Cemento
El sector de fabricación de cementos en nuestro país es líder en materia de sostenibilidad y prevención de riesgos laborales.
Índice
Qué es el cemento
El cemento es un conglomerante formado a partir de materiales minerales, mezclados con materiales artificiales de naturaleza orgánica. Es un polvo fino, obtenido a través de calcinación a alta temperatura de caliza y arcilla posteriormente molidas, a la cual se le agrega yeso.
El Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones, IECA nos proporciona la siguiente descripción:
“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.”
El cemento es una de los materiales de construcción más utilizados debido a sus propiedades de moldeabilidad, estabilidad y resistencia. Puede ser mezclado en su proceso de fabricación con diferentes materiales confiriéndole a los distintos tipos de cemento diferentes propiedades (plásticas, adherentes, etc…).
Desde el punto de vista químico, se trata de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio (arcilla roca compuesta por silicatos de aluminio, caliza mayoritariamente compuesta por carbonato cálcico y yeso industrial de sulfato de calcio), mezclados con otros productos en función de las características requeridas
Ejemplos de mezclas
| PRODUCTO AÑADIDO | PRODUCTO OBTENIDO |
|---|---|
| Cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo | Cementos férricos |
| Ceniza volcánica o puzolana | Cementos de mezclas |
| Cenizas de carbón | Cemento siderúrgico |
| Carbonato cálcico | Cemento aluminoso |
Uno de los más utilizados para la fabricación de hormigón es un aglomerante con el nombre de cemento Portland.
Puedes consultar la historia del cemento en el Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones, accediendo a su sitio web en Historia del cemento | Evolución e hitos del material y la construcción (ieca.es).
Proceso de fabricación del cemento
El proceso de fabricación del cemento consta de varias etapas, si bien cada empresa productora tiene sus procesos singulares y sus peculiaridades específicas.
Dicho proceso, comprende las siguientes etapas:
- Extracción, obtención de materias primas y su preparación.
- Trituración, clasificación por cribado y transporte a fábrica.
- Prehomogenización y dosificación.
- Molienda en crudo y precalentadores de ciclones
- Fabricación de Clinker. Horno y enfriador.
- Molienda de Clinker y fabricación de cemento.
- Almacenamiento del cemento, envasado o expedición a granel.
Extracción, obtención de materias primas y su preparación.
La fabricación del cemento se inicia con la extracción de la materia prima de las canteras, mediante diversas técnicas como puede ser voladura controlada utilizando explosivos y la perforación con retroexcavadoras para extracción y arrancado de materiales. Las canteras están formadas por bancos diseñados para el tránsito de equipos de carga para retirar la materia prima.
Trituración, clasificación por cribado y transporte a fábrica
Una vez cargados los camiones volquete, transportan la materia prima a las trituradoras o machacadoras (cilindro que gira y por impacto, reduce el tamaño de las piedras).
Una vez extraída, la materia prima sufre procesos de trituración y clasificación mediante cribado en la propia explotación, para obtener un producto adecuado para una posterior molienda.
Las materias primas son transportadas desde la zona de extracción a instalaciones primarias o fábrica a través de equipos de transporte y carga como pueden ser camiones volquete y cintas transportadoras.
Prehomogenización y dosificación
Posteriormente, se procede a la prehomogeneización, extracción de los materiales necesarios y almacenamiento de material: la materia prima debe ser reducida a tamaños adecuados y clasificada en función de su forma o pureza.
El material deberá pesarse, analizarse y proceder a la dosificación con la mayor exactitud posible para obtener la composición deseada de los distintos óxidos.
Los equipos utilizados para estos procesos son: tolvas intermedias, básculas dosificadoras, para la extracción de las tolvas, y alimentador en banda para conducir el material a una molienda posterior.
Molienda en crudo y precalentadores de ciclones
Posteriormente, se procede a la molienda en crudo formando una mezcla homogénea con una composición química acorde al producto requerido, para reducir el tamaño y proceder a una cocción posterior en hornos.
