Diseño de planta para el reciclaje de escombros (página 3)

2.4.2. Coeficientes de fricción con respecto al acero.

Tabla 2.9. Angulo de fricción estático del escombro reciclado frente al acero.

Para desarrollar esta nueva experiencia se fijó sobre la superficie de trabajo del Plano Inclinado una lámina de acero, utilizándose igual muestras que en la experiencia con la goma. También se mantuvo la técnica operatoria. Los resultados de los ángulos medidos se presentan en la tabla 2.9. De igual forma aparecen en esta tabla los resultados estadísticos.

Aplicando la expresión 2.1 a cada uno de los valores promedios de  de la tabla 9 se obtiene que:

e=0,466: Coeficiente de Fricción del escombro de concreto frente al acero

e=0,424: Coeficiente de Fricción del escombro de albañilería frente al acero.

2.5. Productos elaborados con material reciclado.

Por ser en la fabricación de bloques de hormigón donde las direcciones del MICONS y Materiales para la Construcción pretenden priorizar la aplicación, se decidió medir el comportamiento de la Masa, la Resistencia a la Compresión y el Porciento de Absorción de Agua en bloques de hormigón huecos conocidos como N10 (400X200x100) conformados con granito de desechos de concreto y de cerámica roja por separado. Para desarrollar la experiencia se utilizaron cantidades importantes de granitos reciclados. Un grupo de bloques se conformó con granitos de concreto triturado y tecnología reglamentada para la fábrica [130]. Otra cantidad similar se confeccionó con iguales condiciones, pero con granitos de cerámica roja. Entre ellos se seleccionaron las muestras, aplicándoseles los correspondientes ensayos [95]. En la tabla 2.10 se resumen los resultados promedios y estadísticos de las mediciones.

La comparación entre los promedios alcanzados en cada propiedad, con los establecidos por la NC 247:2005 [95] arroja que:

• El bloque elaborado con granito de cerámica roja presenta una menor Masa que el elaborado con concreto triturado y ambos resultados están por debajo de lo establecido por la NC (10,5 Kg. como máximo). También presentan valores inferiores a los promediados en bloques de granito tradicional (10,4 Kg.).
• El bloque elaborado con granito de concreto triturado presenta una Resistencia a la Compresión superior a la establecida por la norma para el bloque Grado III, mientras que el trabajado con granito de cerámica roja no alcanza dicha magnitud. Ambos presentan menor resistencia que el tradicional, el cual promedia 2,81 MPa.
• La NC 247:2005 no establece valores de porcientos de absorción de agua en este tipo de bloque, pero evidentemente los resultados reportados para los de cerámica son relativamente altos. Una comparación con el bloque tradicional arroja que ambos presentan un mayor porciento de absorción de agua, por lo que su uso estaría limitado a lugares de relativa poca humedad.

Tabla 2.10. Propiedades del bloque N 10 fabricado con granito de material reciclado.

El hecho de que el bloque N 10 elaborado con material reciclado presente una menor Resistencia a la Compresión y un mayor porciento de absorción de agua que el tradicional, no lo excluye de ser aplicado, estando limitado su empleo a lugares de baja humedad. Sin embargo, la característica de una menor masa favorece su competitividad.

Estos resultados forman parte de las novedades del trabajo.

