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FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DE
HORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA
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HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMA ASCENDENTE /TIRO INVERTIDO)
INTRODUCCIÓN E HISTORIA
DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA:
Este horno tiene forma circular y su tecnología
está ampliamente difundida en todas las
regiones en Brasil, Colombia y Perú.
El principio operativo consiste en una llama
ascendente que eleva la temperatura del
horno. Luego el calor pasa del techo al suelo
del horno, con la ayuda de un tiro invertido.
La combustión se inicia en las zonas laterales
del horno (4 o 6 quemadores localizados en
forma equidistante). Al inicio del proceso de
combustión, los gases producidos se mueven
hacia el techo de la bóveda. Luego, el calor
baja a través de los ladrillos y finalmente a
través de las pequeñas aberturas en el suelo.
Los gases de combustión salen del horno
mediante un ducto subterráneo y pasan a la
chimenea. El desplazamiento del aire puede
ser natural o forzado. Los combustibles usados
comúnmente son troncos, ramas y piezas de
madera.
Guyana
Surinán
Guyana Francesa
Venezuela
Colombia
Ecuador
Brasil
Perú
Bolivia
Paraguay
Chile
Uruguay
Argentina
NÚMERO ESTIMADO DE EMPRESAS OPERATIVAS Y PRODUCCIÓN TOTAL
(USANDO HORNO ABOVEDADO CIRCULAR)
TIPO DE HORNO
Horno
Intermitente
CARACTERÍSTICAS DE LA EMPRESA USANDO ESTA TECNOLOGÍA:
Naturaleza de
organización
Industrial
Nivel de mecanización
Semi-mecanizado
Tipo de ladrillos/tejas
producidas
Capacidad de producción anual
de la empresa
Ladrillos o tejas huecas,
perforadas
> 5 millones de ladrillos (mediana
Período operativo
Todo el año
País
N° de empresas
Producción Total
(Millones de ladrillos/tejas al año)
BraSil
~ 1750
~ 10300
Colombia
~ 349
~ 209
Perú
~10
~10
% DE CONTRIBUCIÓN A LA PRODUCCIÓN TOTAL DE LADRILLOS EN BRASIL,COLOMBIA
Y PERU
Del total de la producción anual de ladrillos en Brasil, Colombia
~ 21%
and Peru que es aproximadamente 105 million, alrededor de 105
millones de ladrillos son producidos en hornos circulares.
FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DE
HORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA
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HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMA ASCENDENTE /TIRO INVERTIDO)
DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO:
Las dimensiones del horno circular son las siguientes: 5 – 10 metros de diámetro y 2,8 – 3,2 metros de altura.
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El calor producido durante el proceso
de combustión se eleva hacia el techo
del horno.
Gases de combustión
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2
Luego, los gases abandonan
el horno mediante pequeñas
aberturas en el suelo.
Una vez en el techo, los gases cambian de
dirección y bajan, pasando a través de los
ladrillos o tejas.
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Finalmente, los gases (humo) van
hacia la chimenea mediante un
ducto subterráneo. Este proceso
puede ser natural o forzado
mediante un tubo de escape.
Techo abovedado
Flujo de calor/gas
caldera
cenicero
Compuerta de carga/descarga
suelo
El ciclo completo de producción en el horno es
largo: 06-08 horas de precalentamiento, 36-48
horas para el proceso de cocción y hasta 03 días
para el proceso de enfriamiento. Estos periodos
dependen del tipo de producto, materia prima,
tipo de combustión y combustible utilizados.
La temperatura de operación va desde los 750
a los 930ºC. La temperatura en el techo es
ligeramente más alta en comparación con el
resto del horno. Por ejemplo, la temperatura es
ligeramente menor en la zona cercana al suelo
donde está ubicado el ducto para los gases.
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HORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA
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HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMA ASCENDENTE /TIRO INVERTIDO)
EMISIONES DE AIRE E IMPACTOS:
COMBUSTIBLE Y ENERGÍA:
FACTORES DE EMISIÓN
MEDIDOS 1
COMBUSTIBLES USADOS
NORMALMENTE
Biomasa:
La biomasa (por ejemplo, leña,
briquetas de biomasa, aserrín).