En molinos verticales se procede a triturar el material, y este pasa a unos silos para homogeneizarlo. En función de cómo se procesa el material antes de entrar en el horno, encontramos cuatro vías:
| TIPOS DE PROCESOS DE MOLIENDA | |
|---|---|
| Seca | De la molienda se obtiene material en polvo. |
| Húmeda | La molienda se mezcla con agua obteniéndose una pasta. |
| Semiseca | |
| Semihúmeda | |
Antes de pasar a los hornos, circula a través de precalentadores de ciclones que precalientan el material. Se alcanzan temperaturas de 1000ºC.
Fabricación de Clinker. Horno y enfriador
Una vez que pasa por los precalentadores de ciclones, el producto pasa a un horno rotativo, un tubo de acero inclinado protegido con ladrillos refractarios, con una llama de 2000ºc, pasando el material a temperatura de 1500 ºc, saliendo como clinker.
Se denomina clinker al producto obtenido de la calcinación de la piedra caliza que se somete en los hornos a temperaturas sobre los 900ºC para generar óxido de calcio o cal, que una vez triturado, se mezcla con yeso y otros productos para poder fabricar los distintos cementos.
Posteriormente, el Clinker fabricado pasa a un enfriador, en el que se reduce la temperatura hasta 100 ºc. El enfriador de clínker es una parte integral del sistema del horno, recupera el calor del Clinker para devolverlo al proceso y reduce su temperatura.
Molienda de Clinker y fabricación de cemento
El clínker obtenido se muele con molinos de rodillos que lo trituran con pequeñas cantidades de yeso y otros materiales denominados "adiciones" para finalmente obtener cemento, un polvo fino y homogéneo.
La exactitud y fiabilidad en el pesaje y dosificación de los componentes alimentados en el molino es de gran importancia para conseguir y mantener una alta eficiencia energética de la molienda.
Los equipos de pesaje y dosificación más utilizados son las básculas pesadoras de banda.
Almacenamiento del cemento, envasado o expedición a granel
El cemento se transporta mediante sistemas mecánicos o neumáticos a los silos. En ellos se almacena por separado, según sus clases y tipos.
Para descargar el cemento se emplea aire comprimido que se inyecta en el silo a través de unidades de aireación situadas en el fondo del mismo.
El cemento puede expedirse a granel, en camiones cisterna, o envasado en sacos.
Etapas
| ETAPA | 1.- EXTRACCIÓN, OBTENCIÓN DE MATERIAS PRIMAS Y SU PREPARACIÓN 2.- TRITURACIÓN, CLASIFICACIÓN POR CRIBADO Y TRANSPORTE A FABRICA |
|---|---|
| Localización | Cantera. |
| Productos y/o equipos | Explosivos. |
| Retroexcavadoras o pala cargadora. | |
| Camiones transporte. | |
| Camión volquete. | |
| Cintas transportadoras. | |
| Excavadora y trituradoras. |
ETAPA | 3.- PREHOMOGENIZACIÓN Y DOSIFICACIÓN 4.- MOLIENDA EN CRUDO Y PRECALENTADORES DE CICLONES |
|---|---|
| Localización | Fábrica. |
| Productos y/o equipos | Parque circular (homogenización y mezcla caliza y arcilla). |
| Precalentador de ciclones. | |
| Molienda en crudo. | |
| Camión volquete. | |
| Tolvas intermedias. | |
| Alimentación bandas. |
| ETAPA | 5. FABRICACIÓN DE CLINKER. HORNO Y ENFRIADOR 6. MOLIENDA DE CLINKER Y FABRICACIÓN DE CEMENTO 7. ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO, ENVASADO O EXPEDICIÓN A GRANEL |
|---|---|
| Localización | Fábrica. |
| Productos y/o equipos | Horno rotativo y torre de ciclones. |
| Enfriador. | |
| Molinos de rodillos. | |
| Silos. | |
| Molinos de bolas. | |
| Camiones transporte. |