HORNO DE COMPORTAMIENTO VERTICAL (VSBK)

Transcripción

1 INICIATIVAS LADRILLOS HORNO DE COMPORTAMIENTO VERTICAL (VSBK) HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL

2 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL TECNOLOGÍA DE QUEMA PARA HORNOS DE COMPARTIMIENTO VERTICAL (VSBK) DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA INTRODUCCIÓN E HISTORIA1 El horno de compartimiento vertical (VSBK, por sus siglas en inglés) es de tipo continuo, de tiro ascendente y movimiento de estructura, donde el fuego permanece estacionario mientras que hay un intercambio de calor a contra corriente entre el aire (movimiento ascendente) y los ladrillos (movimiento descendente). ACERCA DEL HORNO Horno ESTRUCTURA EN MOVIMIENTO CONTINUO El VSBK es una tecnología que ha evolucionado a partir de los hornos tradicionales de tiro ascendente en áreas rurales de China a fines de los años cincuenta; sin embargo, la amplia diseminación de esta tecnología se produjo luego de las reformas económicas a mediados de los años noventa, cuando se reportó que había miles de VSBK en operación en China. Desde 1990, bajo diferentes proyectos de transferencia tecnológica, esta tecnología se ha difundido a varios países en desarrollo incluyendo India, Nepal, y Vietnam. Mientras que la difusión en la tecnología VSKB en India y Nepal ha sido relativamente lenta, la experiencia ha sido muy positiva en Vietnam. Los productores ladrilleros de Vietnam han sido capaces de innovar y de añadir nuevas características y, en el proceso, han transformado una tecnología rural a una tecnología industrial aplicable a grandes escalas de producción. EMPRESAS QUE USAN ESTA TECNOLOGÍA Naturaleza de la empresa INDUSTRIAL Nivel de mecanización SEMI MECANIZADO Ladrillo producido Capacidad de producción SÓLIDO PEQUEÑA Y MEDIANA Entre 0.5 y 10 millones de ladrillos Estación operativa PERMANENTE NÚMERO DE EMPRESAS OPERATIVAS Y PRODUCCIÓN TOTAL EN INDIA, NEPAL Y VIETNAM* País Número de Empresas Producción total millardos ladrillos/año India2 ~110 ~0.3 3 Nepal ~25 ~0.1 Vietnam4 ~600 ~1.8 *Los números solo son estimados % de CONTRIBUCIÓN DE PRODUCCIÓN TOTAL DE LADRILLOS EN INDIA, NEPAL Y VIETNAM Del total de producción anual de 280 millardos de ladrillos en India, Nepal y Vietnam, solo alrededor de 2.2 millardos son producidos con Tecnología VSBK.