DESEMPEÑO FINANCIERO:
CALIDAD DEL PRODUCTO:
Costo de capital de la tecnología del horno
Calidad del producto:
(Según la percepción del mercado local)
(Para una capacidad de producción anual de 3-5
millones de ladrillos)
(No incluye tierras ni costo de capital de trabajo)
Carbón (polvo)
BUENA - 70%
(En g/kg de ladrillos cocidos)
CO2
Carbono
Material
Negro
Particulado
(CN)
(MP)
330
No
(313-360) disponible
No
disponible
CONSUMO DE ENERGÍA ESPECÍFICO2 (CEE)
CO
(Medido a temperatura de cocción de 900
a 1100ºC)
Promedio: 3,50 MJ/kg de ladrillos o tejas
cocidas
(Rango: 2,5 – 3,7 MJ/kg de ladrillos o tejas
cocidas)
No
disponible
COMPARACIÓN CON OTRAS
TECNOLOGÍAS DE HORNO
EMISIÓN DE MP MEDIDA: (mg/Nm3)
Promedio: 44,6 (con inyección de aire/combustible)
243,7 (Sin sistema de inyección de combustible)
* Sin alimentador de combustible .
Desglose del Costo de Capital:
INFERIOR - 25%
Costo del material
70%
Costo mano de obra
28%
Costo de equipos
2%
Total
100%
MP (mg/Nm3)
Brasil
730 (< 10 MW)
520 (entre 10 y 30 MW)
Colombia
250 (NOx: 550,SOx: 550)
50 (NOx: 500,SOx: 500) para empresas
nuevas.
COMENTARIOS SOBRE LAS EMISIONES
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La temperatura no uniforme en la sección vertical
del horno tiene como resultado ladrillos/tejas no
completamente cocidos en la zona del suelo, y por
lo tanto, diferencias en la calidad del producto.
Exposición a estrés térmico 4
Los trabajadores responsables de la descarga
de productos y de suministrar combustible
están expuestos directamente al calor y algo de
radiación.
Ladrillos sólidos
Ladrillos huecos/perforados
Tejas para techo
Otros
LADRILLO BUENO
Riesgo de accidentes
Peligro de quemaduras durante el proceso de
cocción o de descarga.
Riesgo de lesiones
(2,50 - 3,70)
3
2
Descripción de la calidad del producto
Tipo de
productos
que se
pueden cocer
en el horno
máximo (3,85 - 5,35)
4
PÉRDIDAS Y ROTURAS - 5%
Esto puede tener como resultado
algunos casos de enfermedades
respiratorias entre los trabajadores.
Esto puede tener como resultado
deshidratación entre los trabajadores.
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País
Exposición a Material Particulado en
Suspensión Respirable3
Los gases de combustión expulsados por la
chimenea y las superficies no pavimentadas
circundantes ocasionan una concentración
muy elevada de hollín y polvo en el entorno
circundante, y los trabajadores están expuestos
a una alta concentración de material particulado
en suspensión.
30.000 a 50.000 USD *
El horno abovedado reporta un CEE
usual para hornos intermitentes (SEC
- 2 a 4 MJ/kg de ladrillos cocidos). Un
aspecto positivo es la posibilidad de
recuperar el calor del horno en un
espacio acondicionado, una vez que
concluye el proceso de combustión,
para secar ladrillos crudos en un espacio
acondicionado.
MJ/kg ladrillos cocidos
ESTÁNDARES DE EMISIÓN
SALUD Y SEGURIDAD OCUPACIONAL (SSO):
mínimo (1,34-1,77)
Túnel
6
Móvil
Intermitente
(campaña)7
Los valores de los estándares de emisiones de las
fuentes fijas dependen de la calificación de la energía
térmica (MW).
DESCRIPCIÓN DE CONSUMO DE
ENERGÍA Y PRINCIPALES CAUSAS
DE PÉRDIDA DE CALOR
Este horno produce bajas emisiones de hollín (material
particulado) porque la estructura actúa como filtro.
Es decir, la materia particulada queda retenida en la
estructura del horno y la carga de ladrillos.
Combustión incompleta de la madera y
pérdidas de calor por los gases de escape
en la pila. La pesada estructura podría
absorber parte de la energía.
Capacidad
de
Producción
Nº de
Operadores
necesario
25,000 a 110,000 ladrillos o tejas/
semana.