2.6. Conclusiones parciales

1. Atendiendo a los valores de distribución granulométrica y del % de partículas planas y alargadas alcanzados en los experimentos se confirma la posibilidad de uso de los áridos reciclado, fracciones granulométricas de 10-5mm, en la producción de hormigón. Los % de partículas finas medidos son ligeramente superiores a lo normado.
2. En la trituración de escombros de concretos y de albañilerías, a un tamaño de partícula de 10-5 mm, las trituradoras cónicas reportaron una mayor cantidad de material con el tamaño de grano necesario para la aplicación (granito). Igual resultado se reporta para la trituración de los escombros de concreto con fracción granulométrica de 5-1,15 mm
3. Atendiendo a los valores de distribución granulométrica y del % de partículas finas alcanzados en los experimentos se confirma la posibilidad de uso de los áridos obtenidos del concreto reciclado, fracción granulométrica 5-1,15mm. Los resultados de la distribución granulométrica en los escombros de albañilería (5-1,15mm) no se corresponden con los establecidos por la norma para los últimos dos tamices
4. Los valores promedios de Densidad Unitaria en áridos de concreto reciclado son de 1,252 kg/dm3 cuando la fracción granulométrica es de 10-5 mm y de 1,321 kg/dm3 en 5-1,15 mm. Para los escombros de albañilería reciclado los promedios son de 1,07 kg/dm3 en la fracción granulométrica de 10-5 mm y de 1,16 kg/dm3 en 5-1,15 mm
5. Se determinaron experimentalmente los Coeficientes de Fricción Estáticos de los escombros de concreto y de albañilería frente a la goma, siendo sus valores de 0,7 y 0,625 respectivamente, mientras que frente al acero son de 0,466 y 0,424.
6. El ángulo de inclinación máximo para los transportadores de bandas que mueven desechos de concretos o de albañilería son de 25o y 22o respectivamente.
7. Los bloques N 10 elaborados con material reciclado, principalmente los construidos con granito de cerámica roja, presentan una menor masa, una menor Resistencia a la Compresión y un mayor porciento de absorción de agua que los bloques tradicionales. De acuerdo al comportamiento de estas propiedades los bloques elaborados con granito de concreto reciclado pueden ser clasificados bloques con Grados III, estando limitado su uso a lugares de poca humedad.

CAPÍTULO III "Esquema de Trituración. Balance de Masa y Cálculo de Energía"

En este capítulo se desarrollaron una serie de tareas de gran interés como lo son: la determinación de las cantidades de escombros existentes en los vertederos, los diseños del Diagrama de Flujo y del Esquema de Trituración, el desarrollo, algoritmización y aplicación de una metodología de cálculo que permite la selección de los principales equipos y la determinación de la potencia necesaria en el sistema

3.1. Consideraciones preliminares para el diseño de la planta de reciclaje de escombros.

La determinación de las características y cantidades de escombros disponibles para el reciclaje son resultados que permiten calcular la productividad necesaria en los equipos a emplear y desarrollar el proceso de elección del tipo de planta, así como su ubicación en caso de elegirse una estacionaria.

Como resultado de los recorridos realizados por la ciudad de Santa Clara y sus alrededores, se comprobó la existencia de una gran cantidad de escombros diseminados en todo el territorio. Los estimados arrojaron un total de 161 900 m3 de MDC.

Entre los parámetros considerados como importantes para un diseño adecuado de la planta de reciclaje se encuentran los relacionados con las dimensiones máximas del escombro y de las partículas a obtener. El primero forma parte de las condiciones a cumplir por la trituradora a seleccionar y junto con la granulometría del producto final, definen el número de etapas de trituración. El estudio en los escombros en la ciudad de Santa Clara dio como resultado la definición de 400 mm como tamaño máximo de partículas a triturar.

Por otra parte, en sesiones de trabajo conjuntas con representantes del MICONS e Industria de Materiales para la Construcción, y sobre la base de las necesidades, así como de los resultados experimentales alcanzados en el capitulo anterior, se definió que los productos a obtener fueran los siguientes:

• Como material principal, el granito (fracción granulométrica de 10-5 mm) para la fabricación de bloques de hormigón.
• Como subproducto, el polvo, con fracciones menores a 5 mm.
• Como desecho, el 60-0 mm, para los casos de materiales con determinado grado de contaminación con tierras u otros materiales no nocivos.

3.2 Diagrama de Flujo.

Definidas las características del escombro depositado en la ciudad se pasó a la definición del Diagrama de Flujo. Para ello fue necesario definir primeramente el número de etapas de trituración.

