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• Fredy Quijano Prieto

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PROPUESTA PARA LA UTILIZACIÓN DE CENIZAS VOLANTES COMO ADICION EN LA FABRICACIÓN DE CEMENTO TIPO I EN LA PLANTA CEMENTERA DE HOLCIM COLOMBIA S.A

CLAUDIA GIL VIANCHÁ RICARDO PLAZAS ROLDAN

UNIVERSIDAD DE LA SABANA ESPECIALIZACION EN GERENCIA DE PRODUCCION Y OPERACIONES CHIA 2007

PROPUESTA PARA LA UTILIZACIÓN DE CENIZAS VOLANTES COMO ADICION EN LA FABRICACIÓN DE CEMENTO TIPO I EN LA PLANTA CEMENTERA DE HOLCIM COLOMBIA S.A

CLAUDIA GIL VIANCHÁ RICARDO PLAZAS ROLDAN

Director Ing MBA LUIS ALEJANDRO RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD DE LA SABANA ESPECIALIZACION EN GERENCIA DE PRODUCCION Y OPERACIONES CHIA 2007

Nota de aceptación

__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________

______________________________ Firma del Presidente del Jurado

______________________________ Firma del jurado

______________________________ Firma del jurado

Chia, Enero de 2007

AGRADECIMIENTOS Los autores del presente Proyecto de Grado expresan sus más sinceros agradecimientos a: LUIS ALEJANDRO RODRIGUEZ, Ingeniero MBA y Director del Proyecto, por su acertada orientación. Todas aquellas personas que de una u otra forma participaron en alguna forma para llevar a feliz término este trabajo.

CONTENIDO pág. INTRODUCCION ANTECEDENTES ESTADO DEL ARTE PROBLEMA 1. JUSTIFICACIÒN 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 3. MARCO RFERENCIAL 3.1 MARCO TEORICO 3.1.1 Valorización de las Cenizas volantes en la industria cementera 3.1.2 Captación y Almacenamiento de las Cenizas 3.1.3 Composición Físico Química de las Cenizas 3.1.3.1 Composición Química 3.1.3.2 Actividad Puzolànica 3.1.3.3 Extrema Finura 3.1.4 Clasificación de las Cenizas según su Origen y Composición 3.1.4.1 Cenizas Silico-Aluminosas 3.1.4.2 Cenizas Sulfocàlcicas 3.1.4.3 Cenizas no Características 3.1.5 Utilización de Cenizas en la Fabricación de Cemento 3.1.6 Impacto de las Cenizas Volantes en los parámetros de calidad Cemento 3.1.7 Ventajas de la utilización de Cenizas – Cemento 3.1.8 Ventajas del Empleo de Cenizas Volantes 3.1.9 Proceso de Fabricación de Cemento Pórtland 3.1.10 Fabricación de Cemento 3.1.10.1 Obtención de las materias primas 3.1.10.2 Preparación de las materias primas 3.1.10.3 Molienda de Crudo 3.1.10.4 Cocción en el Horno Rotativo 3.1.10.5 Molienda de Cemento 3.1.10.6 Almacenamiento y Despacho 3.2 MARCO CONCEPTUAL 3.2.1 Cenizas Volantes 3.2.2 Puzolana 3.2.2.1 Puzolanas Naturales 3.2.2.1.1 Cenizas volcánicas 3.2.2.1.2 Tufos o tobas volcánicas (zeolitas)

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3.2.2.1.3 Tierras de diatomeas (diatomitas) 26 3.2.2.2 Puzolanas Artificiales 26 3.2.2.2.1 Cenizas volantes (fly ash) 26 4. METODOLOGIA 28 4.1 FASE I DEFINICION DEL PROYECTO 28 4.1.1 Paso 1 Análisis de la situación actual 28 4.1.1.1 Causa raíz para iniciar el proyecto 28 4.1.1.2 Objetivos del cliente relacionados con el proyecto 30 4.1.1.3 Misión del proyecto 30 4.1.2 Paso 2 Análisis de los afectados 30 4.1.3 Paso 3 Búsqueda de las lecciones aprendidas 31 4.1.4 Fuente 32 4.1.5 Paso 4: Definición del producto o servicio 32 4.1.5.1 Producto o servicio 32 4.1.5.2 Especificaciones 32 4.1.5.2.1 Uso de adiciones en la producción del cemento 32 4.1.5.2.2 Costos de Producción 33 4.1.5.2.3 Fuente de producción de ceniza 34 4.1.5.2.4 Como Afecta las Características del Cemento el uso de Cenizas Volantes 34 4.1.5.2.5 Transporte y Cargue 36 4.1.5.2.6 Logística Despacho de Ceniza Termosochagota 36 4.1.5.2.7 Aspectos Medioambientales en el uso de Cenizas volantes 37 4.1.5.2.8 Condiciones de utilización de las Cenizas 38 4.1.5.2.9 Aspectos a tener en cuenta Para el manejo de las cenizas volantes 39 4.1.5.2.10 Propuesta de Infraestructura 39 4.1.5.3 Restricciones de costo/ tiempo (según el cliente) 43 4.1.5.4 Suposiciones y/o condiciones especiales 43 4.1.6 Paso 5: Calendario de hitos (Entregables) 43 4.1.7 Paso 6: Esquema de la Organización del Proyecto. 44 4.1.8 Paso 7: Estimación de costos del proyecto 45 4.1.9 Paso 9: Evaluación de riesgos del proyecto 46 4.2 FASE II PLANEACIÓN DEL PROYECTO 46 4.2.1 Paso 1: Equipo de implementación 46 4.2.2 Paso 2: Plan detallado del Proyecto 47 4.2.3 Paso 3 Plan de comunicación 48 4.2.4 Paso 4 Presupuesto del Proyecto 49 CONCLUSIONES 50 BIBLIOGRAFIA 51

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RESUMEN Lo que antes fue "basura", ahora es un recurso utilizado por otras Industrias. En efecto las cenizas que quedan de la combustión del carbón son utilizadas, en casi todo el mundo, por la industria de la construcción. Cuando el carbón es quemado en el proceso de generación de energía eléctrica quedan las cenizas volantes (del inglés, fly ash) como material de desecho que mal dispuesto genera un gran impacto de contaminación en el medio ambiente. La utilización de este residuo en la fabricación de cemento y la construcción ha puesto remedio a este problema ambiental y además ha logrado bajar los costos de los materiales empleados en este campo hasta en un 16%, la ceniza volante tiene propiedades cementantes, debido, entre otros factores, a su contenido de óxidos (sílice, alúmina y hierro), arriba del 70%. Esta característica, junto a la forma esférica de sus partículas, contribuye al sellado del poro de los morteros y concretos elaborados con adiciones de ceniza volante, produciendo un material menos permeable y por lo tanto más resistente al paso del agua. El proyecto plantea la alternativa de la utilización de cenizas volantes provenientes de la planta termoeléctrica de Termosochagota, como adición en el proceso de molienda de cemento Pórtland de la planta cementera de Holcim Colombia en Nobsa Boyacá, utilizando al menos un 5% de cenizas en la molienda de cemento, de tal forma que sus características físicas y químicas no se vean afectadas, manteniendo un producto de alta calidad que le aporte los mismos beneficios al cliente final. Para la empresa Holcim Colombia esto se debe ver reflejado en una reducción del costo de producción, al disminuir la cantidad de puzolana (adición empleada actualmente), las emisiones de CO al medio ambiente se ven disminuidas, de igual manera estará contribuyendo con la empresa Termosochagota para dar una solución ambiental viable y segura al manejo de estos residuos.

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INTRODUCCIÒN Actualmente las Organizaciones paralelamente al desarrollo de las actividades propias de su negocio, buscan realizar programas y planes que contribuyan en el mejoramiento continuo en la aplicación de las mejores practicas medioambientales como base de productividad, constituyéndose en un factor de éxito para la organización en respuestas a lo que la responsabilidad social corporativa busca como valor estratégico, mas allá de lo que su negocio pueda alcanzar es contribuir a mejorar la calidad de vida de la sociedad. Es así como se establecen sistemas que permiten la utilización eficiente de materiales considerados desechos (Residuos) como materia prima en la fabricación de sus productos, sin afectar la calidad y sin poner en riesgo el entorno, contribuyendo con la mejora del medio ambiente; los anteriores puntos son estratégicos en la planificación del desarrollo integral de cualquier organización, con el objetivo de utilizar eficientemente los recursos naturales y la conservación de los mismos. Este trabajo esta orientado hacia el análisis, planificación y propuesta de la utilización de cenizas volantes formadas en el proceso de generación de energía en Termosochagota, en la fabricación de cemento en la planta de cemento de Holcim Colombia S.A. ubicada en Nobsa, en el que se hacen referencia a puntos básicos para el desarrollo de una propuesta, desde el transporte de estas cenizas desde su origen (En Termosochagota) hasta la disposición de las cenizas en el proceso de fabricación del cemento (Molino de cemento en Holcim Colombia S.A., planta Nobsa). La empresa busca dar una solución medioambiental a la empresa Termosochagota, disponiendo de manera eficiente estas cenizas y a la vez un beneficio propio en la sustitución de puzolana como materia prima necesaria en el proceso de producción, la cual reduciría el costo de fabricación del cemento y la minimización en la utilización de un recurso natural no renovable. El desarrollo del proyecto se basa en el estudio de factibilidad de utilización de cenizas volantes en el proceso de molienda de cemento, utilizando la actual infraestructura e identificando las necesidades para realizar las adecuaciones necesarias para disponer estas cenizas, contando con fuentes de información y contacto directo con los implicados en el proceso, que conlleva a definir la propuesta del diseño final del proyecto.