Principal tamaño de ladrillo: 180 x 180
x 85 mm
Principal tamaño de teja: 490 x 130 mm
8-10
Recuperación simple 0,5 – 2 años
Período
recuperación Recuperación
descontada(@6,5%) 0,7 – 3 años
LADRILLO DE CALIDAD INFERIOR
Poco cocido y quemado en exceso
Cumplimiento con las normas OIT y las
observaciones sobre mano de obra migrante: Las
prácticas que siguen las empresas que usan hornos
abovedados/circulares no cumplen en su totalidad
con las Normas Laborales Internacionales sobre
seguridad y salud ocupacional establecidas por la
OIT. La mayoría de los trabajadores normalmente
están expuestos a estrés térmico y a emisiones.
No se identificaron problemas de mano de obra
migrante.
FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DE
HORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA
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HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMA ASCENDENTE /TIRO INVERTIDO)
CONCLUSIÓN Y REFERENCIAS:
RECONOCIMIENTO:
Conclusión:
Parámetros
EMISIÓN DE AIRE (G/KG DE LADRILLO
COCIDO)
COMBUSTIBLE Y ENERGÍA
Horno abovedado
CO2
330
Carbono Negro
ND
MP
ND
CO
ND
CEE (MJ/kg de ladrillo
cocido)
3,50
Costo Capital (USD)
DESEMPEÑO FINANCIERO
CALIDAD DEL PRODUCTO
SSO
Tipos de producto
La combustión incompleta en los hornos abovedados tiene como resultado un
valor alto de emisiones. El valor promedio de emisiones MP está dentro del límite
notificado, sin embargo, algunos de los hornos podrían emitir emisiones MP más
elevadas.
Nota:
En la etapa inicial de esta iniciativa de desarrollo de fichas técnicas para las
tecnologías de hornos de ladrillos, estas se han desarrollado para las regiones
del Sur y Sudeste de Asia y América Latina. Con el tiempo se desarrollarán fichas
técnicas sobre las tecnologías de los hornos de ladrillos en otras regiones.
La combustión incompleta y las pérdidas de calor tienen como resultado un aumento
del consumo de combustible en los hornos abovedados.
Ficha Técnica preparada por:
Instituto Nacional de Tecnología – INT5 , Rio de Janeiro, Brasil
(Dr Mauricio Henriques Jr.)
Swisscontact, Lima, Perú
(Miembros del Equipo del programa EELA)
30.000 to 50.000
Capacidad producción 3-8 millones ladrillos/año
Recuperación simple
Comentarios
La baja inversión de capital y el alto retorno son algunas de las principales razones de
la popularidad del horno abovedado.
0,6 – 1,7 años
Todo tipo de productos
Producto de calidad
60-80%
Exposición al polvo
si
Exposición al estrés
térmico
si
Riesgo de accidentes
si
La distribución no uniforme de la temperatura en la sección transversal del horno
tiene como resultado variaciones en la calidad del producto.
Los operadores del horno abovedado trabajan expuestos a calor elevado.
PARA MAYOR INFORMACIÓN:
REFERENCIAS:
El equipo del proyecto reconoce y agradece el apoyo financiero recibido de la
Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación para la preparación de estas
fichas técnicas.
(1)Informe sobre Evaluación de Desempeño de Horno de Ladrillos (Brick Klin Performance Assessment) disponible en http://www.unep.org/ccac/Portals/24183/docs/Brick_Kilns_
Performance_Assessment.pdf
(2)Ibid.
(3)Observación de campo
(4)Ibid.
(5)Por sus siglas en portugués.
(6)Horno túnel: EELA. Manual de hornos eficientes para la industria cerámica roja. Feb. 2015. / Greentech, SDC. Fichas Técnicas sobre hornos de ladrillos en el sur y el sudeste de Asia. Dic.
2013.
(7)Intermitente (campaña): EELA. Diagnóstico inicial del sector ladrillero. Región del Seridó en el Nordeste de Brasil, Marzo, 2011.
CONTACTO
Instituto Nacional de Tecnología
Río de Janeiro, Brasil
Teléfono: +55 21 21231256
E-mail: [email protected]
Web: www.int.gov.br
Swisscontact
Lima, Peru
Teléfono: +51 1 2641707
E-mail: [email protected]
Web: www.redladrilleras.net