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CAPITULO III

IMPORTANCIA ECONOMICA

3.- USOS DE LA CALIZA

Desde que el hombre se hizo sedentario comenzó a utilizar la caliza y otras rocas calcáreas para construir sus casas, a medida que ha transcurrido el tiempo y hasta nuestros días ha sido utilizada para tal fin, siendo de gran importancia en este ramo de la construcción, tal como se muestra de la iglesia San Francisco en Huancavelica construida con adoquines de caliza. Iglesia San Francisco en Huancavelica La caliza y sus derivados tienen múltiplos usos industriales debido a sus características químicas compuestas mayormente por calcita (CaCO3). Dentro de las principales aplicaciones tenemos:

A) SUBSECTOR CONSTRUCCIÓN La piedra caliza se utiliza en el subsector construcción para la fabricación de cemento como materia prima elemental. Además la cal también se usa en la estabilización de suelos y en mampostería

como material de recubrimiento en paredes, pisos, techos y en la elaboración de morteros. En la edificación o construcción, la caliza se usa como “piedra de dimensiones” (conocida como cantera), la cual es cortada en diferentes formas y tamaños para la construcción de muros y monumentos, en forma de piedra partida se usa como balastro para ferrocarriles y como agregado para la formación del concreto (hormigón) y la construcción de caminos. Los usos que tiene la caliza con fines de construcción son: los agregados para hormigón y como componentes del concreto, la mayor parte se hace con cemento, como los balastros para ferrocarriles cuyo tamaño comprende entre ¾ y 2½ pulgadas de diámetro (7.6 a 63.5 milímetro) siendo el tamaño preferido para usarlo, con el fin de mantener las vías en buen estado. También se usa como piedra de relleno, los fragmentos de caliza irregulares de tamaños, que varían entre 15 y 30 centímetros, son utilizados

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en la construcción de los vertederos de las presas, en la construcción de muelles y para rellenar los puntos bajos en terrenos o carreteras.

Para lograr los tamaños adecuados es importante pasar la piedra caliza por un proceso de trituración, el cual incluye tres etapas, en cada una de ellas el material es reducido cada vez más. En la reducción de los materiales intervienen distintas fuerzas tales como la compresión, el cizallamiento, la percusión y la atracción o abrasión.

La línea de producción de trituración de piedra es ampliamente utilizada para el fraccionamiento de piedra caliza dura, granito, basalto, grava, escoria metalúrgica o artificial de arena. Además de ser empleado para generar la energía hidroeléctrica, material de construcción, la carretera, la ciudad de construcción; para realizar dicho proceso con una calidad profesional y economizando costos y trabajo es importante contar con una trituradora especializada en piedra caliza.

B) SUBSECTOR QUÍMICO En la industria química, la cal es el segundo material de importancia después del ácido sulfúrico y se utiliza en las siguientes aplicaciones: como materia prima en la producción de insecticidas y fungicidas. Como agente absorbente y portador del calcio en muchos blanqueadores secos. Como base en la producción de la mayoría de sales inorgánicas basadas en el calcio y el magnesio. Es utilizado en la elaboración del etileno glicol (anticongelante permanente). Es utilizado en el proceso de refinamiento

Del petróleo como un agente neutralizador de impurezas sulfúricas. Es utilizado en el proceso de fabricación de pigmentos para pinturas. Como reactivo en el proceso de digestión de la madera para la obtención de la pulpa en la fabricación del papel. Como precipitados de sólidos disueltos en las aguas en el proceso de acabado de textiles de algodón. Participa en el proceso de curtido del cuero.

C) SUBSECTOR ALIMENTICIO En el subsector alimenticio la cal se utiliza en las siguientes aplicaciones: participa en la producción de azúcar proveniente de la remolacha o la caña. Para neutralizar o reducir la acidez en la crema previo a la pasteurización en la elaboración de la leche y la mantequilla. Para elaborar el fosfato monocálcio utilizado para fabricar polvo de hornear. Como agente reductor de la corrosión que se daría en los equipos de las industrias fruteras, neutralizando los ácidos cítricos que producen los desperdicios de las frutas.

D) SUBSECTOR MEDIO AMBIENTE En el subsector medio ambiente la cal se utiliza en las siguientes aplicaciones: Como principal material

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Sus usos en la industria química incluyendo a losálcalis son: en el tratamiento de las aguas servidas, de materiales de residuo, ablandamiento y tratamiento de aguas duras.  En la manufactura de pulpa y papel.El carbonato de Cal para usos agrícolas (abonos y remediación de suelos) en forma de Cal viva apagada, cruda y pulverizada.El carbonato molido puede ser usado para producir asfaltos y paneles de construcción, selladores en la confección de pinturas, plásticos y goma.

3.1.-USOS DEL CEMENTO:

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Necesidad de una elección racional de los cementos. Las propiedades y el comportamiento del hormigón dependen en gran parte de su componente más activo: el cemento. como consecuencia, la elección del cemento más adecuado en cada caso tiene gran repercusión técnica y económica para el hormigón ante una gran variedad de cementos disponibles es preciso distinguir entre los de utilización general y los idóneos para usos específicos, y la distinción se debe hacer en términos de resistencia mecánica, estabilidad de volumen y durabilidad los cementos para usos específicos han de cumplir requisitos que no tienen por qué ser impuestos innecesaria y antieconómicamente a los de utilización general.

La durabilidad del hormigón depende ante todo de su compacidad -impermeabilidad, impenetrabilidad a fluidos e iones-, y también de la elección del cemento más adecuado para cada circunstancia. Esta segunda dependencia es, en general, de menor peso que la primera, hasta el punto de que un hormigón compacto e impermeable, muy poco poroso, hecho con un cemento que no sea el más adecuado, resiste más y mejor en un determinado medio agresivo que otro hormigón que, hecho con el cemento más idóneo, y a igualdad de todo lo demás, sea más poroso, esto es, menos denso, compacto e impermeable

La durabilidad de una estructura de hormigón es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural Una estructura durable debe conseguirse con una estrategia capaz de considerar todos los posibles factores de degradación y actuar consecuentemente sobre cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura Una estrategia correcta para la durabilidad debe tener en cuenta que en una estructura puede haber diferentes elementos estructurales sometidos a distintos tipos de ambiente.

El uso más común del cemento es en el ámbito de la construcción como aglomerante:

el cemento si mezclar con gravillas se utiliza para suelos donde se necesita una superficie lisa y sin obstáculos (pistas de patinaje, parkings, pistas deportivas, etc.).

El cemento también se usa en las carreteras o autopistas, en forma de muros o barreras, en zonas de viviendas para aislar de la contaminación acústica que crean las grandes carreteras ya que es un material aislante del calor, electricidad y sonido. También se utiliza el cemento para la fabricación de vallas que se colocan a los laterales de la carretera con el fin de que un coche no se salga de la vía.

Al cemento también se le puede dar un uso en el ámbito de la medicina. Los dentistas utilizan este material (no el cemento de la construcción) para pegar empastes, prótesis dental

3.2.-SISTEMA DE EXPLOTACION

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METODO DE EXPLOTACION DE CALIZA

El método de explotación de caliza es a tipo abierto (cantera de caliza) las características principales del diseño del tajo son bancos de explotación de 14 m de altura y tenemos una distancia de 1400 m de acarreo ya sea de chancadora como botadero que operan en la actualidad. Los equipos de perforación

OPERACIONES PRIMARIAS

PERFORACION PRIMARIA

Con la mayoría de operaciones mineras a ciclo abierto el ciclo se inicia con la perforación mecánica. Los equipos de perforaciones permite hacer taladros desde 5 pulgadas hasta 8 pulgadas de diámetro y una malla de perforación estandarizada después de varias pruebas de 5.5x6m en caliza

VOLADURA Y DISPARO

Luego de la perforación se realiza la voladura para la cual se ha normado uso de explosivos como: HEAVYANFO Y ANFO fue implementado hace dos años aproximadamente después de determinar su efectividad y ampliación de la malla lo que conlleva a la reducción de costos. Se realiza dos disparos por semana cada proyecto de voladura es aproximadamente de 150 taladros que se usan promedio de 350kg de explosivo por taladro. Debemos saber la necesidad de la perforación y voladura está ligada a la calidad del mineral y necesidad del mercado lo cual obliga a tener la necesidad de utilizar explosivos para una cantera mínima de 150 000TM.

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CARGUIO

Fracturado el material se inicia la actividad de carguío se necesita de una cierta cantidad de cargadores frontales para la caliza ya que falta la homogeneidad de los componentes químicos hace tener frentes de carguío .Capacidad máxima de los cargadores 450TM/hora a 1300TM/hora cada uno.

TRANSPORTRE Y ACARREO

Para cada acarreo cuenta con una cierta cantidad de volquetes distribuidos en caliza y desmonte la producción diaria es aproximadamente de 30.000 TM entre caliza y desmonte

CHANCADORA PRIMARIA O TRITURACION

En la cantera con el des cargue de la caliza en chancadora primaria, que requiere una alimentación primaria no menor a 1000 TM/hr. Por aspectos económicos y operacionales.

3.3.- PROCESO DE FABRICACION DE CEMENTO

La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y dependiendo de la dureza y ubicación del material, el sistema de explotación y equipos utilizados varía.

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Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo. La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales.En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el Clinker a temperaturas superiores a los 1500 °C.En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el Clinker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.El Clinker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.

3.4.-PASOS DE LA FABRICACIÓN

Según el proceso de fabricación del cemento es el siguiente: EXPLOTACIÓN DE MATERIA PRIMA.

De las canteras de piedra se extrae la caliza, y las arcillas a través de barrenación detonación con explosivos.

TRANSPORTE DE MATERIA PRIMA.Una vez que las grandes masas de piedra han sido fragmentadas, se transportan a la planta en camiones o bandas.

TRITURACIÓN.El material de la cantera es fragmentado en las trituradoras, cuya tolva recibe la materia prima, que por efecto de impacto o presión son reducidos a un tamaño máximo de una o media pulgada.

PRE-HOMOGENEIZACIÓN.Es la mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla, caliza o cualquier otro material que lo requiera.ALMACENAMIENTO DE MATERIA PRIMA.Cada uno de las materias primas es transportado por separado a silos en donde son dosificados para la producción de diferentes tipos de cemento.

MOLIENDA DE MATERIA PRIMA.Se realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante la presión que ejerce tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el material es pulverizado por medio de bolas de acero.

HOMOGENEIZACIÓN DE HARINA CRUDA.Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del material.

CALCINACIÓN.Es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos rotatorios en cuyo interior a 1,400 °C la harina cruda se transforma en Clinker, que son pequeños módulos gris obscuro de 3 a 4 cm.

MOLIENDA DE CEMENTO.

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El Clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por las dos cámaras del molino, agregando el yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento.ENVASE Y EMBARQUE DEL CEMENTO.El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel, o surtido directamente a granel. En ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas de ferrocarril o barcos.Las técnicas de proceso de producción del cemento son:

TRITURACIÓN Y MOLIENDA DE LA MATERIA PRIMALas principales materias primas son silicatos y aluminatos de calcio, que se encuentran bajo la forma de calizas y arcillas explotadas de canteras, por lo general ubicadas cerca de las plantas de elaboración del Clinker y del cemento. Otras materias primas son minerales de fierro (hematita)

Y sílice, los cuales se añaden en cantidades pequeñas para obtener la composición adecuada.

HOMOGENEIZACIÓN Y MEZCLA DE LA MATERIA PRIMALuego de triturarse la caliza y arcilla en las canteras mismas, de las cuales se la transporta a la planta de procesamiento, se le mezcla gradualmente hasta alcanzar la composición adecuada, dependiendo del tipo de cemento que se busque elaborar, obteniéndose el polvo crudo.

CALCINACIÓN DEL POLVO CRUDO: OBTENCIÓN DEL CLINKERUna vez homogeneizado el polvo crudo, se procede a calcinarlo en hornos que funcionan a altas temperaturas (hasta alcanzar los 1450 grados centígrados), de modo que se "funden" sus componentes y cambia la composición química de la mezcla, transformándose en Clinker.TRANSFORMACIÓN DEL CLINKER EN CEMENTOPosteriormente el Clinker se enfría y almacena a cubierto, y luego se le conduce a la molienda final, mezclándosele con yeso (retardador del fraguado), puzolana (material volcánico que contribuye a la resistencia del cemento) y caliza, entre otros aditivos, en cantidades que dependen del tipo de cemento que se quiere obtener. Como resultado final se obtiene el cemento.

Para la fabricación de cemento es el siguiente:EXPLOTACIÓN DE CANTERAS Y TRITURACIÓN

El primer paso, entonces, para la fabricación del cemento es buscar depósitos de roca para asegure tengan las características necesarias para obtener un cemento de calidad. La cal es el componente que se encuentra en mayor cantidad en el Clinker del cemento y su origen se debe a la descomposición del carbonato de calcio por medio del calor.Como se dijo anteriormente, se usa una variedad de elementos como materia prima, los cuales se pueden clasificar según su contenido de carbonatos de calcio de la siguiente manera:Calizas: Portadoras en abundancia de carbonato de calcio (75 - 100%).

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Margas: Su contenido de carbonato de calcio es de 40 - 75% y van acompañadas de sílice y productos arcillosos.Arcillas: Principalmente contienen sílice combinada con alúmina y otros componentes como óxidos de hierro, sodio y potasio. Generalmente los materiales crudos enunciados no cumplen por completo los requerimientos químicos del cemento, por este motivo se utilizan los denominados "correctores" que proporcionan los elementos minoritarios faltantes.

CALCINACIÓN

La siguiente etapa es la cocción de la materia prima. En el método de vía seca, la harina almacenada en los silos de homogenización se lleva a una torre de precalentamiento, que tiene una temperatura entre 900 y 1,000 °C. El calor proviene de gases producidos por la combustión del combustible del horno, el cual puede ser carbón, gas o aceites combustibles. El objetivo del precalentamiento es el de ahorrar energía, ya que se aprovecha el calor emanado por los hornos. En el método de vía húmeda no se precalienta la pasta, sino que ésta es transportada por bombas centrífugas a los hornos. En ambos casos se lleva el material a un horno, el cual es un largo cilindro de acero revestido interiormente con ladrillos refractarios, y que gira alrededor de su eje longitudinal, con una pequeña pendiente descendente. La velocidad de rotación varía de 0 a 150 revoluciones por hora, y a través de ese movimiento el material sigue sus reacciones químicas para formar los Se da en el material proveniente del método de vía húmeda.

CALCINACIÓN:En esta zona de calcinación los carbonatos de calcio y de magnesio se disocian en óxido de calcio y magnesio respectivamente.

CLÍNKERIZACIÓN: En la etapa de clínkerización es donde se producen las reacciones químicas más complejas del proceso, transformándose la materia prima en un nuevo material llamado clínker, que tiene la forma de pelotillas verde-grisáceas de unos 12 mm de diámetro. Debajo de los 74 micrones (malla 200) se venden en reemplazo de la calcita para la industria de pinturas. En la industria siderúrgica se emplea el -3mm con un máximo de finos (malla 150#) del 22%, que se llama "sinter" ya que el mismo se aglutina para poder introducirlo como carga fúndente en los hornos respectivos.