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ANTECEDENTES

La empresa cementera de Cementos Boyacá fue fundada en Julio de 1956 año en el cual se inicia su construcción , en Marzo de 1961 inicia producción con una capacidad de 125.000 t/año, en 1969 el grupo suizo HOLDERBANK adquiere el 49% de las acciones de la cementera (cementos Boyacá), y realiza una ampliación de la planta realizando el montaje de un segundo horno , incrementando la capacidad instalada a 350.000 t/año, en 1986 como único dueño de la empresa, se realiza el montaje del horno tres vía húmeda de 2000 ton de producción de clinker por día, 10 años mas tarde, en 1996 se realizó el proceso de conversión tecnológica de vía húmeda a seca, lo que le representó pasar de consumos de energía de 6.030 a 3.150 Mj./ton de clinker, las emisiones en material particulado disminuyeron en un 98%, pasando de 450 a 10 mg/Nm3. La emisión de NOx se redujo en un 58%, variando de 1.516 a 635 mg/Nm3, y la emisión de SOx paso de 615 a 55 mg/Nm3, implicando una reducción del 91%. de vía húmeda a vía seca, llegando a una capacidad instalada de 1,04 mio t/año, con un solo horno de producción de clinker. En el año de 1988 se realizo un estudio sobre la adición de cenizas volantes en el cemento, realizado por el ingeniero Jairo Hernández, que enfoca dos aspectos, Utilidad como aditivo en el crudo y Utilidad como adición en el cemento. Se realizo una caracterización de las cenizas provenientes de las unidades 1 , 2 y 3 de termopaipa, los cuales arrojaron resultados no muy alentadores ya que el porcentaje de inquemados1 (15%) sobre todo las ceniza provenientes de la unidad 1 , las muestras caracterizadas fueron tomadas de los depósitos en botadero y otras en silo (deposito cerrado) estas, ultimas arrojaron mejores resultados pero aun así el contenido de inquemados varia. Esta variación se debe a la diversidad de carbones provenientes de diferentes zonas del departamento. Una vez se realizada la caracterización de las cenizas se efectuó una prueba de laboratorio empleando un tipo de cemento clase G (petrolero) la cual no dio buenos resultados. A pesar de esto se realizo una prueba industrial en agosto de 1989 adaptando un sistema provisional para la introducción de cenizas en el elevador del molino de cemento 2 esta prueba fue muy corta pero se logro determinar algunos aspectos importantes que permitieron concluir que es factible le utilización de cenizas como adición en el cemento, sin afectar las características tanto químicas como físicas.

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Porcentaje de residuos de carbón que queda en la ceniza una vez se realiza la combustión para generar el calor en la central térmica.

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Los aspectos mas relevantes de este estudio fueron tomados en cuenta par la presente propuesta, la cual se espera permita un análisis mas profundo logrando resultados que muestren el beneficio tanto económico como ambiental al emplear este material en la fabricación de cemento, y contribuyendo con una solución medioambiental al manejo de este tipo de residuo que hoy en día asciende a varios millones de toneladas en el país.

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ESTADO DEL ARTE

Basados en reportes, artículos y estudios realizados en varios países acerca de la utilización de cenizas volantes en la producción de cemento en varias plantas del grupo Holcim a nivel mundial especialmente en Europa, se realiza la propuesta de utilización de cenizas volantes en el proceso de Molienda de Cemento, con la finalidad de mostrar los beneficios económico-Ambientales en la planta cementera de Holcim Colombia S.A ubicada en el Municipio de Nobsa Boyacá. Teniendo como foco el bienestar de la comunidad que habita en sus áreas de influencia, demostrando que la empresa se preocupa por realizar proyectos que contribuyen con el mejoramiento del medio ambiente. La generación de este tipo de residuo (cenizas volantes) en las empresas termoeléctricas del país conlleva a una problemática ambiental que nos obliga a buscar soluciones viables que permitan dar un manejo adecuado y seguro a estos materiales. Es así como se vislumbran posibilidades de un manejo seguro y eficaz a este tipo de residuos, donde se requiere del involucramiento de la empresa privada, las entidades gubernamentales, el estado y la comunidad, para que en conjunto sean los gestores de propuestas que contribuyan con el desarrollo de la regiones manteniendo un equilibrio que permita la interrelación con el medio ambiente proporcionando espacios de convivencia mas sanos de las comunidades vecinas, con el fin de ofrecer un futuro mejor para las nuevas generaciones Holcim Colombia con sus instalaciones asegura que este tipo de procesos se pueda realizar, y con estudios realizados en sus laboratorios se ha demostrado que no afecta la calidad del cemento; la utilización de puzolana se reduciría, racionalizando al utilización de recursos no renovables y con esto el costo de producción del cemento

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PROBLEMA Actualmente la producción de cenizas volantes en Colombia provenientes de la generación de energía en centrales termoeléctricas es de varios millones de toneladas (1.6 en 1996). En la cordillera oriental colombiana se encuentran localizados yacimientos carboníferos importantes que proveen las centrales eléctricas de TERMOZIPA, TERMOPAIPA, Y TERMOSOCHAGOTA, estas centrales producen anualmente cerca de 600.000 t. de cenizas volantes. En esta zona esta ubicada la cementera de Holcim, la cual con una producción anual de 1.000.000 de toneladas de cemento, las cuales si estuvieran constituidas por un 15% de cenizas volantes establecería una demanda de 150.000 t.. sin contar con las otras dos cementeras que se encuentran ubicadas en la zona que podrían llegar a incrementar esta cifra, de acuerdo a sus volúmenes de producción. Como vemos la generación de ceniza por parte de las termoeléctricas es un problema al cual se le debe dar una solución, y existen empresas que utilizando este material como subproducto en sus procesos productivos ofrecen una solución a este tipo de problemática ambiental que se extiende a nivel mundial. Emisiones de CO2. El sector cementero es responsable de un 5% de las emisiones antropogénicas de CO2 a nivel mundial. El CO2 se origina mayoritariamente en el proceso de descarbonatación de la caliza, necesario para la producción del clínker, y en la quema de combustibles, necesaria para alcanzar las elevadas temperaturas que el proceso requiere. El compromiso del grupo Holcim es reducir en un 20% las emisiones específicas netas de CO2 por tonelada de cemento producido para el año 2010 respecto a los valores de 1990, determinadas según la metodología del WBCSD para la industria cementera, contribuyendo así a alcanzar los objetivos del protocolo de Kioto, sin renunciar a fabricar el volumen de cemento necesario para el desarrollo económico de los países. Por este motivo ha desarrollado indicadores de seguimiento de sus emisiones que, a comienzos de 2004 han sido incorporados como elementos clave de la gestión del negocio. 12

Las vías existentes para alcanzar ese objetivo consisten en la reducción del porcentaje de clínker en el cemento fabricado, gracias a su sustitución por otros componentes minerales, y en la utilización de combustibles alternativos, en sustitución de los combustibles fósiles tradicionales. Con base en lo expuesto anteriormente y en busca de una mejora continua Holcim a nivel mundial, mantiene una continua búsqueda de alternativas que le permita mejorar cada día sus indicadores, logrando un equilibrio entre la producción y el medio ambiente enmarcadas dentro de su responsabilidad social corporativa que le permita mantener un equilibrio sostenible en el tiempo.

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1. JUTIFICACION En la fabricación de cemento se emplean materiales en diferentes porcentajes como puzolana, caliza y escoria, que son considerados materiales de adición, estos materiales se utilizan con el fin de mejorar las propiedades fisicoquímicas del Cemento. En busca de una alternativa ambiental y económicamente viable que permita remplazar parte de alguno de estos materiales, se propone la utilización de cenizas volantes, como adición en la molienda de cemento, que permita reemplazar parte de la puzolana utilizada actualmente en el proceso de molienda de cemento. En la actualidad la empresa TERMOSOCHAGOTA tiene una cantidad considerable de este material producto de su actividad industrial que puede ser utilizado en el proceso de fabricación de cemento como material de adición, permitiendo bajar el consumo de Puzolana en un 5% aprox. alargando la vida útil de la mina, reduciendo el costo de producción de cemento, al mismo tiempo se contribuye a mejorar la situación medioambiental de la región dando un manejo adecuado de estos residuos(Cenizas Volantes), incorporándolos de manera controlada al proceso de molienda. Para esto Holcim en la planta Nobsa cuenta con una instalación que permitiría el manejo de estos materiales, realizando una inversión para adecuarlas a los requerimientos necesarios que permitan el manejo seguro de este tipo de material y su incorporación controlada en el proceso de molienda.

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2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Formular una propuesta para la utilización de Cenizas Volantes como adición en la fabricación de cemento, que permita remplazar parte de la puzolana utilizada actualmente en el proceso de producción de la empresa cementera HOLCIM COLOMBIA S.A. 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS -

Diseñar una propuesta logística para el manejo y utilización de las cenizas en las instalaciones de la planta; desde el origen del material hasta la disposición final.

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Evaluar el impacto en el costo de fabricación del cemento al remplazar Puzolana por cenizas volantes como adición en la molienda.

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Presentar recomendaciones para la implementación de la propuesta diseñada y una visión sobre las perspectivas y consecuencias de su utilización en el largo plazo.

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3. MARCO REFERENCIAL 3.1 MARCO TEORICO 3.1.1 Valorización de las Cenizas volantes en la industria cementera. Se puede definir las cenizas volantes como el producto sólido y en estado de fina división procedente de la combustión de carbón pulverizado en los hogares de centrales termoeléctricas y que es arrastrado por los gases del proceso y recuperado de los mismos en los filtros. Las cenizas volantes se han considerado tradicionalmente como un subproducto que se ha ido llevando a vertederos en las cercanías de las centrales eléctricas. Dado el carácter pulverulento de este producto el transporte y apilado tiene que hacerse con adición de agua incluso en zonas donde ésta escasea. Así se han formado escombreras de cientos de miles de toneladas que ha habido que restaurar y acondicionar para evitar el peligro de arrastre y contaminación de zonas vecinas. La industria cementera, dentro de su búsqueda constante de materiales alternativos que aporten nuevas cualidades a los cementos a la vez de ahorros energéticos, ha estudiado las cenizas volantes. Las investigaciones que se han llevado a cabo detectaron en este producto un poder puzolánico similar a los materiales naturales de origen volcánico que adicionados al cemento, son capaces de reaccionar con los productos de hidratación aportando nuevas propiedades al producto final. Así los cementos con adición de cenizas volantes producen hormigones más compactos, por lo tanto más impermeables y como consecuencia, menos expuestos a agresiones de agentes exteriores siendo por ello más durables. Además con cenizas volantes se han podido fabricar cementos para usos específicos, como es el de hormigones, especialmente recomendado para presas, bases de carretera y en general grandes masas de hormigón, debido al bajo calor de hidratación que se consigue con la sustitución de hasta el 50% de clinker por cenizas volantes. La sustitución de cenizas volantes en el cemento produce también una reducción en la tasa de emisión de CO. Las cenizas volantes producidas en las centrales termoeléctricas, debido a su empleo como adición al cemento, han dejado de ser un subproducto, su empleo produce claras ventajas como la eliminación de vertederos, reducción de de la tasa de emisión de anhídrido carbónico en la producción de cementos especiales. Los estudios realizados sobre este producto y el éxito conseguido en su empleo nos deben abrir las puertas para seguir investigando otras posibilidades como es 16

