HORNO TUNEL

INICIATIVAS LADRILLOS

HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL SUR Y SUDESTE DE ASIA

TECNOLOGÍA DE HORNO TÚNEL HOJA TÉCNICA DE HORNOS PARA LADRILLOS EN EL SUR Y SUDESTE DE ASIA

INTRODUCCIÓN E HISTORIA1,2 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA

ACERCA DEL HORNO EMPRESAS QUE USAN ESTA TECNOLOGÍA Horno Naturaleza de la empresa Nivel de mecanización Ladrillo producido Capacidad de producción Estación operativa

FUEGO EN MOVIMIENTO CONTINUO INDUSTRIAL MECANIZADO SÓLIDO Y

PERFORADO GRANDE

(> 10 millones de ladrillos PERENNE

NÚMERO DE EMPRESAS OPERATIVAS Y PRODUCCIÓN TOTAL * País Número de empresas Producción total millardos ladrillos/año Vietnam2 ~700 ~10.5 India3 ~5 ~0.08

*Los números solo son estimados % de CONTRIBUCIÓN DE PRODUCCIÓN TOTAL DE LADRILLOS

Del total de producción anual de aproximadamente 280 millardos de ladrillos en India y Vietnam, solo alrededor de 10.6 millardos

son producidos con la tecnología del horno de túnel.

El horno Hoffman es una estructura en la que los productos de arcilla que van a ser quemados pasan en furgones a través de un largo túnel horizontal. La quema de productos tiene lugar en la parte central del túnel. Este tipo de túnel es considerado la más avanzada tecnología en la manufactura de ladrillos. Las principales ventajas de la tecnología del horno de túnel consiste en su capacidad para quemar una amplia variedad de productos de arcilla, mejor control sobre los

procesos de quema y alta calidad de los productos. La tecnología del horno de túnel fue desarrollada a mediados del siglo XIX en Alemania; sin embargo, su uso en la quema de ladrillos data del siglo XX. Después de la Segunda Guerra Mundial, esta tecnología fue ampliamente adoptada y llevó a la trasformación de la industria ladrillera europea de varios miles de pequeñas y dispersas unidades de fabricación de ladrillo a unos cientos de unidades de hornos a gran escala altamente mecanizados.

La tecnología se aplicó en Asia, China y Vietnam durante la década de 1970 y ahora existen cientos de hornos en túneles en operación. En India existen muy pocos (~5) unidades de hornos ladrilleros de túnel.

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DESCRIPCIÓN Y OPERACIÓN

En un horno de túnel, los productos de arcilla/ladrillos que serán quemados pasan en furgones (1.1) a través de un túnel horizontal largo (1.2). La quema de ladrillos se produce en la parte central del túnel. La longitud del túnel puede variar de 60 a 150 m.

Los ladrillos crudos generalmente son producidos mezclando polvo combustible con arcilla. Luego estos ladrillos se mueven en los túneles o cámaras secadoras en furgones para su secado. El calor de los gases de emisiones calientes que salen del horno es utilizado para el secado de los ladrillos.

En un horno de túnel en operación se distinguen 3 zonas: 4.1 La zona de quema de ladrillos, donde se produce la alimentación de combustible y la combustión. 4.2 La zona de prequema (antes de la zona de quema), donde se calientan los ladrillos prequemados por acción de los gases de salida que salen de la zona de quema. 4.3 Zona de enfriamiento de ladrillos (en la parte delantera de la zona de quema), donde los ladrillos quemados son enfriados por el aire frío que ingresa al horno.

Los furgones cargados con ladrillos crudos secos son empujados hacia el horno y se mueven dentro de este intermitentemente a intervalos fijos. La duración del ciclo de quema puede variar de 30 a 72 horas.

Existe una contracorriente entre los ladrillos y el aire. El aire frío ingresa al horno del extremo de salida de furgones y (6.1) y se calienta mientras se enfrían los ladrillos quemados. Después de la combustión, los gases de salida calientes viajan hacia el extremo de entrada del furgón y pierden una parte del calor en los ladrillos crudos que entran en el horno.

El horno es alimentado con combustible (carbón granulado/pulverizado) en la zona de quema del horno a través de los hoyos de alimentación que están en el techo del texto. La zona de quema generalmente se extiende a 8 furgones. La temperatura en la zona de quema se mantiene en 900-1050 °C.

Los gases/aire caliente son extraídos del horno de túnel en varios puntos a lo largo del túnel y se suministran al túnel/cámara de secado. Algunos hornos están también dotados de un generador de aire caliente para complementar los requerimientos de aire caliente para secado.

HORNO

Flujo de ladrillos Flujo de aire

Los gases de escape del túnel de secado son liberados a la atmósfera a través de la chimenea.

SECADOR

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EMISIONES ATMOSFÉRICAS E IMPACTOS COMBUSTIBLES Y ENERGÍA DESEMPEÑO FINANCIERO CALIDAD DEL PRODUCTO SALUD Y SEGURIDAD OCUPACIONAL

FACTORES DE EMISIONES MEDIDAS4,5

COMBUSTILES COMÚNMENTE USADOS

Carbón

Costo de capital de la tecnología del horno Para una capacidad de producción anual de ~ 15 millones de ladrillos, excluyendo la tierra y el costo y las edificaciones

Calidad del Producto De acuerdo a la percepción del mercado

BUENO ~95%

Exposición a Respiración de Material de Partículas Suspendidas8 La concentración de contaminantes de la atmósfera en el medio que rodea a un horno de túnel es baja.

g/kg de ladrillos quemados CO2 Carbono Negro PM CO Promedio 166.3 Insignificante 0.24 3.31 Rango NA NA 0.175-0.31 2.45-4.18

CONSUMO DE ENERGÍA ESPECÍFICA6,7 Energía consumida para el quemado de 1 kg de ladrillos quemados Promedio 1.4 MJ/kg de ladrillos quemados (Rango: 1.34 – 1.47 MJ/kg de ladrillos quemados) MJ/kg de ladrillos cocidos

Desglose del costo de capital Material de Construcción + Mano de obra 57% Equipo 43%

Una mejor distribución del calor genera una temperatura uniforme a lo ancho de la sección transversal en la zona de quema. A su vez, esto produce un mayor porcentaje de ladrillos de buena calidad. Tipos de producto que pueden ser cocidos en el horno

Ladrillos sólidos √ Ladrillos huecos/perforados √ Tejas para techo √ Baldosas para pisos √

Exposición a Estrés Térmico9 La exposición de los trabajadores al calor del horno es bastante baja.

Los trabajadores corren un bajo riesgo de desarrollar enfermedades del tracto respiratorio y enfermedades cardiovasculares.

EMISIONES PM MEDIDAS Promedio: 41 mg/Nm3 (Rango: 21 – 53 mg/Nm3) EMISIONES ESTÁNDAR Notificadas solo para PM

País PM (mg/Nm3) India No se han notificado emisiones estándar para el horno de ladrillos de túnel Vietnam No se han notificado emisiones estándar para el horno de ladrillos de túnel

COMENTARIOS SOBRE LAS EMISIONES La mejor combustión de combustible genera menos emisiones en un horno de túnel.

máximo horno intermitente (2-4)

mínimo VSBK (0.6-1)

Nota: Medido a temperatura de cocción de 950-1000 °C

BUEN LADRILLO Riesgo de Accidentes En un horno de túnel operado apropiadamente, el riesgo de accidentes es bajo.

Capacidad de Producción ~ 50,000 ladrillos por día Tamaño del Ladrillo 230 mm x 115 mm x 75 mm Número de Operadores Requeridos

~20

Período de Retorno Retorno Simple ~ 2 años Retorno descontado (@6.5%)

~ 2.2 años

LADRILLO INFERIOR No quemado suficientemente o sobrequemado

Cumplimiento con los estándares de la OIT y observaciones sobre el trabajo migratorio y las condiciones laborales Las prácticas que se siguen en empresas con hornos de túnel, no siempre siguen las Normas de Trabajo Internacionales sobre salud y seguridad laborales internacionales recomendadas por la OIT10.

Bajo riesgo de lesiones El consumo de energía específico de un horno de túnel es ligeramente mayor en comparación a otras tecnologías de hornos continuos. Esto se debe principalmente a que el SEC (Consumo Específico de Energía) también incluye la energía utilizada en el secado de los ladrillos en la secadora del túnel. PRINCIPALES CAUSAS PARA PÉRDIDA DE CALOR Las principales fuentes de pérdidas de calor en un horno de túnel tienen su origen en los furgones y los ladrillos quemados a la salida del horno, así como los gases de salida calientes.

Coque de petróleo

TÚNEL (1.34-1.47)

INFERIOR ~3% PÉRDIDAS Y ROTURAS ~2%

Se reduce el estrés térmico y, en consecuencia, el riesgo enfermedades oculares y dérmicas, así como a la deshidratación de los trabajadores.

TECNOLOGÍA DE HORNO TÚNEL

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DICIEMBRE 2013

El desempeño del horno de túnel se compara con la tecnología de hornos continuos comúnmente usados en la región, que es la del FCBTK. PARAMETROS Túnel FCBTK COMENTARIOS EMISIÓN DE AIRE (g/kg ladrillo quemado)

CO2 166.3 131 El túnel emite ~80% menos de PM y una cantidad insignificante de CB en comparación con el FCBTK. Esto se debe principalmente a la mejor combustión y al uso de combustible interno. La emisión de CO es mayor en el caso del horno de túnel, probablemente debido a que la combustión del combustible interno es incompleta. Carbono Negro 0.00 0.13 PM 0.24 1.18 CO 3.31 2.0

COMBUSTIBLE Y ENERGÍA SEC (MJ/kg ladrillo quemado) 1.4 1.30 El horno de túnel consume mayor energía marginalmente en comparación con el FCBTK. Asimismo, se debe remarcar que el SEC en los hornos de túnel también incluyen la energía utilizada para el secado de los ladrillos en la secadora del túnel. RENDIMIENTO FINANCIERO Costo de Capital (USD) ~1,000,000 50,000-80,000 El costo de capital del horno de túnel es sustancialmente mayor en comparación con el FCBTK debido principalmente a la mecanización del proceso de producción de ladrillos y la producción considerablemente mayor.

Capacidad de Producción ~15 millones de ladrillos al año 3-8 millones de ladrillos al año

Pago Simple ~2 años 0.4 -1.1 años CALIDAD DEL PRODUCTO Tipo de Producto Todos los tipos de productos

Todos los tipos de productos Ambas tecnologías son adecuadas para quemar todos los tipos de producto. Sin embargo, la calidad de los ladrillos quemados en los hornos de túnel es mejor comparada a la del FCBTK. Además mientras que un horno de túnel puede ser utilizado exclusivamente para la producción de ladrillos huecos, esta producción exclusiva no es posible en un FCBTK. Producto de Buena Calidad 95% 60%

OHS (Salud y Seguridad Ocupacional) Exposición al polvo El horno de túnel ofrece mejores condiciones de OHS en comparación con las empresas que cuentan con FCBTK. Exposición al estrés térmico

Riesgo de accidentes

Para mayor información: www.gksl.in/whats_new.html www.ecobrick.in REFERENCIAS 1 ‘Brick by Brick: The Herculean Task of Cleaning up the Asian Brick Industry’ escrito por Urs Heierly y Sameer Maithel disponible en www.gkspl.in/Brick_by_brick.pdf. 2 Informe ‘Brick Kiln Performance Assessment’ disponible en http://www.unep.org/ccac/Portals/24183/docs/Brick_Kilns_Performance_Assessment.pdf 3 Basado en interacciones con propietarios de hornos de túnel y profesionales que trabajan en el rubro ladrillero. 4 Ibid 2. 5 Informe sobre ‘Performance of Brick Kilns in Nam Dinh Province in Vietnam, 2005’, TERI (Project Report No. 2004BE31). 6 Ibid 2. 7 Ibid 5. 8 Informe sobre ‘Occupational health and safety study (OHSS) of brick industry in the Kathmandu valley’ por el Department of Environmental Sciences and Engineering (DESE), Universidad Kathmandu, Nepal 9 Ibid. 10 Normas Ocupacionales Internacionales presentadas por la OIT en la forma de convenios (principios básicos a ser implementados) y las recomendaciones (lineamientos más detallados). Los detalles sobres las normas de OHS se pueden encontrar en http://www.ilo.org/global/%20standards/subjects-covered-byinternational- labour-standards/occupational-safety-and-health/lang--en/index.htm. A list of all such instruments on OHS with their status is available at http://www.ilo.org/dyn/normlex/en/f?p=NORMLEXPUB:12030:0::NO:::#Occupational_safety_and_health

RECONOCIMIENTOS El equipo del proyecto desea agradecer la ayuda financiera brindada por Agencia Suiza para el Desarrollo y Cooperación para la preparación de los panfletos. Nota.- En la etapa inicial de esta iniciativa para desarrollar las hojas técnicas sobre tecnologías de ladrillos, estas últimas son desarrolladas para las regiones de Sud y Sudeste, Asia y América Latina. Las hojas técnicas sobre tecnologías para hornos de otras regiones se irán desarrollando en el tiempo. Exención de Responsabilidad.- Los límites de país indicados en el mapa no reflejan necesariamente la posición oficial de la FDFA (por su sigla en inglés). La línea punteada representa aproximadamente la Línea de Control Actual en Jamuu y Cachemira convenidos entre India y Paquistán. El estatus final de Jammu y Cachemira todavía no ha sido acordado entre las partes. Hoja Técnica Preparada por Greentech Knowledge Solutions Pvt. Ltd. New Delhi (Dr. Sameer Maithel, Sonal Kumar y Dheeraj Lalchandani) Diseño e Ilustración Shoili Kanungo CONTACTO Greentech Knowledge Solutions Pvt. Ltd. New Delhi, India Telefax: +91 11 45535574 E-mail: mailbox@gkspl.in Web: www.gkspl.in

CONCLUSIÓN