3 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL DESCRIPCIÓN Y OPERACIÓN El horno vertical continuo es un horno de movimiento continuo donde los ladrillos son cocidos en un compartimiento vertical de sección transversal rectangular/cuadrada. La altura del compartimiento es aproximadamente 6 8 m y la sección trasversal nominal de este puede variar de 1.0 x 1.5 m x m. En su mayor parte, este horno consiste en 2 o más compartimientos. Los compartimientos están envueltos por una pared exterior de ladrillos y el espacio entre el compartimiento y la pared externa está relleno con materiales aislantes como arcilla, cenizas volantes y cascarilla de arroz. Actualmente, algunos de los hornos modernos de Vietnam también usan lana de vidrio para aislamiento. Generalmente cada compartimiento está conectado con dos chimeneas (2.1) ubicadas en esquinas diagonalmente opuestas del compartimiento. La plataforma de trabajo (parte superior del compartimiento) generalmente está escondido por un techo (2.2). Los ladrillos crudos y el combustible, son cargados en el compartimiento desde la parte superior a la plataforma de trabajo usando bandas transportadoras o elevadores (2.3) Sin embargo, en algunos de los hornos tradicionales se practica el transporte manual de ladrillos. Los ladrillos crudos son cargados en lotes desde la parte superior del compartimiento. El combustible, generalmente en la forma de carbón triturado o briquetas se deja junto con los ladrillos crudos. En la mayoría de VSBKs modernos de Vietnam se emplea combustible interno complementado por una pequeña cantidad externa 1, siendo esta una práctica común. Los ladrillos crudos son cargados desde la parte superior, descendiendo gradualmente a través del compartimiento. La temperatura de cocción pico está en la parte media del compartimiento, donde tiene lugar la combustión del combustible. Luego del enfriamiento, Los ladrillos cocidos son descargados en la parte baja. Existen 3 zonas diferenciadas en la operación del VSBK: 4.1 Zona de prequema de ladrillos: es la parte superior del comportamiento, donde los ladrillos crudos son precalentados por los gases calientes que salen camino al ducto de salida. 4.2 Zona de quema del ladrillo: es la parte media del compartimiento donde se produce la combustión. 4.3 Zona de enfriamiento de ladrillos: es la parte baja del compartimiento, donde los ladrillos cocidos se enfrían con el aire exterior que ingresa al compartimiento. El aire para la combustión ingresa al compartimiento desde el fondo (5.1). Se precalienta con los ladrillos ya cocidos de la parte inferior del compartimiento (zona de enfriamiento de ladrillos) antes de llegar a la zona de combustión. Luego de la combustión, el flujo de gases calientes precalienta los ladrillos crudos en la zona de precalentamiento antes de salir del horno a través de la chimenea (5.2). El horno trabaja como un intercambiador de calor de contracorriente donde tiene lugar la transferencia de calor en el aire ascendente (flujo continuo) y los ladrillos descendientes (movimiento intermitente) en el compartimiento. Los ladrillos están apoyados sobre barras removibles (6.1) en el fondo del compartimiento. La descarga de ladrillos es llevada a cabo por lotes en la parte baja y con la ayuda de una carretilla (6.2). Generalmente, cada 2-3 horas, un lote es descargado en la parte baja y un lote de ladrillos crudos es cargado en la parte superior. Típicamente se dan lotes en el horno.

