INFORME DE VISITA A PLANTA DE CEMENTO

NTRODUCCIÓN

El cemento en el Perú se inicia en la década de 1860. En efecto, en 1864 se introdujo en el Arancel de Aduanas, la partida correspondiente al denominado "Cemento Romano", nombre inapropiado que designaba un producto con calidades hidráulicas desarrollado a inicios del siglo.

En 1869 se efectuaron las obras de canalización de Lima, utilizando este tipo de cemento. En 1902 la importación de cemento fue de 4,500 T.M. Posteriormente, en 1904 el Ingeniero Michel Fort publicó sus estudios sobre los yacimientos calizos de Atocongo, ponderando las proyecciones de su utilización industrial para la fabricación de cemento. En 1916 se constituyó la Cía. Nac. de Cemento Portland para la explotación de las mencionadas canteras.

Las construcciones de concreto con cemento Portland se inician en Ja segunda década del siglo con elementos estructurales de acero, como el caso de las bóvedas y losas reforzadas de la Estación de Desamparados y la antigua casa Oechsle. También, en algunos edificios del Jr. de la Unión y en el actual teatro Municipal. A partir de 1920 se generaliza la construcción de edificaciones de concreto armado, entre ellos las aún vigentes: Hotel Bolívar, Sociedad de Ingenieros, Club Nacional, el Banco de la Reserva, la Casa Wiesse y otros. Asimismo, se efectúan obras hidráulicas, la primera de ellas la Bocatoma del Imperial, construida en 1921, empleando 5,000 m 3 de concreto.

En el período 1921 - 1925 se realizan importantes obras de pavimentaci6n en Lima, dentro de las que debemos incluir la antigua Av. Progreso, aún en servicio con la denominación de Av. Venezuela.

OBJETIVO GENERAL

El objetivo del presente trabajo es la familiarización con

los procesos de fabricación del cemento y las empresas

más importantes de nuestro país.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer las variedades producidas en por las empresas

cementeras.

Variedades de cemento existentes en el medio.

Principales empresas existentes en el Perú.

I. LA INDUSTRIA DEL CEMENTO

La Industria Peruana del Cemento, inicia su actividad productiva en el año 1924 con la puesta en marcha de la Planta Maravillas, propiedad de la Compañía Peruana de Cemento Portland.

Hasta mediados de siglo el consumo en otras regiones fue muy reducido, abasteciéndose mayormente por la importación. En 1955 inicia la producción Cemento Chilca S.A., con una pequeña planta en la localidad del mismo nombre, pasando posteriormente a formar parte de la Compañía Peruana de Cemento Portland.

El monopolio que de hecho existía en el país en el sector cemento, centralizado en la región capital, fue roto con la formación de dos empresas privadas descentralizadas, Cementos Pacasmayo S.A., en 1957 y Cemento Andino S.A. en 1958. Posteriormente, la empresa capitalina instaló una pequeña planta en la localidad de. Juliaca, que inició la producción en 1963, denominada en la actualidad Cemento Sur S.A. y en 1956 se crea la fábrica de Cemento Yura S.A. en Arequipa.

II. TIPOS DE CEMENTO EN EL PERÚ

La industria de cemento en el Perú produce los tipos y clases de cemento que son requeridos en el mercado nacional, según las características de los diferentes procesos que comprende la construcción de la infraestructura necesaria para el desarrollo, la edificación y las obras de urbanización que llevan a una mejor calidad de vida.

Los diferentes tipos de cemento que se encuentran en el mercado cumplen estrictamente con las normas nacionales e internacionales.

2.1 Cemento PórtlandUn cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio, como una adición durante la molienda.

Cemento portland Tipo I, Es un cemento normal, se produce por la adición de clinker más yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de su resistencia relativa.

Cemento portland Tipo II, Cemento modificado para usos generales. Resiste moderadamente la acción de los sulfatos, se emplea también cuando se requiere un calor moderado de hidratación. El cemento Tipo II adquiere resistencia más lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo de cemento se logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato Tricálcico (C3A) y el Silicato Tricálcico (C3S) del cemento. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. Realiza del 75 al 100% de su resistencia.

Cemento Pórtland Tipo III, Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo III desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días para concretos hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el cemento Tipo III aumenta la resistencia inicial por encima de lo normal, luego

se va normalizando hasta alcanzar la resistencia normal. Esta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y C3A en el cemento, al molerlo más fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura pero se advierte un límite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una cantidad muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el almacenamiento manejo. Dado a que tiene un gran desprendimiento de calor el cemento Tipo III no se debe usar en grandes volúmenes. Con 15% de C3A presenta una mala resistencia al sulfato. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se requiera alta resistencia al mismo, su resistencia es del 90 al 100%.

Cemento Pórtland Tipo IV, Cemento de bajo calor de hidratación se ha perfeccionado para usarse en concretos masivos. El bajo calor de hidratación de Tipo IV se logra limitándolos compuestos que más influye en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. El calor de hidratación del cemento Tipo IV suele ser de más o menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I y 55% del Tipo III durante la primera semana de hidratación. Los porcentajes son un poco mayores después de más o menos un año. Es utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o túneles. Su resistencia relativa de 1 a 28 días es de 55 a 75%.

Cemento Pórtland Tipo V, Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando hay exposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y estructuras expuestas al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V se logra minimizando el contenido de C3A, pues este compuesto es el más susceptible al ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %.

2.2 Cemento Pórtland PuzolánicoEl cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker portland y puzolana con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de puzolana debe estar comprendido entre 15% y 40% en peso del total.

La puzolana será un material silicoso o silico-aluminoso, que por sí misma puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividida y en presencia de humedad, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

El cemento puzolánico se utiliza en construcciones que están en contactos directos con el agua, dada su resistencia tan alta en medios húmedos.

Cemento Portland Puzolánico Tipo IP.- Para usos en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%.

Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo IPM.- Cemento Portland Puzolánico modificado para uso en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana es menor de 15%.

2.3 Cementos especiales:

Cemento Pórtland blancoEs el mismo Pórtland regular, lo que defiere es el color, esto se obtiene por medio del color de la manufactura, obteniendo el menor número de materias primas que llevan hierro y oxido de magnesio, que son los que le dan la coloración gris al cemento. Este

cemento se usa específicamente para acabados arquitectónicos tales como estuco, pisos y concretos decorativos.

Cemento Pórtland de escoria de alto hornoEs obtenido por la pulverización conjunta del clinker portland y escoria granulada finamente molida con adición de sulfato de calcio. El contenido de la escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre el 15% y el 85% de la masa total.

La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento de minerales de hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricación de cementos, debe ser obtenida en forma granular por enfriamiento rápido y además debe tener una composición química conveniente.

Cemento siderúrgico supersulfatadoObtenido mediante la pulverización de escoria granulada de alto horno, con pequeñas cantidades apreciables de sulfato de calcio.

Cemento Pórtland adicionadoObtenido de la pulverización del clinker Pórtland conjuntamente con materiales arcillosos o calcáreos-sílicos-aluminosos.

Cemento AluminosoEs el formado por el clinker aluminoso pulverizado el cual le da propiedad de tener alta resistencia inicial. Es también resistente a la acción de los sulfatos así como a las altas temperaturas.

Cemento Tipo MSQue corresponde a la norma de performance de cementos Portland adicionados, en el tipo de moderada resistencia a los sulfatos.

Cemento Portland Compuesto Tipo 1CoEs un cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de clinker portland, materias calizas como travertino y/o hasta un máximo de 30% de peso.

Cemento de AlbañileríaEl cemento de albañilería es el material obtenido por la pulverización conjunta de clinker Portland y materiales que aun careciendo de propiedades hidráulicas o puzolánicas,

III. LA PRODUCCIÓN DE CEMENTO POR EMPRESA

Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:

3.1 Cemento andino S.A.Es una empresa industrial fundada el 21 de abril del año 1952 con el nombre de Perú Central S.A., razón social que se modificó por la de Cemento Andino S.A. desde el 20 de enero de 1956. En abril de 1956, se inició la construcción de la fábrica original de cemento y entró en operación el 01 de Julio de 1958 con una capacidad instalada de 85,000 TM anuales.