3.2.1. Número preliminar de etapas.

El cálculo preliminar del número de etapas se desarrolla de acuerdo al grado de trituración general (ig), determinándose este mediante la expresión 3.1.

(3.1)

Dmax: Máximo grosor convencional del material a procesar: 400 mm

d: Grosor del material a obtener: 10mm

Resultado considerado por el autor como adecuado para dos etapas de trituración.

3.2.2. Tipos de etapas a seleccionar.

Considerando los requisitos de trabajo para la planta se definieron las siguientes condiciones en cada una de las etapas de trituración:

El empleo de un precribador de barras ubicado antes de la trituradora primaria. La inserción de este precribador tiene la doble función de posibilitar la extracción del material contaminado y de mejorar la eficiencia del triturador.

El montaje de una criba antes de la trituradora secundaria, capaz de garantizar un cribado previo y de control simultáneo.

3.3. Principales equipos a utilizar .

Primera Etapa.

Precribador: De barras fijas. Trituradora primaria: De Mandíbulas o de Conos para grueso.

La elección de uno o de otro tipo dependerá de los resultados de los cálculos a desarrollar, de la disponibilidad de equipos y del precio de los mismos.

Segunda etapa.

Cribado: Criba vibratoria de dos paños (10 y 5 mm).

Trituradora secundaria: De Conos para trituración fina o de Rotor.

La elección definitiva dependerá del grado de trituración necesario y de los cálculos a desarrollar (sin olvidar la preferencia por las cónicas).

Sistema de transportación.

Entre los distintos métodos de transportación interna se ha definido al transportador de banda como el más idóneo.

3.3.2. Metodología de cálculo para la selección de equipos. Balance de masa

La metodología planteada se ha tomado de la bibliografía especializada [119] y consta de los siguientes pasos:

1. Cálculo de la capacidad de producción.

a) Capacidad de Producción anual.

Para tener en cuenta la cantidad de escombros que frecuentemente se deposita en los vertederos, el autor ha adecuado la expresión existente en la bibliografía [119] para el cálculo de Qp, proponiendo entonces la siguiente:

(3.2)

T: Tiempo necesario para procesar la reserva de mineral, años.

Ca: Cantidad de escombros reciclable acumulados en los distintos vertederos, t.

Cf : Cantidad de escombros que se depositan anualmente en los vertederos, t/año.

b) Capacidad de Producción horaria Qh(t/h):

(3.3)

dta: Días de trabajo en el año, días/año.

tr : Turnos de trabajo diarios, turnos/días.

ht: Horas de trabajo por turnos, h/turnos.

2. Determinación de los grados de trituración.

3. Determinar el grosor máximo convencional después de cada etapa aislada.

4. Selección de trituradoras y Cribas. Balance de material.

5 – Seleccionar la criba según las siguientes condiciones:

3.4 Diseño del Esquema de Trituración y cálculo del consumo de energía.

La definición del esquema de trituración final se desarrolla mediante un sistema de trabajo conformado por distintas propuestas de diseño y la comparación de variantes.

Por su relación con los factores expresados anteriormente, es el consumo de energía uno de los argumentos más importante a valorar. La potencia total a consumir (NT) en una planta de trituración de escombros diseñada sobre la base del diagrama de flujo propuesto en la figura 3.2, es de:

NB: Potencia consumida por los transportadores de banda, kW.

NC: Potencia en la criba vibratoria, kW.

NE :Potencia en el electroimán, kW.

NTP: Potencia en la trituradora primaria, kW.

NTS: Potencia en la trituradora secundaria, kW.

La magnitud de NB depende de factores como la cantidad transportadores utilizados, longitud de cada uno y la proyección vertical de los mismos. Por lo tanto, para su determinación debe estar definido el Esquema de Trituración de la planta.

a) Esquema de Trituración. Determinación del número de transportadores.

