes, de ahí que el costo de capital del establecimiento de un horno Hoffman es casi el doble en comparación al del FCBTK de similar capacidad de producción anual. Los hornos Hoffman son usados generalmente para la producción de ítems con valor agregado como los ladrillos sólidos de buena calidad, ladrillos huecos, tejas para el techo, baldosas, etc. y el período de retorno del horno Hoffman es comparable al del FCBTK. Ambas tecnologías son adecuadas para quemar todos los tipos de producto. Sin embargo, la calidad de los ladrillos Hoffman es mejor comparada con la del FCBTK. Además, mientras que un horno Hoffman puede ser exclusivamente para las tejas y ladrillos huecos, esa producción exclusiva no es posible en un FCBTK. El horno Hoffman ofrece mejores condiciones de OHS en comparación con la empresa FCBTK. Para mayor información: REFERENCIAS 1 Informe sobre Small-scale brick making publicado por International Labour Office, Switzerland, Informe del Banco Mundial Introducing Energy-efficient Clean Technologies in the Brick Sector of Bangladesh, 2011 disponible en 3 Presentación del Punjab State Council for Science and Technology, India sobre los hallazgos del estudio Revision of Comprehensive Industry Document for Brick Kilns. 4 Ibid. 5 Ibid. 6 Informe Occupational health and safety study (OHSS) of brick industry in the Kathmandu valley por el Department of Environmental Sciences and Engineering (DESE), Universidad de Kathmandu, Nepal 7 Ibid. 8 Normas Internacionales emitidos por la OIT en la forma de convenios (principios básicos a ser implementados) y recomendaciones (guías más detalladas) sobre los estándares para OHS se pueden encontrar en Una lista con todos estos instrumentos de OHS están en RECONOCIMIENTOS El equipo del proyecto desea agradecer la ayuda financiera brindada por Agencia Suiza para el Desarrollo y Cooperación para la preparación de los panfletos. Nota.- En la etapa inicial de esta iniciativa para desarrollar las hojas técnicas sobre tecnologías de ladrillos, estas últimas son desarrolladas para las regiones de Sud y Sudeste, Asia y América Latina. Las hojas técnicas sobre tecnologías para hornos de otras regiones se irán desarrollando en el tiempo. Exención de Responsabilidad.- Los límites de país indicados en el mapa no reflejan necesariamente la posición oficial de la FDFA (por su sigla en inglés). La línea punteada representa aproximadamente la Línea de Control Actual en Jamuu y Cachemira convenidos entre India y Paquistán. El estatus final de Jammu y Cachemira todavía no ha sido acordado entre las partes. Hoja Técnica Preparada por Greentech Knowledge Solutions Pvt. Ltd. New Delhi (Dr. Sameer Maithel, Sonal Kumar y Dheeraj Lalchandani) Diseño e Ilustración Shoili Kanungo CONTACTO Greentech Knowledge Solutions Pvt. Ltd. New Delhi, India Telefax: mailbox@gkspl.in Web: