HORNO ABOVEDADO

INICIATIVAS LADRILLOS

FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DE HORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA

Bolivia

Chile

Argentina

Uruguay

Paraguay

Brasil

Surinán

Guyana

Venezuela

Colombia

Ecuador

Guyana Francesa

INTRODUCCIÓN E HISTORIA DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA:

HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMAASCENDENTE /TIRO INVERTIDO)

Este horno tiene forma circular y su tecnologíaestá ampliamente difundida en todas lasregiones en Brasil, Colombia y Perú.El principio operativo consiste en una llamaascendente que eleva la temperatura delhorno. Luego el calor pasa del techo al suelodel horno, con la ayuda de un tiro invertido.

La combustión se inicia en las zonas lateralesdel horno (4 o 6 quemadores localizados enforma equidistante). Al inicio del proceso decombustión, los gases producidos se muevenhacia el techo de la bóveda. Luego, el calorbaja a través de los ladrillos y finalmente através de las pequeñas aberturas en el suelo.

Los gases de combustión salen del hornomediante un ducto subterráneo y pasan a lachimenea. El desplazamiento del aire puedeser natural o forzado. Los combustibles usadoscomúnmente son troncos, ramas y piezas demadera.

Horno

Intermitente

Naturaleza deorganización

Nivel de mecanización Tipo de ladrillos/tejasproducidas

Capacidad de producción anualde la empresa Período operativo

Industrial Semi-mecanizadoLadrillos o tejas huecas,

perforadas > 5 millones de ladrillos (mediana)Todo el año

NÚMERO ESTIMADO DE EMPRESAS OPERATIVAS Y PRODUCCIÓN TOTAL(USANDO HORNO ABOVEDADO CIRCULAR)

País N° de empresas Producción Total(Millones de ladrillos/tejas al año)

BraSil ~ 1750 ~ 10300

Colombia ~ 349 ~ 209

Perú ~10 ~10

Perú

% DE CONTRIBUCIÓN A LA PRODUCCIÓNTOTAL DE LADRILLOSEN BRASIL,COLOMBIAY PERU

~ 21%Del total de la producción anual de ladrillos en Brasil, Colombiaand Peru que es aproximadamente 105 million, alrededor de 105millones de ladrillos son producidos en hornos circulares.

TIPO DE HORNO CARACTERÍSTICAS DE LA EMPRESA USANDO ESTA TECNOLOGÍA:

2FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DEHORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA

DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO:

Las dimensiones del horno circular son las siguientes: 5 – 10 metros de diámetro y 2,8 – 3,2 metros de altura.

El calor producido durante el procesode combustión se eleva hacia el techo

del horno.

Compuerta de carga/descarga suelo

cenicero

Gases de combustión

Techo abovedado

caldera

Flujo de calor/gas

1Una vez en el techo, los gases cambian dedirección y bajan, pasando a través de los

ladrillos o tejas.

2Luego, los gases abandonanel horno mediante pequeñas

aberturas en el suelo.

3

Finalmente, los gases (humo) vanhacia la chimenea mediante unducto subterráneo. Este proceso

puede ser natural o forzadomediante un tubo de escape.

4

El ciclo completo de producción en el horno eslargo: 06-08 horas de precalentamiento, 36-48horas para el proceso de cocción y hasta 03 díaspara el proceso de enfriamiento. Estos periodosdependen del tipo de producto, materia prima,tipo de combustión y combustible utilizados.

La temperatura de operación va desde los 750a los 930ºC. La temperatura en el techo esligeramente más alta en comparación con elresto del horno. Por ejemplo, la temperatura esligeramente menor en la zona cercana al suelodonde está ubicado el ducto para los gases.

HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMAASCENDENTE /TIRO INVERTIDO) 3FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DEHORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA

EMISIONES DE AIRE E IMPACTOS:

FACTORES DE EMISIÓNMEDIDOS 1

COMBUSTIBLES USADOSNORMALMENTE

EMISIÓN DE MP MEDIDA: (mg/Nm3)Promedio:44,6 (con inyección de aire/combustible)243,7 (Sin sistema de inyección de combustible)

ESTÁNDARES DE EMISIÓN

COMENTARIOS SOBRE LAS EMISIONES

Los valores de los estándares de emisiones de lasfuentes fijas dependen de la calificación de la energíatérmica (MW).

Este horno produce bajas emisiones de hollín (materialparticulado) porque la estructura actúa como filtro.Es decir, la materia particulada queda retenida en laestructura del horno y la carga de ladrillos.

COMBUSTIBLE Y ENERGÍA: DESEMPEÑO FINANCIERO: CALIDAD DEL PRODUCTO: SALUD Y SEGURIDAD OCUPACIONAL (SSO):

(En g/kg de ladrillos cocidos)

CO2

CarbonoNegro(CN)

MaterialParticulado

(MP)CO

330(313-360)

Nodisponible

Nodisponible

Nodisponible

País MP (mg/Nm3)

Brasil 730 (< 10 MW)520 (entre 10 y 30 MW)

Colombia250 (NOx: 550,SOx: 550)50 (NOx: 500,SOx: 500) para empresasnuevas.

Biomasa:La biomasa (por ejemplo, leña,briquetas de biomasa, aserrín).

CONSUMO DE ENERGÍA ESPECÍFI-CO2 (CEE)(Medido a temperatura de cocción de 900a 1100ºC)Promedio: 3,50 MJ/kg de ladrillos o tejascocidas(Rango: 2,5 – 3,7 MJ/kg de ladrillos o tejascocidas)

COMPARACIÓN CON OTRASTECNOLOGÍAS DE HORNOEl horno abovedado reporta un CEEusual para hornos intermitentes (SEC- 2 a 4 MJ/kg de ladrillos cocidos). Unaspecto positivo es la posibilidad derecuperar el calor del horno en unespacio acondicionado, una vez queconcluye el proceso de combustión,para secar ladrillos crudos en un espacioacondicionado.

DESCRIPCIÓN DE CONSUMO DEENERGÍA Y PRINCIPALES CAUSASDE PÉRDIDA DE CALOR

Combustión incompleta de la madera ypérdidas de calor por los gases de escapeen la pila. La pesada estructura podríaabsorber parte de la energía.

Desglose del Costo de Capital:

Costo de capital de la tecnología del horno

(Para una capacidad de producción anual de 3-5millones de ladrillos)(No incluye tierras ni costo de capital de trabajo)

30.000 a 50.000 USD *

Costo del material 70%

Costo mano de obra 28%

Costo de equipos 2%

Total 100%

CapacidaddeProducción

25,000 a 110,000 ladrillosotejas/semana.Principaltamañodeladrillo: 180x180x85mmPrincipaltamañodeteja:490x130mm

NºdeOperadoresnecesario

8-10

Períodorecuperación

Recuperaciónsimple 0,5 – 2 años

Recuperacióndescontada(@6,5%) 0,7 – 3 años

Calidad del producto:(Según la percepción del mercado local)

BUENA - 70%

INFERIOR - 25%

PÉRDIDAS Y ROTURAS - 5%

LADRILLO BUENO

Descripción de la calidad del producto

La temperatura no uniforme en la sección verticaldel horno tiene como resultado ladrillos/tejas nocompletamente cocidos en la zona del suelo, y porlo tanto, diferencias en la calidad del producto.

Tipo deproductosque sepueden coceren el horno

Ladrillos sólidos

Ladrillos huecos/perforados

Tejas para techo

Otros

Exposición a Material Particulado enSuspensión Respirable3

Los gases de combustión expulsados por lachimenea y las superficies no pavimentadascircundantes ocasionan una concentraciónmuy elevada de hollín y polvo en el entornocircundante, y los trabajadores están expuestosa una alta concentración de material particuladoen suspensión.

Esto puede tener como resultadoalgunos casos de enfermedades

respiratorias entre los trabajadores.

Exposición a estrés térmico 4

Los trabajadores responsables de la descargade productos y de suministrar combustibleestán expuestos directamente al calor y algo deradiación.

Esto puede tener como resultadodeshidratación entre los trabajadores.

Riesgo de accidentesPeligro de quemaduras durante el proceso decocción o de descarga.

Riesgo de lesiones

Carbón (polvo)

Cumplimiento con las normas OIT y lasobservaciones sobre mano de obra migrante: Lasprácticas que siguen las empresas que usan hornosabovedados/circulares no cumplen en su totalidadcon las Normas Laborales Internacionales sobreseguridad y salud ocupacional establecidas por laOIT. La mayoría de los trabajadores normalmenteestán expuestos a estrés térmico y a emisiones.

No se identificaron problemas de mano de obramigrante.

6

5

4

3

2

1

0

MJ/kg ladrillos cocidos

Túnel6 Móvil Intermitente(campaña)7

(2,50 - 3,70)

mínimo (1,34-1,77)

máximo (3,85 - 5,35)

* Sin alimentador de combustible .

LADRILLO DE CALIDAD INFERIORPoco cocido y quemado en exceso

HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMAASCENDENTE /TIRO INVERTIDO) 4FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DEHORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA

CONCLUSIÓN Y REFERENCIAS:

Conclusión:

Parámetros Horno abovedado Comentarios

EMISIÓN DE AIRE (G/KG DE LADRILLOCOCIDO)

CO2 330La combustión incompleta en los hornos abovedados tiene como resultado unvalor alto de emisiones. El valor promedio de emisiones MP está dentro del límitenotificado, sin embargo, algunos de los hornos podrían emitir emisiones MP máselevadas.

Carbono Negro ND

MP ND

CO ND

COMBUSTIBLE Y ENERGÍA CEE (MJ/kg de ladrillococido) 3,50 La combustión incompleta y las pérdidas de calor tienen como resultado un aumento

del consumo de combustible en los hornos abovedados.

DESEMPEÑO FINANCIERO

Costo Capital (USD) 30.000 to 50.000La baja inversión de capital y el alto retorno son algunas de las principales razones dela popularidad del horno abovedado.

Capacidad producción 3-8 millones ladrillos/año

Recuperación simple 0,6 – 1,7 años

CALIDAD DEL PRODUCTOTipos de producto Todo tipo de productos La distribución no uniforme de la temperatura en la sección transversal del horno

tiene como resultado variaciones en la calidad del producto.Producto de calidad 60-80%

SSO

Exposición al polvo si

Los operadores del horno abovedado trabajan expuestos a calor elevado.Exposición al estréstérmico si

Riesgo de accidentes si

PARA MAYOR INFORMACIÓN:

REFERENCIAS:(1)Informe sobre Evaluación de Desempeño de Horno de Ladrillos (Brick Klin Performance Assessment) disponible en http://www.unep.org/ccac/Portals/24183/docs/Brick_Kilns_Performance_Assessment.pdf(2)Ibid.(3)Observación de campo(4)Ibid.(5)Por sus siglas en portugués.(6)Horno túnel: EELA. Manual de hornos eficientes para la industria cerámica roja. Feb. 2015. / Greentech, SDC. Fichas Técnicas sobre hornos de ladrillos en el sur y el sudeste de Asia. Dic.2013.(7)Intermitente (campaña): EELA. Diagnóstico inicial del sector ladrillero. Región del Seridó en el Nordeste de Brasil, Marzo, 2011.

RECONOCIMIENTO:El equipo del proyecto reconoce y agradece el apoyo financiero recibido de laAgencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación para la preparación de estasfichas técnicas.

Nota:En la etapa inicial de esta iniciativa de desarrollo de fichas técnicas para lastecnologías de hornos de ladrillos, estas se han desarrollado para las regionesdel Sur y Sudeste de Asia y América Latina. Con el tiempo se desarrollarán fichastécnicas sobre las tecnologías de los hornos de ladrillos en otras regiones.

Ficha Técnica preparada por:Instituto Nacional de Tecnología – INT5 , Rio de Janeiro, Brasil(Dr Mauricio Henriques Jr.)Swisscontact, Lima, Perú(Miembros del Equipo del programa EELA)

CONTACTO

Instituto Nacional de TecnologíaRío de Janeiro, BrasilTeléfono: +55 21 21231256E-mail: energia@int.gov.brWeb: www.int.gov.br

SwisscontactLima, PeruTeléfono: +51 1 2641707E-mail: eela@swisscontact.org.peWeb: www.redladrilleras.net

HORNO ABOVEDADO/CIRCULAR (LLAMAASCENDENTE /TIRO INVERTIDO) 5FICHA TÉCNICA DE TECNOLOGÍAS DEHORNO DE LADRILLO/TEJA EN AMÉRICA LATINA