Desde el año 2008 la capacidad instalada práctica es de 1'180,000 TM de clinker y 1'500,000 TM de cemento. Los tipos de cemento que fabrica son:Cemento Pórtland Tipo ICemento Pórtland Tipo IICemento Pórtland Tipo V

Cemento Pórtland Puzolánico Tipo I (PM)

3.2 Cementos Lima S.A.Es la mayor y más importante empresa productora de cemento del Perú. Sus antecedentes en el Perú se remontan a 1916, año en que se da inicio a su fabricación a través de la Compañía Peruana de Cemento Pórtland, que inicia sus operaciones en esa fecha como predecesora de Cementos Lima S.A. En Cementos Lima S.A. se produce las siguientes variedades de cemento:Cemento Portland Tipo I: Marca "Sol"Cemento Portland Tipo IP: Marca "Súper Cemento Atlas"

3.3 Cementos Pacasmayo S.A.La fábrica de Cementos Pacasmayo fue inaugurada el 27 de noviembre de 1957 con la presencia de varias personalidades de la época. Cementos Pacasmayo se caracteriza por ser una empresa versátil e innovadora que busca satisfacer constantemente las distintas necesidades constructivas del país.

Debido a esta versatilidad e innovación ha seguido creando cementos especializados que pueden atender todo tipo de obras, tanto para consumo masivo como para obras que requieran especificaciones muy particulares.

Se produce los siguientes tipos de cemento, cada uno diseñado para usos específicos.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1CoCemento Portland MSCemento Pórtland ExtraforteCemento Pórtland Extradurable

3.4 Cementos Selva S.A.Empresa de fabricación y comercio de cemento, subsidiaria de Cementos Pacasmayo. Fue creada en el año 2000. Es dueña de la planta de producción ubicada en la ciudad de Rioja, San Martín. Se producen los siguientes tipos de cementos:Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1Co

3.5 Cemento sur S.A.Cemento Sur S.A., empresa subsidiaria de Yura S.A., tiene como actividad principal la producción y comercialización de cemento así como de cal. Su planta está ubicada en el distrito de Caracoto, provincia de San Román, departamento de Puno.

Abastece a la zona alto andina del sudeste del país así como a la zona de selva de la región sur oriental. Sus productos son:Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"Cemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo V

3.6 Yura S.A.

Desde 1966 se ha constituido en un importante eje de desarrollo de la Macro Región Sur del Perú, cuenta con las Divisiones de Cemento y de Concretos.

En Cementos es el cuarto productor nacional de cemento, liderando el abastecimiento del mercado costeño y andino del sur del Perú. Tiene consolidado el liderazgo y la aceptación en su mercado de influencia gracias a su cemento adicionado con puzolana natural. Su División de Concretos presta servicios a la industria de la construcción, produce: concreto premezclado, prefabricados de concreto, y es líder en el mercado de la zona sur del país.

Los tipos de cemento que produce son:Cemento Pórtland Tipo ICemento Pórtland Tipo IPCemento Pórtland Tipo IPM

Caliza Cemento Inca S.A.

En el año 2007, después de más de 22 años que no se instalaban empresas cementeras en el mercado peruano. Caliza Cemento Inca S.A. ingresa en el mercado inaugurando una nueva planta con tecnología de punta y un riguroso sistema de calidad en cada una de las etapas productivas. Su producto es:Cemento Pórtland Tipo I Co EcológicoCemento Inka Ultra ResistenteCemento Inka Tipo Ms

IV. PROCESO PRODUCTIVO

El cemento es un conglomerante hidráulico, es decir, un material inorgánico finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.

Dosificado y mezclado apropiadamente con agua y áridos debe producir un hormigón o mortero que conserve su trabajabilidad durante un tiempo suficiente, alcanzar unos niveles de resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de volumen a largo plazo.

El endurecimiento hidráulico del cemento se debe principalmente a la hidratación de los silicatos de calcio, aunque también pueden participar en el proceso de endurecimiento otros compuestos químicos, como por ejemplo, los aluminatos. La suma de las proporciones de óxido de calcio reactivo (CaO) y de dióxido de silicio reactivo (SiO2) será al menos del 50% en masa, cuando las proporciones se determinen conforme con la Norma Europea EN 196-2.

Los cementos están compuestos de diferentes materiales (componentes) que adecuadamente dosificadas mediante un proceso de producción controlado, le dan al cemento las cualidades físicas, químicas y resistencias adecuadas al uso deseado.