la recuperación de vertederos, donde existen porcentajes de carbón sin quemar, que podría separarse de las cenizas para incorporarse al combustible empleado en la central, recuperando las cenizas. 3.1.2 Captación y almacenamiento de las cenizas. La producción anual de cenizas, provenientes de las centrales térmicas es de varios miles de toneladas. El volumen de polvo que las centrales lanzarían a la atmósfera sería enorme si las instalaciones no estuviesen convenientemente acondicionadas para retener la mayor parte de aquel, ya sea por vía mecánica, hidráulica, o electrostática. Los gases resultantes de la combustión se hacen pasar por separadores de polvo, estos pueden ser simples ciclones, en los cuales se hace perder energía cinética a las partículas sólidas, mediante obstáculos interpuestos en el camino, o precipitadores electrostático los cuales son equipos más modernos. Luego se añade agua a la ceniza (para facilitar su manipulación y traslado), dicha mezcla se bombea a un depósito de captación, donde finalmente, la ceniza se deja sedimentar. Esta retención de cenizas en las centrales ocasiona serios inconvenientes para su manejo posterior. Durante muchos años se pensó que las cenizas eran un residuo inútil y carente de valor económico, que ocupaba grandes escombreras con la consiguiente inutilización de los terrenos adyacentes a las centrales. Estas escombreras, incluso constituyen un serio peligro por las probabilidades de derrumbe que presentan y su contaminación al medio ambiente. 3.1.3 Composición Físico Química de las Cenizas. Si se ubican a las cenizas dentro de un diagrama triangular, sílice-alùmina-cal, veremos que estas en general son pobres en cal y que se encuentran en la zona de las puzolanas, es decir, que necesitan la adición de CaO para desplazarse hacia la zona de los cementos. El tamaño de los granos de las cenizas volantes oscila entre 0,5 y 300 micrones, alcanzando excepcionalmente los 500 micrones, las cenizas propiamente dichas están en el intervalo de 0,5 a 100 micrones. La densidad de estas varía entre los 2,2 a 2,5 Kg/litro, su color es gris-negruzco, oscureciéndose dependiendo del carbón de donde proviene. 3.1.3.1 Composición química. Esta suele variar de una ceniza a otra, según el carbón del que proceda y de la marcha de las calderas en las cuales se produce la combustión. Las cenizas volantes contienen un alto porcentaje en sílice vítrea activa, que al combinarse con la cal libre, en el momento del fraguado del cemento da un compuesto estable e insoluble, llamado silicato monocálcico. En general, las cenizas utilizadas actualmente contienen altas concentraciones en sílice y bajas en cal, siendo variable la proporción de sesquióxido. Así unas son ricas en óxidos de hierro y otras los son en alúmina. El análisis químico indica una gran semejanza entre las cenizas de carbón y las arcillas. Los porcentajes de sílice, alúmina y óxido férrico, las hacen aptas para ser utilizadas como 17

componentes sílicos, sustituyendo a la arcilla clinker de cemento Pórtland, y las puzolanas naturales en la preparación de cementos adicionados. En resumen el análisis químico de las cenizas volantes indica: alúmina, sílice, óxidos y sulfatos cálcicos, óxidos de hierro, combinaciones de fósforo, óxidos alcalinos, óxidos de magnesio, etc. (Ver Tabla 1). Tabla 1. Composición típica de las cenizas volantes. CONSTITUYENTE PORCENTAJE % SiO2 20 - 60 AL2O3 20 - 40 Fe2O3 3 - 17 CaO 2 - 10 MgO 1-3 SO3 0,3 - 3 K 2O 2-5 Na2O 0,4 - 2 MnO < 0,3 Fuente: Holcim Icm (documentación Técnica). Además de los minerales mencionados, se ha podido comprobar la existencia de numerosos elementos en muy pequeñas proporciones. Son los denominados "elementos trazas", algunos de interés industrial. Entre ellos se puede encontrar: germanio, vanadio, zinc, cobalto, níquel y gelio. La existencia de estos elementos radica en que durante la combustión del carbón, los metales citados se volatilizan enriqueciendo la fracción de cenizas volantes. 3.1.3.2 Actividad Puzolánica. Esta propiedad las hace muy aptas para su adición al cemento Pórtland, en proporciones variables del 10% al 40%. En efecto, su capacidad para fijar la cal de la hidrólisis del cemento, hace que el conglomerante mixto Pórtland-cenizas tenga propiedades muy apreciadas. 3.1.3.3 Extrema Finura. Las cenizas volantes, tienen una finura que principalmente depende del grado de molienda del carbón utilizado en la central, pero que en general, suele ser comparable al del cemento Pórtland. Se han realizado muchas investigaciones en las cuales se pudo probar que el grado de actividad puzolánica aumenta con el grado de finura de las cenizas. Sin embargo, las cenizas sólo se deberían moler cuando se desea obtener un cemento de alta resistencia inicial.

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Es necesario aclarar que la calidad de la ceniza, entonces, depende de la finura, de la composición química y de la composición mineralógica. Por otro lado la presencia de carbono proveniente de combustiones incompletas, constituye un factor perjudicial en la calidad de las cenizas. 3.1.4 Clasificación de las Cenizas según su Origen y Composición. 3.1.4.1 Cenizas Silico-Aluminosas. Son las producidas a partir de carbón bituminoso y las más importantes por sus propiedades puzolánicas. 3.1.4.2 Cenizas Sulfocalcicas. Son las producidas a partir de lignitos, este es un tipo de carbón que, entre otros minerales tiene yeso y calcáreos, dando como residuo de combustión, sulfato de calcio y óxido de calcio libre. Estas cenizas pueden fraguar y endurecer mezcladas con agua. 3.1.4.3 Cenizas no características. Hay cenizas que por su composición química irregular y propiedades inciertas, no pertenecen a ninguna de las dos clases anteriores, carecen de importancia en la fabricación de cementos con cenizas. 3.1.5 Utilización de Cenizas en la fabricación de Cemento. En las primeras fases del endurecimiento del cemento, las cenizas se comportan como inclusiones extrañas, envueltas por una fina película de agua en los poros del cemento. Durante la hidratación del cemento, el hidróxido de calcio reacciona con la parte vítrea de las cenizas, produciendo un ataque superficial y conduciendo a un sistema progresivo de oclusión de los poros, crecimiento cristalino y formación continua de silicatos de calcio. Estudios de microscópica de barrido muestran, que a los siete días la superficie de ceniza está bien atacada y a los veintiocho días la reacción es visible. A la edad de tres meses camadas de dos micrones de hidrosilicatos de calcio (tobermorita) pueden ser identificados en la superficie de las cenizas. Según investigadores ésta es la causa de las altas resistencias que tienen las mezclas Pórtland-cenizas a edades avanzadas. 3.1.6 Impacto de las Cenizas Volantes en los parámetros de calidad del Cemento. La calidad del cemento se determina por su constitución química y mineralógica su comportamiento en el desarrollo de resistencias, los tiempos de fraguado, la consistencia normal y la resistencia a la corrosión. La composición del cemento Pórtland esta dentro del intervalo de 60-67 % de cal, 17- 25 % de sílice, 2-8 % de alùmina y 0 – 6 % tritóxido de azufre, derivado principalmente del yeso agregado. 0.1 al 5 % es magnesio y 0.1 – 1.5 % son álcalis. La normatividad existente respecto a los tipos y a la calidad del cemento Pórtland esta dada por la norma técnica colombiana NTC – 121. Para asegurar el 19

cumplimiento de las normas y de los requerimientos del mercado el control de calidad se realiza desde las materia primas y en forma continua durante todo el proceso de selección dosificación y mezcla. Con respecto a las cenizas volantes existen dos factores importantes que deben ser considerados por su incidencia en el desempeño del cemento, estos factores son: El máximo contenido de carbón residual (inquemados) y la granulometría de las cenizas. La única especificación existente para la fabricación de cemento con cenizas volantes esta dada por la norma europea EN 197- 1/95 en la que establece un contenido máximo de carbón del 5%. Esta norma además establece las cantidades de oxido de sílice asociadas a las esferas puzolanicas, una resistencia mínima de compresión a la edad de 28 días de 10 N/mm2, para las cenizas de altos contenidos de oxido de calcio, así como una expansión máxima de 10 mm. Dentro de los efectos que produce un alto contenido de carbón en las cenizas volantes sobre el desempeño del cemento, se encuentra un cambio de color en el producto, retardos en los tiempos de fraguado, menor velocidad de desarrollo de resistencias y un mayor requerimiento de agua de amasado. 3.1.7 Ventajas de la utilización de Cenizas - Cementos. Comparando a los cementos sin el agregado de cenizas, se puede comprobar lo siguiente: -

La adición de cenizas volantes acelera la reactividad del C3S (Silicato Tricàlcico) y del C3A (Aluminato Tricàlcico) y retarda la reactividad del C2S (Silicato Dicalcico)2 a los 28 días el tenor de C2S de los cementos con adición de cenizas volantes es nítidamente mayor.

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El contenido de silicatos hidratados del grupo de la tobermorita es mayor a edades avanzadas en los cementos con cenizas.

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La carbonatación es más intensa en los cementos con adición de cenizas.

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El contenido de agua combinada en los cementos con cenizas volantes es menor en las primeras edades y mayor en las edades más avanzadas, con respecto a los cementos puros.

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El sulfato de calcio presente en las cenizas volantes, tiene mayor efecto en la hidratación del clinker que el yeso del cemento Pórtland normal. La concentración inicial del Ca(OH)2 es mayor en cementos con cenizas volantes disminuyendo con el tiempo, porque parte se combinará formando silicatos de calcio hidratados.

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Principales componente químicos del Clinker que contribuyen en las resistencias del cemento.

