Diseño de un sistema de secado de puzolana para la Empresa Industrias Guapán S.A. - Guamán Buestán, Adriana del Pilar (2007)
El cemento es un conglomerante para la elaboración de hormigones en sus diferentes variedades, es utilizado en un amplio campo de la construcción de obras civiles de grandes dimensiones y sometidas a las más intensas solicitaciones; tales como viviendas, edificios, puentes, torres, autopistas y presas. Para lograr condiciones de trabajabilidad y fraguado se adiciona yeso al clinker en la etapa de molienda final. Las características de resistencia a la compresión a edades tempranas son proporcionadas por el silicato tricálcido, llamado también alita, y a edades sobre los 21 días por el silicato bicálcico, llamado también belita (puzolana). Las puzolanas son materiales que carecen de propiedades cementicias y actividad hidráulica por si solas, pero contienen constituyentes que se combinan con la cal a temperaturas ordinarias y en presencia de agua; dando lugar a compuestos permanentemente insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. La producción de cementos con adiciones activas, tanto puzolanas como otros materiales, surge por la necesidad de mayores resistencias a la compresión. La adición de puzolana en mayor cantidad permite importantes reducciones de clinker en la mezcla para la obtención de cemento; lo que se ve reflejado en la reducción de costos de producción. Para poder llevar a cabo dicho proceso es necesario reducir el porcentaje de humedad contenido en la puzolana; mediante métodos y mecanismos que permitan obtener la cantidad de humedad necesaria en la mezcla del cemento. Cualquiera que sea el mecanismo de secado; necesariamente debe tenerse presente la forma en la que se da la transmisión de calor y como el material se transporta a través de el, para determinar los parámetros que intervienen directamente en el proceso. El diseño del secador está principalmente en función del material a secar y de las instalaciones con las que se cuenta en la empresa. Los parámetros que intervienen directamente en el sistema son: temperaturas, velocidad del aire, flujo másico y humedad de la puzolana. Las temperaturas a lo largo del secador no son constantes; para ello es necesario analizar el sistema por zonas que distribuyen se en tres segmentos: precalentamiento donde el material se calienta hasta la temperatura de humidificación; humidificación, zona en la que se produce toda la evacuación de la humedad contenida en el material y por último la zona de sobrecalentamiento donde únicamente el material alcanza la temperatura de descarga. La humedad de la puzolana que se utiliza en Empresa Industrias Guapán alcanza un valor máximo de 17% valor crítico que se toma en cuenta en los cálculos. Cabe acotar que el porcentaje de humedad final es de 4% sin embargo para que el material se estabilice al salir del secador se toma un valor de 2% de humedad final para garantizar el secado optimo del material. El cálculo de deformaciones y esfuerzos se lo realiza considerando que el cilindro del secador es una viga, con peso propio, peso de la puzolana que es una carga uniformemente distribuida y los pesos de los accesorios; el dimensionamiento de los accesorios del sistema está en función principalmente de la carga total que se tiene que vencer para producir el movimiento de rotación del cilindro. La ejecución de este proyecto no implica un ingreso por ventas sino por reducción de costos de producción por ahorro de materia prima puesto que lo que se busca conseguir con el secador es disminuir el porcentaje de puzolana en la composición del cemento a más de mejorar sus propiedades.