4 HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL EMISIONES ATMOSFÉRICAS E IMPACTOS FACTORES DE EMISIONES MEDIDAS5 g/kg de ladrillos cocidos CO2 carbón PM negro Promedio Rango CO COMBUSTILES COMÚNMENTE USADOS Carbón El más utilizado Costo de capital de la tecnología del horno Para un VSBK de 2 compartimentos con capacidad de producción anual de 1.5 a 3 millones de ladrillos, excluyendo la tierra y el costo de capital de trabajo 60,000 a 80,000 USD CONSUMO DE ENERÍA ESPECÍFICA6,7 Energía consumida para la cocción de 1 kg de ladrillos cocidos Promedio 0.8 MJ/kg de ladrillos cocidos (Rango: MJ/kg de ladrillos cocidos) Desglose del costo de capital Material de Construcción Mano de Obra Equipo EMISIONES ESTÁNDAR Solo para PM País India PM (mg/nm3) 250 Nepal 600 Vietnam No se han notificado emisiones estándar para hornos de ladrillos 65% 15% 20% COMENTARIOS SOBRE LAS EMISIONES El bajo consumo de combustible y la mejor combustión dan como resultado emisiones bajas. La práctica de uso de combustible interno, principalmente en los VSBKs vietnamitas ayuda, además, a reducir las emisiones. BUEN LADRILLO Nota: Medido a temperatura de cocción de C PRINCIPALES CAUSAS PARA PÉRDIDA DE CALOR Las principales pérdidas de calor en un VSBK son los gases de salida y los ladrillos cocidos que salen del horno. El calentamiento y enfriamiento rápidos de los ladrillos, así como la alta carga en la sección inferior de la pila de ladrillos son los principales factores que pueden causar rajaduras y daños a los ladrillos en un VSBK. Estos factores son más prominentes en caso de ladrillos moldeados a mano, que tienen una baja densidad y baja fuerza de compresión. Sin embargo con los ladrillos formados por extrusión o moldeados a máquina, las roturas y las pérdidas son muy bajas. El VSBK es adecuado para quemar ladrillos sólidos. También puede ser utilizado para quemar ladrillos con perforaciones, pero no es apropiado para cocción de ladrillos huecos o productos más delgados como cerámicos. mínimo VSBK (0.6-1) Un arreglo de flujo muy eficiente de transferencia de calor contracorriente entre el aire y los ladrillos, una distribución uniforme del combustible y suficiente aislamiento alrededor del horno se atribuyen a la eficiencia del VSKB. BUENO ~90% 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) Debido a que tiene una apropiada combustión de combustible, eficiente transferencia de calor y pérdidas de energía mínimas, el VSBK es uno de los hornos más eficientes en la tecnología de hornos de ladrillos con la mayor energía. Calidad del Producto De acuerdo a la percepción del mercado PÉRDIDAS Y ROTURAS ~10% MJ/kg de ladrillos cocidos EMISIONES PM MEDIDAS Promedio: 107 mg/nm3 (Rango: mg/nm3) SALUD Y SEGURIDAD OCUPACIONAL CALIDAD DEL PRODUCTO DESEMPEÑO FINANCIERO COMBUSTIBLES Y ENERGÍA Capacidad de Producción Tamaño del Ladrillo Número de Operadores Requeridos Período de 8,000 a 12,000 ladrillos por día 230 mm x 115 mm x 75 mm 10 Simple descontado (@6.5%) años años LADRILLO INFERIOR No cocido suficientemente o sobrecocido x x Exposición a Respiración de Material de Partículas Suspendidas8 El VSBK tiene una estructura de horno permanente y con la introducción de chimeneas en el horno (el VSBK inicial de China no tenía chimeneas) la concentración de contaminantes en el medio ambiente circundante es bastante baja, con lo que la exposición de los trabajadores a la contaminación del aire es menor. Sin embargo, los trabajadores que cargan los ladrillos en el compartimento del horno están expuestos a la contaminación atmosférica. Los trabajadores que cargan ladrillos pueden desarrollar infecciones del tracto respiratorio. Exposición a Estrés Térmico9 Debido a la sombra y el aislamiento del horno, los trabajadores que trabajan en este están protegidos del Sol y la exposición proveniente del calor del horno es también muy baja. Esto reduce el estrés térmico y el consiguiente riesgo de males oculares y cutáneos, así como deshidratación de los trabajadores. Riesgo de Accidentes Los VSBK construidos apropiadamente que han mecanizado sus procesos de levantamiento y descarga de ladrillo tienen muy baja exposición de trabajadores a accidentes. Sin embargo, en los VSBK que no han sido construidos adecuadamente e involucran el levantamiento y descarga manual de ladrillos, el riesgo de lesiones podría ser alto. Bajo riesgo de lesiones Cumplimiento con los estándares de la OIT y observaciones sobre el trabajo migratorio y las condiciones laborales Las normas de la OIT10 y las Normas de Trabajo Internacionales sobre salud y seguridad laborales que se practican en las empresas con hornos de ladrillo de compartimento vertical no siempre son cumplidas.1 Las condiciones de trabajo en los hornos vietnamitas que implican condiciones de trabajo locales son mejores que las de los VSBK de India y Nepal, los cuales emplean trabajadores migrantes.

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 cocido) COMBUSTIBLE Y ENERGÍA RENDIMIENTO FINANCIERO CALIDAD DEL PRODUCTO OHS (Salud y Seguridad Ocupacional) CO2 Carbón Negro PM CO SEC (MJ/kg ladrillo cocido) Costo de Capital (USD) Capacidad de Producción Simple Tipo de Producto Producto de Buena Calidad Exposición al polvo Exposición al estrés térmico Riesgo de accidentes Para mayor información: VSBK ,000-80, millones de ladrillos al año años Ladrillos sólidos y perforados 90% FCBTK ,000-80, millones de ladrillos al año años Todos los tipos de productos 60% COMENTARIOS El horno de compartimiento vertical emite ~85% menos de PM y una cantidad insignificante de Carbono Negro, en comparación con el FCBTK. Esto se debe principalmente a la mejor combustión de combustible y al uso de combustible interno. La emisión de CO2 de VSBK es menor debido a su consumo de combustible. El VSKB consume ~35% menos combustible comparado con el FBCTK debido a la mejor combustión, la recuperación de calor y las bajas pérdidas de calor. El costo de capital para implementar al VSBK es aproximadamente veces más en comparación con el FCBTK para la misma capacidad de producción, pero esto se debe principalmente al costo de los equipos y construcción del horno. El VSBK es apto para cocer solo ladrillos sólidos y perforados, mientras que el FCBTK puede producir todos los tipos de producto. La calidad de los ladrillos cocidos en VSBK es mejor en comparación con la los FCBTK. La industria de hornos de ladrillos de cámara vertical ofrece mejores condiciones de HSO que la de FCBTK. 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: