2015 23 03_[sem_pav]_foro_cambio_climatico_cesar_cataldo

A Langley Holdings Company Claudius Peters Projects GmbH
Uso de Cenizas Volantes
en el Cemento en Chile:
Casos exitosos y nuevas
expectativas
Cesar Cataldo Muñoz
cesar.cataldo@claudiuspeters.com
1

Historia de Claudius Peters Technologies
1906 1933 - 1995 2001
Glockengiesserwall Buxtehude 1954 City-Hof 1954 City Nord Headquarters since 1988

Empleados del grupo a nivel mundial
Claudius Peters
Americas Inc.
= 33
Claudius Peters
do Brasil Ltda.
= 7
Claudius Peters
(China) Ltd.
= 18
Claudius Peters
(India) Pvt. Ltd.
= 7
Claudius Peters
(China) Ltd.
= 5
Claudius Peters
Technologies
GmbH
= 239
Claudius Peters
Projects GmbH
= 196
Claudius Peters
(Romania) SRL
= 15
Claudius Peters
(Italiana) srl.
= 8
Claudius Peters
(UK) Ltd.
= 2
Claudius Peters
(Iberica) S.A.
= 7
Claudius Peters
Technologies S.A.
= 45
> 500 personas

Distribución de ventas de Claudius Peters
Germany
14.8 %
Other Europe
28.3 %
Australia & Africa
11.4 %
North America
7.2 %
Far East
16.6 %
Near & Middle East
17.3 %
South & Central
America
4.6 %
Aircraft
7.0 %
Gypsum
5.3 %
Iron & Steel
8.7 %
Others
2.5 %
Cement & Building Material
67.2 %
Energy
4.1 %
Aluminium
5.2 %

Industrias donde trabaja Claudius Peters
Refinerias de Alúmina
Fundiciones de Aluminio
Cal
Yeso
Plantas Térmicas
FertilizantesCarga y descarga
de barcos
Cemento y Materiales
de Construcción
Hierro y Acero

Especialista en transporte de materiales a granel
Más de 100 años transportando
materiales tradicionales:
Calizas,
Carbón,
Puzolana,
Cemento,
Yeso,
Otros…
En los últimos 30 años transportando
materiales alternativos:
Escorias,
Cenizas,
Pet-coke,
Biomasa,
Residuos industriales,
Otros…

Combustibles y Materias Primas Alternativas

Puntos de alimentación de alternativos en la fabricación del cemento
Fuente: Cement International Magazine
Producción de Clinker Producción de Cemento

Debilidad: Diversidad de los residuos Amenaza: Pérdida de producción y/o calidad
Cemento Portland + Cenizas Volantes = 100 %
Fortaleza: Sustentabilidad de la industria Oportunidad: Solución ambiental

Introducción al uso de
las cenizas volantes en
el cemento
10

Introducción al uso de cenizas en el cemento
 Las cenizas volantes son residuos provenientes de la
combustión del carbón y comprenden a las particulas finas
contenidas en el gas de combustion.
 Las cenizas volantes pueden usarse en varias aplicaciones
como materia prima para reducir el costo de la fabricación
del cemento mejorando la calidad del producto final y
reduciendo la huella de carbono del proceso.
 La calidad de las cenizas volantes está definida por
diferentes estándares internacionales: EN 450 - ASTM
C618 - GOST 25818-91.
 Los estándares de calidad no siempre pueden alcanzarse
en las distintas combustiones del carbón en todo el mundo
debido a las diferentes tecnologias de proceso de las
calderas existentes.

Pulverizador Caldera Economizador
Calentador
de aire
Precipitador
Electrostático
Chimenea
Piritas
<<1 %
<<1 %
8-15 % 5-12 % 2-3 % 70-85 %
Cenizas gruesas Cenizas volantes
Producción de Cenizas Volantes

Calidad de las cenizas volantes
 Los estándares internacionales difieren en algunos
aspectos, pero en general se establecen ciertas
caracteristicas relacionadas con la calidad de las cenizas
volates para su uso en el cemento y el hormigón.
 Contenido de carbón inquemado (LOI)
 Union Europea <5% y Estados Unidos <6%
 Finura de 45 µm
 Categoria N: Residuos de 45 µm: <40%
 Categoria S: Residuos de 45 µm: <12%

¿Por qué usar cenizas volantes en el cemento?
 Mayor resistencia. Las cenizas volantes incrementan la
resistencia del hormigón en el tiempo, sin dejar de
combinar con la cal libre.
 Disminuye la permeabilidad. Las cenizas volantes
incrementan la densidad y la acción puzolánica a largo
plazo, la cual atrapa la cal libre, resultando en menores
canales de purga y decreciendo la permeabilidad.
 Incrementa la durabilidad. La menor permeabilidad del
hormigón con cenizas volantes, también ayuda a mantener
compuestos agresivos en la superficie, donde se reduce la
acción destructiva. El hormigón con cenizas volantes
también es más resistente al ataque del sulfato, al ácido
suave y al agua blanda.