4.1 EXTRACCIÓN DE LA CALIZA EN LA CANTERA

Perforación y voladura

Como primera operación se efectúa la perforación de los taladros en los bancos de trabajo. Seguidamente se cargan con explosivos como anfo, y proceden a la voladura secuencial para lograr una mayor eficacia.

Carguío y acarreoDespués de realizada la voladura, prosiguen con las operaciones de carguío y acarreo utilizando cargadores frontales y camiones para la caliza y pala hidráulica. Camiones más grandes para el material estéril y tractores de oruga.

4.2 REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA CALIZA Y SU HOMOGENIZACIÓN

Para obtener el clínker, material intermedio entre la caliza y el cemento, es preciso reducir el tamaño de la caliza extraída de la cantera a un polvo fino denominado crudo, uniformizar su calidad y pasarlo a través del horno. Para lograr esto, la caliza pasa sucesivamente por la Chancadora Primaria, Chancadoras Secundarias y Zarandas, Pre-homogenización, Molino de Crudo, Prensas de Rodillos y Silos de Homogeneización.

Chancado primarioLa caliza extraída de la cantera es llevada a la Chancadora Primaria, del tipo denominado “cono”, que la tritura por presión reduciendo su tamaño desde un máximo de 1.50 metros, hasta un mínimo de 25 centímetros, depositándola en una Cancha de Almacenamiento.

Chancado secundario y separaciónDe la Cancha de la Chancadora Primaria la caliza es transportada, dosificada según su ley, a las Chancadoras Secundarias donde se reduce su tamaño de 25 centímetros a un máximo de 19 milímetros para el caso de molienda posterior en molino de bolas, o a un máximo de 50 milímetros para el caso de molienda posterior en Prensa de Rodillos.

ZarandasLas Zarandas se encargan de separar la caliza menor de 19 milímetros o 50 milímetros, según sea el caso, para enviarla a la Cancha de Pre-Homogeneización y los tamaños más gruesos regresan a las Chancadoras Secundarias para terminar su proceso.

Pre-homogeneizaciónLa Cancha de Pre-Homogeneización es del tipo “circular” de 108 metros de diámetro y tiene una capacidad de 110,000 toneladas. Su funcionamiento es automático. La caliza es depositada en capas sucesivas horizontales por medio de una faja telescópica apiladora que recorre un ángulo prefijado. Una vez conseguida la altura necesaria de una ruma se pasa a preparar otra. Mientras tanto, la ruma anterior es recuperada en forma perpendicular a su apilamiento, originándose un efecto de mezcla uniforme. De allí la caliza es trasladada mediante fajas a los silos de alimentación del molino de crudo.

4.3 MOLIENDA Y HOMOGENEIZACIÓN

En la molienda de crudo se realiza la última reducción del tamaño de la caliza a un estado pulverulento. Al pulverizarse la caliza, se obtiene un producto llamado “crudo” el cual es conducido por medio de fajas transportadoras a los Silos de Homogeneización Continua, donde se mezcla la caliza con el objeto de obtener un crudo lo más uniforme posible.

4.4 OBTENCIÓN DEL CLÍNKER

El clínker se obtiene haciendo pasar el crudo por cualquiera de las dos líneas de calcinación, las cuales cuentan, cada una, con un Pre-calentador, un Horno y un Enfriador; equipos por donde pasará el crudo, uno tras otro, para transformarse finalmente en clínker.

PrecalentamientoSon edificios que cuentan con una Torre de Ciclones, ubicados uno encima del otro. El crudo homogeneizado se alimenta por el extremo superior de este pre-calentador, pasando a través de los ciclones donde se calienta por acción de los gases generados en el quemador del horno, iniciándose de esta manera el proceso de descarbonatación y transformación termo – químico del crudo.

Clinkerización

El crudo descarbonatado ingresa a los hornos y por efecto del calor generado por la combustión del carbón o petróleo residual N° 6 en un quemador situado en el extremo de salida, sufre transformaciones físicas y químicas, llegando a obtenerse el producto llamado clínker a temperaturas del orden de los 1400 a 1450° C. Los hornos son tubos de acero y están revestidos interiormente por ladrillos refractarios para proteger el tubo y disminuir la pérdida de calor.