Después de realizar, calcular y comparar distintas propuestas de diseño, se tomó como definitivo el Esquema de Trituración representado en la figura del anexo 1. El esquema está compuesto por dos conjuntos (apoyados en móviles 14 y 15) capaces de trabajar en forma de sistema, pudiendo ser utilizados de manera independiente en los casos requeridos. La secuencia del flujo de materiales, según la figura, es la siguiente: El material a triturar es vertido sobre el precribador de barras (1), el rechazo de este cae en la trituradora primaria (2) cuyo producto es movido, junto con el cernido del precribador y mediante el transportador (3), a la criba vibratoria de dos paños (6). El cernido de la criba es desplazado, mediante los transportadores (12) y (13), a las zonas de almacenamiento de los productos, mientras que el rechazo cae a la trituradora secundaria (7). El producto de esta última es volcado nuevamente a la criba (6) con la ayuda de los transportadores y canales de desvio (8), (9), (10) y (11). Sobre el transportador de banda (3) se coloca un electroimán (4) con el fin de eliminar las partículas magnéticas del material. El canal de desvio (5) tiene la doble función de depositar el cernido del precribador sobre el transportador (3) y de sacar del sistema (después de un giro a 90 grados) los posibles materiales contaminados con tierras.

La elección del sistema de plantas móviles está fundamentada en la cantidad de escombros existente en los vertederos y las valoraciones económicas y financieras desarrolladas en el capítulo 4. La definición de dos móviles se basa en la imposibilidad practica de montar todo el sistema en uno solo.

Concebida la idea y planteado el esquema preliminar, fue necesario deducir las expresiones matemáticas que permiten calcular la longitud y proyección vertical de cada uno de los transportadores. Para esta actividad se acotaron las distintas posiciones de los componentes del sistema, obteniéndose las expresiones matemáticas que a continuación se detallan

3.5 Algoritmo general para la automatización de los cálculos.

Para facilitar el trabajo de confección del software se organizó algorítmicamente la metodología anterior, contando dicho algoritmo con 48 pasos fundamentales, en los que se incluyen la entrada de datos y almacenamiento de los resultados.

3.6 Automatización de los cálculos.

Sobre la base del algoritmo planteado, el autor desarrolló en Microsoft Excel 2000 y en interacción con Visual Basic, la aplicación "Esquema de Planta". Sistema que permite seleccionar, desde distintas bases de datos, las trituradoras y cribas a usar, y mediante hojas de cálculo, determinar las longitudes y posiciones relativas de los distintos transportadores. Concluye las tareas con el cálculo de la potencia total y por equipos.

3.7 Resultado de la selección de equipos y de los cálculos de Potencia.

Cálculo de la productividad.

En la tabla 3.2 se muestran los resultados de aplicar en la expresión 3.3 distintos tiempos de eliminación de desechos (5, 8, 10, 12 y 15 años). Para ello se consideraron también los resultados del epígrafe 3.1.1, donde Ca= 161 900 m3 y Cf=7 000 m3/año.

Tabla 3.2. Productividad necesaria según tiempo estimado

Resultados de la aplicación del software.

Datos de Iniciales

Tamaño máximo del material: 400mm

Tamaño máximo de la partícula a retener en el primer tamiz de la criba vibratoria: 10mm

Tamaño máximo de la partícula a retener en el segundo tamiz: 500

Eficiencia del precribador: 0,7

Eficiencia de la criba: 0,83

Densidad del material a procesar: 1,252 t/m3

Productividad deseada: 16,6 T/h

Tipo de material: duro

Selección de equipos (trituradoras y Cribas)

Tabla 3.3 Parámetros fundamentales de los principales equipos seleccionados

De acuerdo a los datos anteriores la aplicación reporta distintos equipos para cada una de las etapas. La elección definitiva se muestra en la tabla 3.3. Para esta definición se ha tenido en cuenta los valores derivados de las siguientes etapas del software y los resultados del análisis económico y financiero desarrollado (metodología del capítulo 4).