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3.1.8 Ventajas del empleo de cenizas volantes. Las ventajas que se derivan del empleo de las cenizas volantes como adición en la fabricación de cemento son las siguientes: 3.1.8.1 Reducción del costo, debido a la disminución del consumo de puzolana en el cemento 3.1.8.2 El empleo de las cenizas volantes en el hormigón, ya sea utilizando cemento puzolánico, o bien incorporando las cenizas en suspensión directamente en la hormiguera, modifica alguna de sus propiedades más importantes tales como la maniobrabilidad, resistencia, contracción del fraguado, el calor de hidratación, la permeabilidad, la durabilidad y la reacción álcali-árido las velocidades de reacción de las reacciones puzolánicas, de las cenizas volantes, aumentan apreciablemente con la temperatura, lo que motiva un desarrollo más rápido de las resistencias, lo cual tiene especial importancia, en la fabricación de piezas de hormigón y premoldeado. 3.1.9 Proceso de Fabricación de Cemento Pórtland. La producción de cemento utiliza residuos de otras industrias por ejemplo la escoria de alto horno proveniente de la fabricación del acero bajo condiciones específicas, este puede ser el caso de las cenizas volantes, principalmente por que disminuye los costos de trituración y molienda de las materias primas 3.1.9.1 El sistema de Molienda. El sistema de molienda en la mayoría de las plantas cuenta con molinos de bolas o de rodillos, separadores, ventiladores y filtros de mangas. El Clinker Prensado, el yeso, y las Adiciones, adecuadamente dosificados, ingresan al molino de Cemento, el producto saliente posee una determinada granulometría o finura y se llama CEMENTO. (Ver Figura 1).

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Figura 1. Sistema típico de molienda de cemento.

Fuente: Holcim: gráficos de control de proceso.

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3.1.10 Fabricación de cemento. (Ver Figura 2). Figura 2. Diagrama de Flujo Proceso de fabricación de Cemento.

ML1 Tolva Caliza

Prehomogenizacion

Trituradora Caliza ML 1

Silo carbón Pulverizado

Trituradora Adicionados

Prensa Rodillos

Horno

PC 1

CL 1 CL3 CL 5

H 1 PX1

Tolva

Enfriador

SP 1 Tolva

ML 1 Molino de Cemento

Escoria Tolva

Yeso

CL 2 CL 4

Carbón

Puzolana

Correctivo 1 Mix Correctivo 2

Gamma-Metrics

Tolva

ML 2

Silos Empaque

Empacadoras

Silos Granel

Molino de Cemento

Fuente: Holcim diagrama de proceso planta Nobsa. El cemento es un producto pulverulento e hidráulicamente activo, es decir, que genera resistencias mecánicas al hidratarse. Se fabrica a partir de una mezcla de clinker y yeso que actúa como controlador de fraguado. Además se le pueden añadir otro tipo de adiciones activas como cenizas volantes, escorias de alto horno, caliza, humo de sílice o puzolanas. El proceso de fabricación de cemento consta de 6 etapas importantes que se explican brevemente a continuación. 3.1.10.1 Obtención de las materias primas. Las materias primas para la fabricación de clinker son dos principalmente, un aporte de carbonato generalmente calizas o margas, que son las encargadas de aportar el CaO que luego reaccionará en el horno para formar los silicatos que son los componentes realmente activos en el clinker y un aporte de fundentes, generalmente arcillas o 23

pizarras que son las encargadas de aportar los óxidos que funcionan como fundentes y que contribuyen a la formación de fase líquida en el horno facilitando las reacciones. 3.1.10.2 Preparación de las materias primas. Uno de los factores más importantes en la fabricación del clinker es la alimentación del horno con un material de composición homogénea. Para conseguir esto el material sufre un proceso de prehomogeneización en unas grandes pilas formadas por capas que luego se cortan en sentido transversal. La materia prima para la fabricación del clinker debe tener un porcentaje determinado de cada uno de los óxidos y suele ser necesario el aporte de adiciones correctoras de la composición ferrita, magnetita, alúmina, sílice, caliza, etc. 3.1.10.3 Molienda de crudo. El material aportado al horno debe ser finamente molido con la ayuda de molinos, generalmente verticales. El resultado de esta molienda es un material que recibe el nombre de harina o crudo que es almacenado en unos silos dotados de un sistema de homogeneización neumática. 3.1.10.4 Cocción en el horno rotativo. El crudo es introducido a través de un intercambiador de ciclones donde el material se calienta con los gases del horno en contracorriente hasta alcanzar una temperatura de unos 600 ºC a la entrada del horno. Una vez en el horno, el material sufre una serie de reacciones a altas temperaturas (1400ºC) para formar los componentes básicos del clinker que le van a conferir sus propiedades (C3S, C2S, C3A y C4AF). El clinker a la salida del horno debe sufrir un proceso de enfriamiento rápido con el fin de que no se revierten las reacciones que tienen lugar en el horno. El aporte calorífico del horno se realiza mediante la combustión en un quemador de combustibles principalmente carbón. Hoy en día muchas fábricas utilizan residuos industriales (aceites, disolventes o neumáticos usados) como combustible, valorizando así los mismos y evitando los posibles daños en el medio ambiente que su almacenamiento provoca. Dependiendo de las necesidades de producción el clinker producido puede pasar al molino de cemento o bien almacenarse en silos. 3.1.10.5 Molienda de Cemento. En esta etapa el clinker se mezcla con el yeso (regulador de fraguado) y con las posibles adiciones que se tenga para introducirlas en los molinos de bolas para su molienda. Una vez alcanzada la finura deseada, el producto que obtenemos finalmente es el cemento. 3.1.10.6 Almacenamiento y despacho. El cemento se almacena por tipos de producto en silos donde espera a ser ensacado o despachado directamente en forma de granel.

24

3.2 MARCO CONCEPTUAL 3.2.1 Cenizas volantes. (Ver Figura 3). Figura 3. Cenizas volantes.

Fuente: Imagen disponible en: Las cenizas volantes son materiales inorgánicos pulverulentos producidos durante los procesos de combustión y gasificación de carbón, constituidas por partículas esféricas (compuestas principalmente de SiO2 y Al2O3, y en menor proporción por óxidos de Ca, Fe, S… y elementos traza), cuarzo, mullita, magnetita, anortitaalbita, anhidrita, ettringita, tridimita-cristobalita, hematites y cal. Se han estudiado diferentes tipos de cenizas volantes con diferentes composiciones, para determinar la idoneidad de cada una de ellas en diferentes aplicaciones. Dicha investigación se ha centrado en determinar los parámetros que condicionan su uso en extracción de sílice y síntesis de zeolitas pero además, dichos resultados sirven también para evaluar la idoneidad de éstas cenizas en otras aplicaciones. Las principales características halladas son su contenido en elementos mayoritarios y trazas, composición mineral, parámetros físicos (tales como tamaño de grano, porosidad, densidad y morfología), propiedades de lixiviación y movilidad de los elementos mayoritarios y trazas de las cenizas volantes. Según la definición de la norma UNE 83-415, la ceniza volante es el producto sólido y en estado de fina división, procedente de la combustión de carbón pulverizado en los hogares de centrales térmicas, que es arrastrado por los gases del proceso y recuperado de ellos, en los filtros. En esta norma, el término ceniza volante no es aplicable a los productos separados o condensados de flujos de gases procedentes de otros procesos industriales. 25

La ceniza volante, como subproducto, es utilizada para la fabricación de vidrio, cerámica, ladrillos, para capas de afirmados de carreteras, para cama de tubos, y elaboración de hormigones. En el último caso, la ceniza volante se puede adicionar de tres formas diferentes. 3.2.1.1 Adición activa incorporada directamente en la mezcladora. -

Adición inerte, es decir, como elemento sustituto o complementario de las fracciones finas de los áridos, cuando éstos son deficitarios en ellas.

-

Molida conjuntamente con el clínker en la preparación de Varios tipos de cementos como el I, IV y V (teniendo en cuenta el Pliego RC-93)3.

3.2.2 Puzolana. Material silíceo o sílico-aluminoso, que por si mismo puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente molido y en presencia de agua, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas. 3.2.2.1 Puzolanas naturales. 3.2.2.1.1 Cenizas volcánicas. Se forman por erupciones de carácter explosivo, en pequeñas partículas que son templadas a temperatura ambiente, originando la formación del estado vítreo. 3.2.2.1.2 Tufos o tobas volcánicas (zeolitas). Producto de la acción hidrotermal sobre las cenizas volcánicas y de su posterior cementación diagenética. 3.2.2.1.3 Tierras de diatomeas (diatomitas). Puzolanas de origen orgánico, depósitos de caparazones silíceos de microscópicas algas acuáticas unicelulares conocidas como diatomeas. 3.2.2.2 Puzolanas artificiales. Sub-productos industriales y materiales tratados térmicamente. 3.2.2.2.1 Cenizas volantes (fly ash). Subproducto de centrales termoeléctricas que utilizan carbón pulverizado como Combustible. Polvo fino constituido esencialmente de partículas esféricas.

3 Pliegos de Prescripciones Técnicas Generales para la Recepción de Cementos (RC-93). aprobada por Real Decreto 776/1997, de 30 de mayo (B.O.E. 13 de junio de 1977) Define las condiciones de suministro y las prescripciones generales que deben satisfacer los cementos para su recepción y, cuando así se exija, los métodos de ensayo para comprobar el cumplimiento de tales prescripciones

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La Norma ASTM C 618 define dos clases de cenizas volantes Clase F producidas por la calcinación de carbón antracítico o bituminoso son cenizas que poseen propiedades puzolánicas. Clase C producidas por la calcinación de carbón sub-bituminoso o lignito esta clase de cenizas, además de tener propiedades puzolánicas, también tienen propiedades cementantes.

27

4.

METODOLOGÍA

La metodología empleada para desarrollar el presente proyecto es la de PMA (Project Management Approach) metodología que actualmente esta estandarizada en Holcim, para el desarrollo de proyectos. 4.1 FASE I DEFINICION DEL PROYECTO 4.1.1 Paso 1 Análisis de la situación actual. 4.1.1.1 Causa raíz para iniciar el proyecto. 4.1.1.1.1 Causa uno. La composición de 1 tonelada de cemento el proceso de molienda se ajusta a los siguientes materiales: Clinker en un 56% (Mineral artificial que se fabrica en la planta en el horno de Clinker, en donde el principal material es la caliza), puzolana en un 37%, yeso en un 5% y caliza en un 2%. Se propone bajar el volumen de producción de puzolana en un 5% y reemplazarlo por ceniza volante la cual tendría un costo menor comparado con el de la puzolana. En el costo de de la puzolana se incluye los diferentes impuestos que se deben pagar por concepto de regalías, transporte, el costo medioambiental que implica la recuperación de las zonas de explotación y los demás impuestos asociados a la explotación de recursos no renovables. El costo por tonelada de ceniza incluye el acuerdo de precio por negociación con Termosochagotá a un valor estimado, según conversaciones previas de $ 500 por tonelada, mas el precio del flete desde la planta en Paipa, hasta las instalaciones de Holcim Colombia S.A. planta Nobsa. Se estima un ahorro del 0.4% en el total de los costos de producción de molienda de cemento, favoreciendo el resultado anual del costos de producción. En la Tabla 2 se explican los porcentajes de utilización en contenido, en dinero y el porcentaje de ahorro de fabricar 1 tonelada de cemento con Puzolana comparado con la utilización de cenizas volantes.