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3.5.-MERCADO:La industria de cemento ha experimentado un sostenido crecimiento en los últimos tres años, impulsada por la reactivación de la demanda interna y el poder adquisitivo de la población, los cuales motivaron una mayor inversión privada en infraestructura. ; La reactivación del sector construcción que sustenta el crecimiento de la industria cementera es relativamente generalizada, tanto en el segmento de vivienda como en el de locales comerciales e infraestructura de transporte. Por el contrario, la inversión pública se contrajo en el 2004, y no se prevé que crezca significativamente este año, por lo que el dinamismo recaerá en la actividad privada. ; La industria presenta diversas ventajas competitivas, entre las que destacan barreras naturales a la entrada, tales como mercados geográficos definidos y disponibilidad de materias primas, así como el bajo costo de insumos y el alto poder de negociación frente a clientes y proveedores. ; La industria mantiene un adecuado nivel de inversiones y actualización tecnológica, y parte de su estrategia consiste en diversificar sus fuentes de ingresos, mediante el incremento en la oferta de productos. Por su parte, la costumbre del mercado local de utilizar predominantemente el cemento en las edificaciones permite consolidar el posicionamiento de las cementeras. : Sin embargo, la fuerte competencia generada por la producción informal de productos no aptos para la construcción presiona a la baja los precios del cemento, perjudicando los márgenes de utilidad. : Asimismo, los elevados costos de transporte reducen la posibilidad de diversificar las fuentes de ingresos mediante exportaciones, y las empresas cementeras aún se encuentran bastante concentradas en pocos mercados y productos.

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3.6.-PRECIOS DEL PRODUCTO

Los precios en la industria y la comercialización del cemento La estructura de competencia en la industria determinan que, i) pese al predominio de una empresa en cada zona geográfica, los precios de las distintas variedades de cemento sean bastante homogéneos entre las diferentes empresas, y que ii) los precios se mantengan en un nivel similar desde hace varios años. Considerando que la presentación estándar de los distintos tipos de cemento son las bolsas de 42.5Kg (además de a granel), el precio de dicha presentación ha fluctuado entre los S/.16 y S/.17 desde el 2000. En general, los precios de los aglomerantes, que incluyen al cemento, han caído 1% en promedio en los últimos 12 meses. No obstante, dicho comportamiento en los precios, que en cierta forma afecta los márgenes de las cementeras, también resulta de la competencia de productos “informales” o no aptos para construcción, del contrabando y de la competencia de materiales de construcción alternativos. 2.5. Inversiones en el sector Respecto a la capacidad de producción, las principales cementeras ampliaron fuertemente su capacidad instalada a fines de los noventa, sobre todo Cementos Lima y Cemento Pacasmayo, de modo que en la actualidad la industria satisface holgadamente el consumo del mercado local. Así, la capacidad de producción de clinker y cemento asciende a 6.2 millones de TM y 8.9 millones de TM por año, respectivamente. En comparación, en el 2004 las ventas totales de la industria estuvieron algo por encima de 4.5 millones de TM (51% de la capacidad total). Actualmente no se contemplan nuevas inversiones de gran escala, dado el exceso de capacidad. Aunque este exceso otorga flexibilidad a las empresas para aumentar su producción rápidamente ante una expansión de la demanda interna y externa, y reduce los incentivos de potenciales competidores para ingresar al mercado, también genera mayores costos fijos unitarios.

CONCLUSIONES:

Al desarrollar este trabajo reconocí los diferentes métodos del proceso de fabricación del cemento según diferentes autores. El proceso de fabricación de cemento en muy complicado; requiere de mucha paciencia, trabajo arduo y sobretodo la maquinaria suficiente para desarrollar las diferentes etapas de su proceso de fabricación.

El cemento es uno de los componentes principales usados en las obra de construcción civil e hidráulicas, es por eso que debe ser necesario saber conocer como es el proceso de fabricación u origen; es por eso q desarrolle este trabajo para tal fin.

La importancia económica en el Perú es importación y la exportación de materia prima.