¿Por qué usar cenizas volantes en el cemento?
 Reduce la reactividad álcali sílice. Las cenizas volantes
se combinan con los álcali del cemento, que de otro modo
se podrian combinar con la sílice de agregados, evitando
así la expansion destructiva.
 Reduce el calor de hidratación. La acción puzolánica
entre las cenizas volantes y la cal genera menor calor, lo
que resulta en la reducción del craqueo térmico, cuando
las cenizas volantes son usadas para reemplazar un
porcentaje del cemento portland.
 Reduce la eflorecencia. Las cenizas volantes unen
químicamente la cal libre y las sales que pueden crear
eflorecencias. La menor permeabilidad del hormigón con
cenizas volantes puede ayudar a mantener compuestos
que producen eflorecencia dentro del hormigón.

Casos exitosos
implementados por CP
en Chile
16

Esquema de una instalación de dosificación y transporte de cenizas volantes

Caso 1
 Planta: Melon Ventanas, V Región.
 Proyecto: Dosificación y transporte de cenizas volantes a
Molino vertical.
 Año de instalación: 2010
 Caudal nominal de cenizas: 8 t/h
 Porcentaje de reemplazo en cemento: 6% en masa.
 Porcentaje de inquemados en cenizas: <6% en masa
 Resultados inmediatos: incremento de producción del
Molino, ahorro de energía especifica, mejora de
características físicas del cemento.
 Desafíos: Alta abrasividad de las cenizas volantes y
presencia de otros contaminantes.

Caso 2
 Planta: Polpaico Mejillones, II Región.
Molino de bolas.
Molino, ahorro de energía específica, mejora de
 Desafios: Alta abrasividad de las cenizas volantes.

Caso 3
 Planta: BIO BIO Talcahuano, VIII Región.
Molino de bolas.
Molino, ahorro de energía específica, mejora de
 Desafíos: Alta abrasividad de las cenizas volantes, mala
fluidez con largos tiempos de almacenaje.

Nuevas expectativas
para una industria
sustentable
21

Centro Técnico de CP en Alemania

Caracteristicas del material a granel
 Partículas minerales son esféricas, planas y no conductoras
(imagen superior)
 Partículas de carbón son rugosas, porosas y conductoras
(imagen inferior)

Principio de separación y máquina clasificadora
 Las partículas se cargan eléctricamente con un electrodo de
corona y luego se dispersan.
 Debido a la diferente conductividad de la carga eléctrica del
carbón, la partícula se transfiere a la superficie del tambor. La
particula de carbón sería rechazada por el tambor.
Adicionalmente las particulas de mayor tamaño también serían
separadas por la fuerza centrifuga.
Dosificacion
Dispersion y
clasificación
Separación
Electrodo de
corona
Cenizas de
alta calidad
Fracción rica
en carbón

Máquina de ensayo en el centro técnico de CP
 Capacidad de 850 kg/h; duración del ensayo 30 min.
 Cantidad necesaria en muestra de cenizas volantes 3000 kg.
 Contenido de inquemados en muestra de 4,5 a 14% en masa.
Cenizas de
alta calidad
Fracción rica
en carbón

Resultados de los ensayos realizados
 Para todas las cenizas volantes ensayadas, se alcanzó la meta
de reducción de inquemados de carbón. La cantidad de material
recuperado se encuentra entre 50% y 85% de su contenido
original.
 La finura de 45 µm prodria haberse alcanzado también en los
parametros correctos, pero el foco del ensayo no estaba en este
objetivo, sin embargo podria agregarse en el futuro como
optimización del producto.
Cenizas de
alta calidad
Fracción rica
en carbón

Cenizas de
alta calidad
Fracción rica
en carbón
Ventajas
• Bajo costo de
transporte
• Sin fundaciones
• Corto tiempo de
instalacion
• Diseno modular
• Corto tiempo de
ingenieria
Sistema modular de fácil montaje
6m

Plan de implementación para uso de cenizas limpias
 Enviar primera muestra de 10 litros a Centro Técnico en Alemania,
para conocer la composición quimica de la muestra.
 Enviar segunda muestra de 3000 kg a Centro Técnico en Alemania,
para conocer el grado de separación particular de sus cenizas
volantes.
 Desarrollo de proyecto conjunto entre proveedor de cenizas,
consumidor de cenizas y CP según las metas a conseguir en el
proyecto de co-procesamiento.
 Instalación de una planta de separación/limpieza de cenizas en las
inmediaciones del proveedor de cenizas.
 Ampliar la capacidad de recepción de cenizas del consumidor de
cenizas en su planta co-procesadora.
 Promover el concepto de producción ecológica a otras instalaciones
del grupo.Cenizas de
alta calidad
Fracción rica
en carbón

¡Muchas gracias por su atención!

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