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Tabla 2. Costos de producción utilizando puzolana o 5% de cenizas. Costo de producción de 1 ton de cemento utilizando Puzolana Componenetes Clinker Puzolana Yeso Caliza Costo Total

% en contenido 56% 37% 5% 2% 100%

% en dinero 56% 37% 5% 2% 100%

Costo de producción de 1 ton de cemento utilizando 5% de cenizas Componenetes Clinker Puzolana Ceniza Yeso Caliza Costo Total

% en contenido 56% 32% 5% 5% 2% 100%

% en Dinero 56,0% 35,2% 1,4% 5,0% 2,0% 99,6%

0,4% $ 231,6 1000000,0

% Ahorro en Dinero Total en dinero por tonelada Presupuesto Producción Estimado de ganancia en un año

$ 231.600.000

Fuente: GIL, Claudia y PLAZAS Ricardo. 4.1.1.1.2 Causa dos. La compañía Termosochagota, en la actualidad tiene una producción diaria de 200 ton. de ceniza fresca producto de su proceso de generación de energía, las cuales debe darle un manejo adecuado que permita eliminar el foco de contaminación generado actualmente en los botaderos donde ha venido depositando este material por varios años. 4.1.1.1.3 Causa tres. Partiendo del hecho que materiales como la Puzolana tradicionalmente empleados como adición en la fabricación de Cemento proceden en la mayoría de los casos de fuentes naturales no renovables, se propone que se sustituya parte de este material natural por uno artificial y disminuir en parte el impacto ambiental generado tanto por la explotación minera, como por la disposición actual de la ceniza generada en la termoeléctrica.

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4.1.1.2 Objetivos del cliente relacionados con el proyecto. -

Bajar el consumo de puzolana en un 5%, remplazándola por cenizas volantes generadas en Termosochagota logrando de esta manera un ahorro en el costo de las materias primas empleadas en la adición de cemento, específicamente en la puzolana, por lo tanto se alargaría la vida útil de la mina de puzolana como una contribución a la reducción del impacto ambiental generado por las explotaciones mineras.

-

Alargar la vida útil de la mina de puzolana, minimizando el impacto Ambiental generado por la explotación de este mineral.

-

Contribuir con la empresa Termosochagota para dar una solución medioambiental al manejo adecuado de las cenizas volantes producidas en su proceso de generación de energía.

4.1.1.3 Misión del proyecto. Proponer una alternativa viable que permita reducir el consumo de puzolana, empleada actualmente como adición, en la molienda de cemento, remplazándola por ceniza volante generada en el proceso termoeléctrico en Termosochagota, logrando una disminución en el costo de las materias primas y contribuir de una manera eficiente con el medioambiente ofreciendo una solución al manejo seguro de este tipo de material. 4.1.2 Paso 2 Análisis de los afectados. Para el análisis de los afectados, es necesario describir cada una de las personas o grupo de personas que estarán interesados en el proyecto, describir el interés en el mismo y las medidas a tomar para cumplir sus expectativas, las cuales son descritas en la Tabla 3. Tabla 3. Análisis de los afectados. Afectados Personal de operación

Interés en el proyecto

Medidas a Tomar Optimizar El manejo de este material de Manejo de una nueva manera que se pueda controlar su dosificación materia prima para adición a molino. Personal de Capacitación y participación por parte del Conocimiento y operación operación personal de operación; tanto en la puesta en del nuevo sistema para marcha como en la operación del nuevo adición de ceniza sistema de adición. Personal de Nuevos equipos para realizar Integrar estos equipos al sistema SAP con su Mantenimiento mantenimiento en el área de respectiva codificación para que salgan las rutas periódicas de mantenimientos. cemento. Coordinador de Optimizar costos de Compromiso y apoyo directo para realizar las Producción molienda de Cemento. acciones de mejora propuestas. Logro de metas presupuestadas (Indicadores Técnicos). Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo.

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4.1.3 Paso 3 Búsqueda de las lecciones aprendidas. Por experiencias de otras plantas del grupo Holcim, al utilizar cenizas volantes en el proceso de molienda se han podido obtener resultados como la reducción del nivel de emisiones de CO2 por tonelada de cemento producido debido a que el porcentaje de clinker empleado en la molienda de cemento disminuye al adicionar las cenizas. -

Se debe controlar la cantidad exacta de cenizas volantes adicionadas a la molienda, para no afectar en ningún caso la calidad y Resistencia del cemento

-

Para dosificar la adición es recomendable utilizar equipos que nos permitan controlar de forma eficiente el manejo de las cenizas. Actualmente los sistemas de pesaje Schenck aplicados en la compañía han dado muy buenos resultados para control de alimentación de materiales, con una precisión de 1%, se propone la utilización de este tipo de Equipos en el manejo de las cenizas en la adición de la Molienda de Cemento.

-

-

Se debe controlar las emisiones que se puedan generar en el descargue de las cenizas al silo de almacenamiento, como la extracción del mismo hacia el punto donde se defina incorporarlo en el proceso. Los equipos empleados en este movimiento de material deben tener propiedades que garanticen una hermeticidad, fluidez del material, retención del mismo, de tal forma que se asegure el control de emisiones.

-

Se debe controlar continuamente la calidad de las cenizas volantes que se van a incorporar como adición, para garantizar que nos se vayan a presentar cambios fisicoquímicos en la composición del cemento

-

La utilización de las cenizas en el proceso de molienda de cemento ha permitido una disminución en el almacenamiento en botaderos, logrando una mejora medioambiental en el manejo de estos residuos.

-

El costo real de las cenizas volantes esta dado por previa negociación entre las dos empresas (Termosochagota-Holcim Colombia) se asume un costo no superior a los $ 500 por tonelada, teniendo en cuenta los beneficios de disponer de forma segura este material(residuo) en las instalaciones de la planta de Cemento y adicionalmente el costo de transporte es asumido por el consumidor (Holcim Colombia).

4.1.4 Fuente. Las lecciones tomadas en cuenta se basan en el proyecto que se desarrollo en una de las planta del Grupo Holcim (Planta de Saraburi) en Thailandia en Septiembre 2001. (https://web.holcim.com/ ICM Fly Ash Report rev1.2.pdf)

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4.1.5 Paso 4: Definición del producto o servicio 4.1.5.1 Producto o servicio -

Utilización de un 5% de cenizas volantes provenientes de la empresa Termosochagota para disminuir el consumo de Puzolana en la adición del proceso de Molienda de Cemento.

-

Minimizar los impactos ambientales generados por el proceso de explotación en la mina de puzolana. Contribuir con la disminución del impacto ambiental generado por la disposición de las cenizas volantes en botaderos. Disminuir el % de emisiones de CO2 por tonelada de cemento producido.

4.1.5.2 Especificaciones. Actualmente la cantidad de puzolana requerida para el despacho anual de cemento es del 37% del total de la producción, se Propone disminuir este consumo en un 5%, reemplazándola por cenizas volantes, las cuales tienen un costo menor. La calidad del cemento producido se debe mantener y en el mejor de los casos esta debe verse beneficiada pues se garantiza un blaine4 de 3300 – 3500 cm2/g y una resistencia a la compresión a 28 días de mínimo 380 kg/cm2 4.1.5.2.1 Uso de adiciones en la producción del cemento. Una de las opciones a ser consideradas en la disminución del consumo de energía es el contenido de clínker en la producción de cemento puesto que en la medida en que se aumente la adición al cemento y dependiendo el tipo de adición5 se pueden lograr considerables ahorros de energía y por consiguiente de combustible disminuyendo así la emisión de gases contaminantes. Según el estudio efectuado por La Unidad de planeación Minero Energética – UPMEdel Ministerio de Minas y Energía y CORPODIB62, en las empresas cementeras el porcentaje de clínker utilizado es de aproximadamente el 80%. El porcentaje mínimo reportado fue 70% y el máximo 94% la tabla siguiente recopila la información relacionada con las adiciones presentadas por algunas de las empresas cementeras del país. (Ver Tabla 4).

4 Caracteristica fisico-quimica que determina la finura de los materiales en polvo tales como los cementos y puzolanas 5 Compuestos que añadidos al clinker, modifican sus características: fraguado endurecimiento o estabilidad de volumen del cemento inicial( Escorias de horno alto.Puzolanas naturales, Cenizas volantes, Humo de sílice)

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Tabla 4. Porcentaje de Clinker y Tipo de Adición Tipo de Proceso % de Clinker Tipo de Adición Húmedo 72 - 94 Ceniza volante, Caliza Seco 70 - 86 Escoria, Caliza, Puzolana Fuente: Formatos de información sector cementero CORPODIB. En Tabla 5, se pueden observar los porcentajes de reducción de energía térmica y eléctrica con respecto a la producción de cemento puro y las adiciones para la producción de cemento en el proceso de fabricación. Tabla 5. Tipo de Adición Vs. % de disminución de energía. % de Disminución de Requerimiento de energía 100 5 a 15 20 25 50

Tipo de Adición al Cemento Puro Caliza Cenizas Puzolana Escoria

Fuente: Articulo: disminución del consumo energético en plantas de cemento Holcim Group Support. Disponible en .