Cálculo de la longitud y potencia en los transportadores

En tareas desarrolladas sobre hojas de cálculo del Excel y sobre la base de las dimensiones de los equipos seleccionados, así como de algunas de sus posiciones, se determinaron las longitudes y potencias necesarias para cada uno de los transportadores.

Concluido los cálculos, la aplicación muestra una ventana que representa una versión simplificada del esquema de trituración y los valores parciales y total de la potencia a instalar. Para esta situación, la potencia teórica total en el sistema es de 34,183 kW.

3.8. Conclusiones parciales

2. En la ciudad de Santa Clara se localizaron cinco vertederos con un estimado de 161 900 m3 de escombros reciclables. Además, se vierte unos 7 000 m3 por año, cantidades que garantizan, durante un periodo importante de tiempo, la materia prima par una planta de reciclaje de escombros de baja capacidad de producción.
3. Es el escombro de concreto el material que por sus propiedades físico-mecánicas requiere de las condiciones más severas de trabajo para el proceso de trituración y cribado. Esto, unido a las grandes cantidades disponibles del residuo (más 80 000 m3), constituyen los principales argumentos para su elección como "material básico" en los procesos de cálculo, selección y diseño del esquema de trituración.
4. Sobre la base de los resultados experimentales, los cálculos referidos a la selección de equipos y a un análisis económico y financiero, se tomó como definitiva la propuesta del Esquema de Trituración para la Planta para el Reciclaje de Escombros de la Ciudad de Santa Clara, la cual aparece representada en el anexo 7.
5. La metodología de cálculo desarrollada por el autor sobre la base del Esquema de Trituración permite realizar el balance de masa, completo y por etapas, del sistema de trituración de escombros, así como la selección adecuada de los principales equipos (criba y trituradoras), también permite el cálculo de las posiciones relativas entre los distintos transportadores, sus largos e inclinaciones requeridas. Determina la potencia teórica a consumir por los equipos y la total del sistema.
6. Los equipos adecuados para triturar los escombros de la ciudad de Santa Clara, de acuerdo a las condiciones expuestas de tamaño del producto inicial, granulometrías a obtener y productividad a desarrollar, son los presentados en la tabla 3.3.
7. La aplicación "Esquema-Planta", elaborada por el autor sobre la base de la metodología de cálculo propuesta permite, de forma abreviada, la selección de los principales equipos a utilizar y el cálculo de la potencia a consumir por cada uno, facilitando con ello el proceso de selección entre distintas variantes.

CAPÍTULO 4 "Análisis Económico y Financiero"

En este capítulo se determinó cuál es la producción de la planta y el precio del producto que garantizan la rentabilidad adecuada del proceso, desarrollando trabajo sobre la base de tres indicadores: VAN, TIR y TRI. Finalmente se hace un análisis de las externalidades del proceso.

4.1. Introducción al análisis económico y financiero

Una de las decisiones con grandes implicaciones tecnológicas y económicas es la determinación de la capacidad de producción de la planta. Esta magnitud está muy relacionada con una serie de factores como son: el tiempo requerido para eliminar la cantidad de escombros existentes en los vertederos, el monto de la inversión, los gastos de insumos y energía, costo del producto, etc. Es por ello que la decisión de la productividad adecuada debe estar avalada por la cantidad de escombros a triturar, el tiempo requerido para hacerlo y por un análisis económico y financiero que la defina en función de los costos y precios del producto.

Aunque autores como Rosa [122], Vega [138] y Carrillo [24], han aplicado métodos de evaluación de inversiones en procesos de beneficio de minerales, en la bibliografía consultada no se reportan análisis económicos y financieros aplicados a proyectos de plantas procesadoras de escombros.

4.3. Metodología para la evaluación del proyecto

Considerando la necesidad de una metodología adecuada al proceso de trituración de escombros, el autor, sobre la base de los trabajos desarrollados por Ulrich, Rosa y Carrillo diseña y aplica la secuencia de cálculo que a continuación se resume:

2. Cálculo del Costo de Inversión Fija: F
3. Cálculo del Costo de Producción: CP.
4. Cálculo del Ingreso Anual por Venta: "a".
5. Cálculo de la Inversión Total: "IT".
6. Determinación del VAN, la TIR y el TRI
7. Desarrollo del análisis de sensibilidad del VAN con el precio.