Enfriamiento

El clínker descargado por el horno pasa a la tercera parte del circuito de clinkerización, que se da en los enfriadores. Estos constan de varias superficies escalonadas compuestas por placas fijas y móviles alternadas, con unos pequeños orificios por donde pasa el aire que es insuflado por la parte inferior, por la acción de ventiladores con el objeto de enfriar el clínker de aproximadamente 1,200°C hasta alrededor de 180°C. En la parte final de estas unidades se encuentran instaladas trituradoras de rodillos, accionadas por motores hidráulicos, para reducir el tamaño del clínker a un máximo de 5 centímetros.

4.5 OBTENCIÓN DEL CEMENTO

Molienda

El clínker que sale de los enfriadores es transportado a una cancha de almacenamiento donde termina su proceso de enfriamiento para ser posteriormente alimentado a los Molinos de Bolas de Cemento o a las Prensas de Rodillos de Cemento. La molienda conjunta del clínker con yeso constituye el Cemento Portland, adicionándose yeso en aproximadamente 3.8 %.

Molinos de bolas

Los molinos de bolas son cilindros de acero de 4.40 metros de diámetro por 14.40 metros de largo revestidos interiormente por blindajes acerados, en su interior se encuentran hasta 280 toneladas de bolas de acero de diferentes diámetros clasificadas por pesos y diseñadas para dar una determinada finura.

Prensa de rodillos

Las prensas de rodillos están constituidas por dos cilindros macizos que giran en sentido contrario y que comprimen el clínker y el yeso haciéndoles pasar necesariamente por el espacio regulable entre ellos.

Luego este producto que sale en forma de “pasta”, pasa por un desaglomerador que lo desmenuza, para luego dirigirse a las separadoras que clasifican lo fino como producto terminado (cemento) y lo grueso regresa a la prensa para su remolienda. Finalmente el cemento es trasladado a los silos de envase por medio de las fajas transportadoras y/o bomba de transporte neumático.

4.6 ENVASE Y DESPACHO DEL CEMENTO

El cemento extraído de los silos es despachado tanto en bolsas de papel como a granel. Las bolsas son transportadas a las plataformas de los camiones por un sistema de fajas, mientras que los cargadores se limitan a cogerlas y acomodarlas. En el despacho a granel utilizamos camiones especiales.

4.7 TIPOS DE PROCESOS DE FABRICACIÓN

Procesos de fabricación por vía seca

La materia prima es introducida en el horno en forma seca y pulverulenta. El sistema del horno comprende una torre de ciclones para intercambio de calor en la que se precalienta el material en contacto con los gases provenientes del horno.

El proceso de descarbonatación de la caliza (calcinación) puede estar casi completado antes de la entrada del material en el horno si se instala una cámara de combustión a la que se añade parte del combustible (precalcinador).

Este proceso de vía seca está probado como el más eficiente energéticamente, requiriendo hasta un 50% menos de energía que el proceso de vía húmeda.

Proceso de fabricación por vía húmeda

Este proceso es utilizado normalmente para materias primas de alto contenido en humedad. El material de alimentación se prepara mediante molienda conjunta del mismo con agua, resultando una pasta con contenido de agua de un 30-40 % que es alimentada en el extremo más elevado del horno de clínker.

Procesos de vía semi-seca y semi-húmeda

El material de alimentación se consigue añadiendo o eliminando agua respectivamente, al material obtenido en la molienda de crudo. Se obtienen "pellets" o gránulos con un 15-20 % de humedad que son depositados en parrillas móviles a través de las cuales se hacen

circular gases calientes provenientes del horno. Cuando el material alcanza la entrada del horno, el agua se ha evaporado y la cocción ha comenzado.

CONCLUSIONES

Cuando se realizan diferentes obras civiles es necesario definir el tipo de cemento que se empleara teniendo en cuenta las características especiales de cada uno de ellos.

Los materiales usados en la fabricación de cemento deben tener las proporciones adecuadas, para ello es necesario hacer controles continuos de calidad para lograr un cemento de buena calidad

Es de gran importancia el cuidado máximo durante el proceso de fabricación del cemento, ya que cada uno de éstos son de gran importancia para la calidad del cemento.

La variedad más ´producida en nuestro país en la de Tipo I, que es el más utilizado en obras diversas de construcción civil.

Las variedades o cementos especiales se fabrican de acuerdo al requerimiento de la obra a ejecutarse.