4.1.5.2.2 Costos de producción. La principal exigencia energética en la producción de cementos es el combustible para el horno (Carbón Diesel, Gas). Los mayores equipos consumidores de energía eléctrica son los molinos (de materias primas, cemento y combustibles sólidos) y los grandes ventiladores/exhaustotes (horno/molino de crudo y molinos de cemento). El consumo total de energía se mueve en los rangos 3.200 a 5.500 MJ/t(Energía Térmica) por tonelada de clínker y 90 a 130 Kwh. (energía eléctrica) por tonelada de cemento, según el tipo de proceso, equipo instalado y calidad de gestión operativa de la fábrica. Dada la importancia que en el costo de producción tiene el factor energético, la industria cementera se ha venido esforzando en optimizar la eficiencia energética, y ha logrado una mejora continua en este aspecto. Los costos de producción del cemento se ven reducidos básicamente por la intervención de dos factores importantes que se mencionan a continuación: Uno es la reducción en el factor clínker, se reduce en la medida que se pueda agregar mayor cantidad de material de adiciones en la molienda de cemento (Puzolana, Caliza, escoria, cenizas volantes), se reducirá los costos en cuanto a 33

consumo térmico, emisiones, y consumo de energía. Para utilizar en mayor o menor cantidad estas adiciones en la molienda depende de las características químicas de fabricación de clinker. El segundo Punto tiene que ver con el rendimiento de los equipos de molienda, en la medida que este se pueda incrementar ya sea por una menor o mayor adición, logrando un mayor volumen de producción, el consumo energético se disminuye en mayor cantidad, lo cual permite tener un costo mas bajo por kilowatio en la producción de cemento. 4.1.5.2.3 Fuente de producción de ceniza. Las ceniza que se propone utilizar proceden de le empresa Termosochagota, termoeléctrica ubicada aproximadamente a 30 Km. de distancia de la planta cementera, es una ceniza que se denomina fresca, la cual se produce durante la operación de producción de energía eléctrica, en el proceso de combustión de carbón para la generación de vapor necesarios para el funcionamiento del generador. (Ver Tabla 6) Tabla 6. Composición química de la ceniza. Muestra #1

R170

R325

R400

SiO2

Al203

Fe2O3

CaO

H2O

Inquemados

Residuo Insoluble

Material Volátil

3.4

20.0

26.0

45.34

21.51

4.68

1.11

0.16

7.68

84.66

2.14

Fuente: Holcim Colombia S.A , Analisis laboratorio planta Nobsa

La producción diaria de esta ceniza es de 200 toneladas las cuales son depositadas en un silo dispuesto para tal fin, este silo cuenta con un sistema de extracción que permite que el material sea fácilmente cargado en equipos de transporte tipo cisterna (pipas) controlando las emisiones al medio ambiente. 4.1.5.2.4 Como afecta las características del cemento el uso de cenizas volantes. De acuerdo con pruebas efectuadas en varias plantas del grupo es factible la utilización de cenizas volantes en la fabricación de cemento, se debe controlar la composición química de esta de tal manera que permita adicionar un porcentaje que no varié las condiciones químicas ni físicas del desempeño del cemento. La composición química de las cenizas de Termososchagota es de una excelente calidad lo que nos permite adicionarla en buena cantidad sin que nos afecte las características de nuestro producto. Las cenizas volantes están catalogadas como una adición activa que permite el desempeño de las resistencias del cemento a edades más largas. (Ver Figuras 4 y 5).

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Figura 4. Esquema de las adiciones minerales.

Fuente: http://www.lomanegra.com.ar/pdf/trabajos/cah.pdf Figura 5. hormigón.

Influencia de las adiciones sobre el desarrollo de resistencia del

Fuente: http://www.lomanegra.com.ar/pdf/trabajos/cah.pdf 35

Puede observarse que mientras las adiciones activas se hidratan a partir de las reacciones de hidratación del clinker Pórtland, se obtienen desarrollos un tanto más lentos de resistencia aunque las resistencias finales son mayores debido a una hidratación más completa del material cementicio, en cambio, el uso de adiciones inactivas mejora la resistencia inicial de los hormigones aunque la resistencia final es menor debido a que se dispone de menor cantidad de partículas hidratables. No obstante, este esquema es indicativo y muestra tendencias, ya que los fabricantes de cemento Pórtland conocen el comportamiento de las adiciones que utilizan para elaborar sus cementos, por lo cual puede encontrarse en el mercado cementos con distintos tipos de adiciones se puedan obtener curvas de evolución de resistencia similares a las que se obtendrían utilizando algunos cementos "puros". Esto solamente puede lograrse mediante tecnología de molienda y/o utilizando un clinker de características especiales para la elaboración de cementos adicionados 4.1.5.2.5 Transporte y cargue. El cargue y transporte de este tipo de material (Cenizas Volantes) se debe efectuar a través de camiones cisterna (“pipas”), los cuales tiene una capacidad de carga de 19 ton. Promedio y se debe disponer de 2 equipos que estarán retirando material permanente mente durante un tiempo de 16 horas diarias empleando para el ciclo completo 3 horas y 40 minutos los cual nos da 4 ciclos por equipo para un total de 76 ton por dos equipos 152 ton diarias, En planta se cuenta con un silo de 800 ton de capacidad el cual se debe acondicionar para que pueda recibir este tipo de material. Se debe diseñar un sistema de descargue de los contenedores al silo y luego la extracción del silo hacia el separador por aire del circuito de molienda donde se debe disponer el material. La extracción del silo se debe acondicionar con un sistema de aerodeslizadores los cuales trasportaran el material hasta el punto de disposición con eyección de aires de soplador para el cual permite controlar el flujo, la dosificación de salida del silo se debe hacer con válvulas tipo beck6, que permiten una dosificación para controlar la salida de material hacia los fluidores. 4.1.5.2.6 Logística despacho de ceniza Termosochagota. La disponibilidad de despacho de cenizas es de 180 Toneladas diarias a su máxima carga, Termosochagota tiene un programa de generación el cual le exige que debe estar en operación mínimo el 80% del año es decir 9.6 meses y según la programación de Generación reglamentada por ISA.

6

Fabricante Estaudinense de Válvulas de control de flujo de materiales especiales

36

Un horario normal de operación para retiro de este material de la planta esta comprendido entre las 6 a.m. y 5 p.m. de Lunes a Domingo utilizando un tiempo de cargue de 25 minutos, tiempo contabilizado desde el momento que el vehiculo llega a la planta hasta el momento en que sale de ella nuevamente. En caso de requerirse el despacho se puede realizar durante las 24 horas del día sujeto a programación y acuerdos previos. 4.1.5.2.7 Aspectos medioambientales en el uso de cenizas volantes. La problemática de la gestión de residuos industriales ha generado una atención por parte de las empresas de producción en todo el mundo, esto debido a la necesidad de proteger el medio ambiente. Las políticas en cada uno de los países junto con sus legislaciones se han orientado a controlar la producción de residuos y a gestionar adecuadamente los existentes minimizando su generación y buscando la manera de reutilizarlos, aprovechando los recursos materiales (reciclaje) o energéticos contenidos en ellos y eliminándolos con los mejores método para no causar efectos negativos medioambientales. Los principales objetivos respecto a los residuos son evitar al máximo su generación, pero en realidad el mayor esfuerzo se centra en la eliminación adecuada de los existentes, la realidad es que su eliminación es práctica común, y no siempre en las condiciones adecuadas. Para evitarlo, el reciclado y valorización son hoy por hoy las vías con mayor potencial real, desde un punto de vista técnico, ecológico y económico. Las fábricas de cemento ofrecen una oportunidad en este sentido, pues las características de su proceso productivo les permiten disponer y valorizar varios tipos de residuos con las condiciones técnicas y ambientales óptimas. Con la prestación de este servicio la actividad industrial cementera esta ofreciendo una solución medioambiental ecoeficiente, contribuyendo de igual manera con el desarrollo social de la comunidad. Es así como la utilización de cenizas volantes en el proceso de molienda del cemento, hace que estos residuos sean dispuestos sin que genere un problema medioambiental, si no que sean empleados como materia prima en el proceso de molienda de cemento aportando las siguientes ventajas al entorno: -

-

Para evitar la contaminación ambiental, una alternativa de solución es emplear las cenizas volantes como adición en la fabricación de cemento, evitando de esta manera la disposición en terraplenes o escombreras que es donde normalmente se depositan. Reducción de la explotación de canteras, sustituyendo recursos naturales por residuos. (Puzolana por Cenizas Volantes). Disminución del consumo energético al fabricar menos clínker gracias al uso de las adiciones. 37

-

Reducción de las emisiones a la atmósfera al disminuir el consumo de combustibles.

La industria del cemento ha empleado tradicionalmente ciertos residuos y subproductos minerales de composición similar a la de sus materias primas o que mejoran las prestaciones, calidad y resistencias de los cementos. Dadas las enormes cantidades de materias primas que procesa el sector del cemento en Colombia (más de 55 millones de toneladas al año), la utilización de este tipo de materiales (Cenizas Volantes) supone un gran ahorro de recursos naturales y evita el depósito inadecuado de grandes volúmenes de materiales aprovechables. Estos residuos se pueden emplear en diferentes etapas del proceso productivo, una de ellas es en la preparación inicial de las materias primas o "crudo", la otra es la fase de molienda del clínker junto con otros minerales y la última es la adición directa a la molienda para dar lugar al cemento. En la molienda de cemento los materiales susceptibles de ser empleados como componentes en la molienda de cemento (como adiciones al clínker) tienen características que mejoran sus propiedades, tales como la finura, retención de agua, durabilidad, resistencia mecánica, resistencia a sulfatos etc. Estos materiales están descritos en las normas internacionales sobre la fabricación de cementos y pueden ser naturales o provenir de subproductos de otros procesos industriales tales como: Escoria de alto horno, Puzolanas industriales, Cenizas volantes de central térmica, Humo de sílice de la industria de ferró aleaciones, esquistos calcinados, Sulfato de calcio proveniente de la desulfuración de gases industriales etc. 4.1.5.2.8 Condiciones de utilización de las Cenizas. La utilización de residuos en las fábricas cementeras para disponerlos y utilizarlos como adición en el proceso de molienda de cemento se realiza respondiendo a las siguientes condiciones: -

Suponer una mejora medioambiental global. Mantener la seguridad de los trabajadores y de las personas en el entorno de la fábrica. Ser compatible con la calidad exigida al cemento y con la operación de la instalación.

En concreto, la valorización energética de las cenizas como producto residual se puede llevar a cabo con las siguientes garantías: -

Solo se dispondrán cenizas de calidades aceptadas tras un control de su composición química y una verificación de sus características físicas, evaluadas en el laboratorio de control de calidad la planta de Holcim en Nobsa 38

-

Termosochagota asegura la calidad de las cenizas debido a la estabilidad de su proceso de producción continua de energía, teniendo en cuenta sus equipos de control de última tecnología y altos estándares de calidad en sus procesos.

-

Durante su control , tanto los parámetros que aseguran la adecuada adición, como las emisiones del proceso, son controladas, verificando que se adecuan a las condiciones establecidas por la casa matriz, legislaciones del país y las autoridades competentes, las cuales actualmente son mucho más estrictas en el cumplimiento de la legislación ambiental aplicable, garantizándose que no se perjudica en modo alguno el comportamiento ambiental de la fábrica, la salud de las personas y en general la calidad del producto final, punto de mucha relevancia para la empresa y el grupo Holcim.

-

La disposición de las cenizas en el molino de cemento se hará de forma segura y controlada, evitando emisiones fugitivas que pueden llegar a perjudicar a trabajadores y al medioambiente, si no se realizan la disposición correcta con la infraestructura adecuada

4.1.5.2.9 Aspectos a tener en cuenta para el manejo de las cenizas volantes. Análisis. Deben determinarse las características de las partículas residuales o cenizas volantes mediante la implementación en la planta de un laboratorio de análisis o mediante análisis realizados en laboratorios certificados por las autoridades ambientales. Manipulación. Como las cenizas volantes están compuestas por partículas micrónicas y submicrónicas deben manejarse con mucho cuidado para evitar emisiones fugitivas de polvo. Para tal fin deben instalarse equipos de control automático que permitan regular los flujos de material evitando emisiones que puedan contaminar el medioambiente. Transporte. Los contenedores de los vehículos en que se transporten las cenizas deben estar en perfectas condiciones técnico-mecánicas, que den confiabilidad para transportar este tipo de material dentro y fuera de la planta. Disposición. Para la disposición de las cenizas volantes en el proceso de fabricación de cemento, se debe contar con toda la infraestructura adecuada que permita demostrar ante las autoridades ambientales que el manejo de este tipo de materiales se realiza de forma segura y sin riesgo alguno para la comunidad y el medio ambiente. 4.1.5.2.10 Propuesta de Infraestructura. En la actualidad en la planta cementera de Holcim existe una instalación que está en reserva (stand by) y que realizando una serie de adecuaciones de tipo mecánico, eléctrico y de control se pueden acondicionar para permitir la recepción y disposición de cenizas al molino de 39

cemento # uno que es el encargado de moler el cemento Pórtland en todo el proceso En la actualidad existe un silo en concreto cuya capacidad de almacenamiento es de 600 toneladas, a este silo de le debe realizar una limpieza interna, que permita realizar la instalación de los elementos de extracción del material los cuales van a permitir que el material fluya fácilmente del silo y no se presenten pegaduras o adhesión a las paredes del mismo. A este silo externamente se le debe instalar un sistema que permita descargar los contenedores que transportan las cenizas y llevarlas hasta la parte superior del mismo, para depositarla en él, este sistema es un ducto que va a lo largo del silo y trabaja con inyección de aire comprimido que permite la presurización del contenedor para que la ceniza pueda ser transportada neumáticamente hacia el silo. Para la extracción del silo se debe contar con válvulas reguladoras de flujo que permitan controlar la alimentación dado las características especiales del mismo, estas válvulas le entregan el producto a un transportador neumático, aerodeslizador el cual lo llevara directamente a la bota del elevador de canjilones de salida del molino para ser conducido junto con la producción del mismo al separador donde se mezclara con el cemento en la cantidad definida. En este trayecto se debe instalar una bascula pesadora que permita controlar la cantidad de ceniza que se va a adicionar en determinado momento, y de igual forma saber la cantidad de material que se consume para mantener un stock suficiente de material para una operación continua de adición en el molino. Actualmente en el mercado se encuentran proveedores que pueden ofertar este tipo de equipos tanto válvulas como basculas, e inclusive compañías como SIMENS o EQUIPOS Y CONTROLES por mencionar dos, que ofrecen este tipo de instalaciones garantizando su funcionamiento y operatividad. Esta puede ser una muy buena opción ya que se puede contar con la experiencia de este tipo de empresas que ya han realizado el montaje de estas instalaciones en otras plantas del mundo. El aire que se emplea para la extracción del silo y transporte de las cenizas hasta el elevador del molino debe ser seco, por esto se debe emplear aire de soplador que garantiza que esta libre de humedad que pueda causar problemas en el manejo de las cenizas y en los equipos que componen el sistema. (Ver Figura 6).

40

Figura 6. Detalle donde se incorporaría la ceniza al sistema, bota del elevador de salida del molino.

Fuente: Holcim, pantallas de Sistema de Control

En la Tabla 7 se muestran los datos técnicos del molino de cemento uno. D A T O S D E D IS E Ñ O

D iá m e tr o d e l M o lin o

4 .2 m

L o n g itu d d e l M o lin o

1 3 .5 m

R e la c ió n L /D

3 .2 m

N u m e ro d e c á m a ra s

2

D A T O S D E O P E R A C IÓ N

P r o d u c c ió n n o m in a l

1 2 0 a 1 6 0 t/h

P o te n c ia d e l m o to r p r in c ip a l

3200 kW

T ip o d e a c c io n a m ie n to

D P iñ ó n – c o r o n a

V e lo c id a d d e l m o lin o

1 5 .2 R .P .M

P ro v e e d o r

P o ly s iu s

41

Figura 7. Esquema de un molino de cemento

Fuente: documentación FLSMITH. Figura 8: Esquema de la instalación una vez se acondicione

42

4.1.5.3 Restricciones de costo/ tiempo (según el cliente). Las principales restricciones que se pueden presentar para la ejecución de este proyecto depende de la evaluación técnico económica, pues este proyecto y los trabajos que implican llevarlo a cabo no están considerados dentro del plan de inversiones de la Compañía, por lo tanto las obras se deben realizar en un tiempo no mayor a seis meses. El proyecto de utilizar cenizas volantes en el proceso de molienda será puesto a consideración de la gerencia de planta, para la asignación del presupuesto requerido en el desarrollo del proyecto, es de resaltar que la viabilidad de este proyecto genera beneficios económicos brindando soluciones medioambientales viables. Este Proyecto será una herramienta que contribuirá con parte de la recopilación de Información requerida durante su desarrollo. 4.1.5.4 Suposiciones y/o condiciones especiales. El proceso no debe sufrir ningún cambio que implique riesgos en los equipos o en la variabilidad del producto final (Cemento), garantizándole al cliente un producto de alta calidad. Las cenizas provenientes de Termosochagota son de calidad uniforme llamada ceniza fresca, y es la que se utilizará en el proceso de Molienda. La utilización de las cenizas contribuye de manera directa con la disminución del impacto medioambiental, generado por el manejo que se le da actualmente 4.1.6 Paso 5: Calendario de hitos (Entregables). Los hitos o entregables son analizados, como los pasos a tener en cuenta para poder llegar al resultado final, en los cuales se analiza el tiempo necesario para realizar la actividad, fecha de término o compromiso y responsables, los cuales son descritos en la Tabla 8. Tabla 8. Calendario de hitos. Hito

Tiempo requerido

Recopilación de Información relevante Dos meses Evaluación de la infraestructura existente Tres semana Estudios de Ingeniería Tres semanas Diseñar propuesta de Instalaciones Requeridas Un Mes Entrega Propuesta Una semana Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo. 43

Fecha de termino

Responsable

Agosto

RPR/CGV

Octubre. Noviembre

RPR/CGV JDM /Proyectos

Diciembre Diciembre

RPR/CGV RPR/CGV

4.1.7 Paso 6: Esquema de la Organización del Proyecto. En este paso se realiza el listado de cada una de las personas que intervienen en el proyecto, analizando el rol a tener en cuenta, la responsabilidad y autoridad en el mismo. En Tabla 4.1.7, se describe cada persona con sus responsabilidades y autoridades. Por las cuales se puede hacer un seguimiento y exigencia de resultados. (Ver Tabla 9). Tabla 9. Esquema de la organización del proyecto. Nombre y Rol Responsabilidad Jaime Figueroa Presentar Propuesta del (Director Técnico) proyecto frente al grupo Ejecutivo para solicitar los recursos económicos necesarios para la ejecución

Ovidio J. Pineda (Coordinador de producción)

. Coordina el programa de producción para planear los tiempos requeridos para cambios y montajes. . Lidera las actividades relacionados con proyectos que afectan la producción Jefe de turno Alcanzar las metas de rendimiento, operar de forma confiable y segura los equipos. Daniel Montañez Lidera lo relacionado con Jefe de Proyectos nuevos proyectos en la planta, coordina las actividades relacionadas con la fabricación y montaje de equipos. Claudia Gil Realizar y presentar propuesta Ricardo Plazas del proyecto al comité ejecutivo de la planta. Harold Franco Coordinador los diferentes (Jefe Control análisis de la pruebas Calidad) programadas garantizando el cumplimiento y entrega de resultados Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo.

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Autoridad .Garantiza el uso de estándares propios grupo en las instalaciones .Propone cambios a la definición del proyecto si es necesario. . Vela por mantener los lineamientos en cuanto medio ambiente, seguridad Industrial y calidad en el resultado. - Planifica y analiza las condiciones para poder ejecutar las actividades del proyecto.

Puesta en marcha, operación y paro de equipos cuando se requiera. Quien ejecuta y es responsable directo de la ejecución de actividades relacionadas con el montaje de la nueva infraestructura del proyecto Liderar y participar en la toma de decisiones durante el desarrollo del proyecto Programar las condiciones de molienda en cuanto a la adición del cemento, muestreos y análisis en proceso suspender molienda si es necesario.

4.1.8 Paso 7: Estimación de costos del proyecto. Los costos estimados para la realización del proyecto se resumen en la Tabla 4.1.8, la cual muestra el costo la discriminación de costos por Item, el cual es la guía para el análisis y aprobación por parte del a gerencia, teniendo en cuenta el estimado de Ganancias y beneficios que se muestra. (Ver Tabla 10). Tabla 10. Estimación de costos del Proyecto. Cantidad prevista originalmente $204.750.000

Gran Total P P1

PERSONAL Ing. Proyectos

$48.750.000 $ 9.000.000

P2 P3 P4 P5 M M1 M2 M3 M4 T T1 T2 T3 T4 O O1

Ing. Mecànico Ing. Proceso Ing.Elèctrico Personal de campo MATERIALES Equipo Elèctrico Equipo Electrònico Equipo Mecànico Materiales de Consumo general TERCEROS Estudios de Ingeniería y Arquitectura Servicios (limpieza silo actual) Montaje Mecánico Montaje eléctrico y electrónico OTROS Imprevistos

$ 9.000.000 $ 9.000.000 $ 9.000.000 $ 12.750.000 $ 86.000.000 $ 20.000000 $ 30.000.000 $ 30.000.000 $ 6.000.000 $ 60.000.000 $ 20.000.000 $ 15.000.000 $ 15.000.000 $ 10.000.000 $ 10.000.000 $ 10.000.000

Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo. Total costos estimados

$ 204.750.000

Estimado de Ganancias y Beneficios para un estimado de Producción de 1´000.000 ton en el año

$ 231.600.000

Estimación de tiempo de reembolso * * el tiempo que toma a los beneficios para cubrir los costos de proyecto

10,6 meses

45

4.1.9 Paso 9: Evaluación de riesgos del proyecto. En esta etapa se describen los riesgos identificados, con la puntuación significante de 1 a 5, probabilidad de ocurrencia, puntuación total, tratamiento del riesgo, responsable y fecha de término. (Ver Tabla 11). Tabla 11. Evaluación de riesgos del proyecto. Riesgos Identificados

Puntuación significante (1 - 5)

Probabilidad (%)

Puntuación

Alto costo de la inversión

4

70%

4

Perdida de interés en el proyecto

5

70%

5

Demora en tiempos de Entrega de obras

5

80%

4

Impactos en seguridad, salud Ocupacional y medioambient e

4

50%

2

Tratamiento de Riesgo Propuesto

Resp.

Realizar contratos que permitan conseguir un OPL ahorro manteniendo los estándares de calidad Llevar una trazabilidad y cumplimiento OPL con los cronogramas establecidos Seguimiento a cada actividad según cronograma establecido y JDM reuniones de avance de obra con Contratistas Dar a conocer a Contratista los estándares Interve exigidos y ntor verificación del cumplimiento

Fecha de término

Durante la etapa inicial del Proyecto

Permanen te

Permanen te

Permanen te

Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo. 4.2 FASE II PLANEACIÓN DEL PROYECTO. 4.2.1 Paso 1: Equipo de implementación. Para la realización del proyecto, y según la tabla 4.1.7 “Esquema de la Organización del Proyecto”, cada unos de los integrantes tiene diferentes funciones dependiente de cada persona o actividad a realizar, con ello se garantiza que la realización del proyecto cuente con una estructura clara y conocida por todas las personas implicadas. Según la 46

metodología de Belbin7 cada integrante del equipo del proyecto debe asumir el rol que le corresponde dentro de la estructura de la organización del proyecto, estos roles son se describen de acuerdo a su ponderación en la Tabla 12. Tabla 12. Equipo de implementación. IM

Función Nombre Jaime Figueroa Ovidio Pineda

Claudia Gil Paula Chaparro

OR

PL

IN

EV

EJ

FN

Coordinador Organizador Planeador Investigador Evaluador Ejecutor Finalizador

Total

10

10

10

4

1

30

3

2

70

15

15

10

10

3

8

3

6

70

5

5

10

10

15

5

15

5

70

5

10

5

10

5

5

15

15

70

10

5

10

10

20

5

5

5

70

10

5

10

10

20

5

5

5

70

5

10

10

5

15

15

5

5

70

Jefes Turno Daniel Montañez Ricardo Plazas

Interpretación estadística

CO

Implementador

IM

CO

OR

PL

IN

EV

EJ

FN

Implementador

Coordinador

Organizador

Planeador

Investigador

Evaluador

Ejecutor

Finalizador

Promedio

Promedio

Promedio

Bajo

Bajo

Muy Alto

Bajo

Bajo

Ovidio Pineda

Alto

Muy Alto

Promedio

Alto

Bajo

Promedio

Bajo

Promedio

Jefes Turno Daniel Montañz

.Bajo

Bajo

Promedio

Alto

Muy Alto

Bajo

Alto

Promedio

Nombre Jaime Figueroa

Bajo

Promedio

Bajo

Alto

Bajo

Bajo

Alto

Muy Alto

Ricardo Plazas

Promedio

Bajo

Promedio

Alto

Muy Alto

Bajo

Bajo

Promedio

Claudia Gil Paula Chaparro

Promedio

Bajo

Promedio

Alto

Muy Alto

Bajo

Bajo

Promedio

Bajo

Promedio

Promedio

Promedio

Muy Alto

Muy Alto

Bajo

Promedio

Fuente: Holcim plantillas Metodología PMA, Info, GIL claudia, PLAZAS Ricardo 4.2.2 Paso 2: Plan detallado del Proyecto. Cada una de las tareas a realizar se muestra claramente en este paso, las acciones detalladamente a que se compromete cada responsable del equipo, con claro énfasis en Duración del plan y fecha de vencimiento. Como se muestra en la Tabla 13.

7

Metodología que identifica los roles de equipo que implican patrones de comportamiento que las personas pueden adoptar en el trabajo de manera natural. Conocer la distribución de estos roles de equipo es crucial para comprender el funcionamiento de un equipo de trabajo

47

Tabla 13. Temas de los equipos. Tareas

plan

Fecha de Vencimiento plan

RPR/CGV

2 meses

15-Ago-06

RPR/CGV

3 Semanas

15-Oct-06

JDM/Proyectos 3 Semanas RPR/CGV 1 Mes

05-Nov-06 12-Dic-06

Resp.

Duración

Fase I y II Recopilación de Información relevante Evaluación de la infraestructura existente Estudios de Ingeniería Diseñar propuesta de Instalaciones Requeridas

RPR/CGV Entrega Propuesta Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo.

2 semanas 30-Dic-06

4.2.3 Paso 3: Plan de comunicación. Los medios de comunicación que se utilizarán durante el desarrollo del proyecto representan un elemento importante a tener en cuenta, incluyendo el medio y lo que se debe comunicar a las personas interesadas; se resumen en la Tabla 14. Tabla 14. Plan de comunicación. Personas Interesadas

Interés en el Proyecto

Acciones a tomar

Qué comunicar

Jefes de área y Coordinador.

Informar a Permanente Cambios de personal de área retroalimentación variables, sobre el avance y participación cambio de del proyecto equipos, análisis de resultados.

Gerente de Planta y Coordinadores

Dar a conocer a la Gerencia el estado del proyecto, entrega de Hitos.

Gerente de Resumen y Planta, Director documentación del proyecto por de lo realizado y parte de acciones por UNISABANA, hacer, muestra Coordinadores. de logros

Frecuencia de los datos Presentación RPR/CGV Semanal Como comunicarlo

Resp.

Adquisición de Avances del Presentación RPR/CGV Cada dos recursos, Avance proyecto semanas en costos.

Resaltar logros, Metodologías, aportes principalmente técnico/administr ativos.

Fuente: GIL Claudia y PLAZAS, Ricardo.

48

Resultados de inicio y fin del proyecto

Presentación RPR/CGV Una vez al Informe final del escrito proyecto

4.2.4 Paso 4 Presupuesto del proyecto. El presupuesto analizado hasta la fase de planeación, es el mismo que se tiene como costo del proyecto estimado tabla 4.1.8, estos varían de acuerdo a los cambios que se puedan generar una vez se apruebe y se ponga en marcha El presupuesto del proyecto se resume en la Tabla 15, la cual muestra los costos en la fase I y la fase II que es el alcance del presente proyecto, de esta manera serian asignados recursos y el proyecto continuaría con sus fases siguientes de Ejecución y Terminación. Tabla 15. Presupuesto. Tabla 4.2.4 Presupuesto Fase I

Rubros Personal Profesional Otros Gastos

Costos $ 9.000.000 $ 7.000.000

Total Fase II

$ 16.000.000

Rubros Costos Personal Profesional $ 27.000.000 Calificado $ 12.750.000 Estudio, Ingenieria y Arquitectura $ 20.000.000 Obra Civil( limpieza silo actual) $ 15.000.000 Montaje Mecanico $ 15.000.000 Montaje Electrico y Electronico $ 10.000.000 Equipo Mecanico $ 30.000.000 Equipo Electrico $ 20.000.000 Equipo Electronico $ 30.000.000 Materiales de Consumo General $ 6.000.000 Otros $ 3.000.000 Total $ 188.750.000 TOTAL $ 204.750.000

Fuente: GIL Claudia y PLAZAS Ricardo.

49

CONCLUSIONES -

Con la infraestructura actual que Holcim Colombia posee, se hace viable realizar las adecuaciones necesarias para el manejo de cenizas volantes como adición en la Molienda de cemento garantizando el manejo adecuado y seguro de este tipo de adición con una inversión relativamente baja con respecto a los beneficios técnico económicos analizados, adicionalmente, se cuenta con una flota de camiones sisterna(Pipas) que facilitarán el cargue y transporte desde el origen (Termosochagota) hasta la planta de Cemento de Holcim Colombia

-

De acuerdo con análisis del costo de producción actual utilizando puzolana comparado con el costo de producción al utilizar cenizas volantes se logra un ahorro del 0.4% del costo total de producción, esto significa un beneficio de $231,6 por tonelada de cemento producida, lo que nos da un total de $231.600.000 millones por año para una producción de un millos de toneladas.

-

La utilización de cenizas volantes en la molienda de cemento beneficiará de forma directa a las dos empresas (Holcim Colombia-Termosochagota) al lograrse una reducción del costo de producción, racionalizar el consumo de un recurso natural no renovable (Mina de puzolana), contribuir con una solución a la problemática medioambiental generada por el manejo de estos materiales en botaderos destinados para el almacenamiento y disposición final.

-

En general Holcim Colombia siguiendo con sus políticas de desarrollo Sostenible enmarcado dentro de sus responsabilidad social corporativa realiza proyectos de Producción Limpia que le permiten contribuir con el mejoramiento de su entorno, logrando el equilibrio entre al producción de cemento y la conservación del medioambiente

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BIBLIOGRAFIA GUNTLIN, H HOLCIM Management and Consulting Ltda, Materials Technology 1997 PEREZ, CARLOS A, Simulación de una cámara de Combustión de lecho fluidizado para el beneficio de cenizas volantes en la fabricación de cemento Pórtland Puzolànico 2000 (Centro de documentación planta Nobsa) HERNANDEZ, JAIRO Estudio sobre adición de cenizas volantes en cemento 1190. (Centro de documentación planta Nobsa) TOLOSA CORREA, RICARDO A., articulo publicado en la revista Ambientales edición #2

Ideales

GOÑI SARA Y ANA M. GUERRERO, Investigador Científico y Titulado Superior Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC) MORAGUES AMPARO, Profesor Titular E.T.S.I. de Caminos Canales y Puertos (UPM) Articulo publicado en Noviembre 2006 en la revista Cemento Hormigón. SANTELLA VALENCIA LUZ HELENA PhD, SALAMANCA CORREA RODRIGO Comportamiento del concreto con bajos porcentajes de ceniza volante (termopaipa IV) y agua constante. Revista Ciencia e Ingeniería Neogranadina de la universidad Nueva Granada edición Nº 14 de Marzo – abril de 2004. INFORME DE SOSTENIBILIDAD, 2004 holcim (España) http:// www.Holcim.com

INFORME DE DESARROLLO SOSTENIBLE. 2004 holcim (Colombia) S.A. http:// www.Holcim.com

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