4.4 Aplicación de la metodología

Condiciones Generales.

Para desarrollar el procedimiento de cálculo se ha partido del Esquema de Trituración propuesto en el capítulo III y las siguientes consideraciones: Una capacidad de producción para los cálculos iniciales de 16,6 t/h; 15 años de vida útil para la planta y ningún valor residual de sus equipos al cabo de este tiempo; una tasa de interés de 12 %; desarrollándose las valoraciones en USD y considerando los gastos de salario a un tipo de cambio de 1$=1USD.

Todos los cálculos fueron operados mediante la herramienta "Análisis Económico", desarrollada por el autor en Microsoft Excel 2000.

Resultados de la aplicación.

1. Costo de Inversión Fija: IF=280 544USD

2. Costo Total Anual de Producción: CP=45 967 USD/año

3. Ingreso Anual por Venta: Iav=114 748 USD/año.Este se calculó sobre la base de un Precio de Venta por Unidad de 3,95 USD/t [77].

4. Inversión Total: .

5. Valores del VAN, la TIR y el TRI.

Con los Flujos de Caja obtenidos de los valores anteriores y usando las funciones implícitas en Microsoft Excel se determinaron los valores del VAN, la TIR y el TRI. Este último en forma gráfica. Los resultados de esta tarea son:

VAN=110 733 USD; TIR= 25%.; TRI=6 años

Los valores alcanzados en el VAN y la TIR son favorables, sin embargo, los 6 años reportados para el TRI es elevado, considerándose la necesidad de un nuevo análisis.

4.4.1. Análisis de nuevas variantes.

Para estos nuevos cálculos se han considerado otros niveles de producción, seleccionados sobre la base de los tiempos requeridos para eliminar la cantidad de escombros existentes(ver tabla 3.2).

1. Tabla 4.1. Resultados del análisis financiero
   Producción (t/año)	49 350	34 125	25 725	22 225
   Inversión Fija (USD)	385 554	308 999	260 811	238 901
   Costo de Producción (USD/año)	60 949	50 248	43 640	40 676
   Ingreso anual por Venta (USD/año)	194 933	134 794	101 614	87 789
   Inversión Total (USD)	428 393	343 332	289 790	265 446

   Para desarrollar esta operación se aplicó la Regla de los Seis Décimos, utilizándose como datos bases la Inversión correspondiente a la producción de 29 050 t/año. En la segunda fila de la tabla 4.1 se muestran los resultados de estos cálculos.

2. Cálculo de la Inversión Fija, IF.
3. Cálculo del Costo Total Anual de Producción: Ver tercera fila de la tabla 4.1.
4. Cálculo del Ingreso Anual por Venta: Ver cuarta fila de la tabla 4.1.
5. Cálculo de la Inversión Total: Ver quinta fila de la tabla 4.1.
6. Determinar los valores del VAN, la TIR y el TRI.

Tabla 4.2. VAN y la TIR según capacidad de producción

Después de obtener los Flujos de Caja y con ayuda del Excel se determinaron los valores del VAN, la TIR y el TRI para las distintas inversiones y sus correspondientes de Ingresos. En la tabla 4.2 se presentan los valores obtenidos en cada uno de estos indicadores.

Como se aprecia, con cada nivel de producción analizado y Precio de Venta de 3,95 USD/t, se alcanzan valores positivos y elevados del VAN, lo que implica la generación de beneficios económicos, criterio que se confirma con las magnitudes de la TIR.

La interpretación de estos datos arrojaron que el nivel de producción que garantiza una recuperación de la inversión más inmediata, 4 años, es el de 49 350 t/año, tiempo considerado por el autor como adecuado. Este resultado, junto con los del VAN y la TIR son los argumentos para definir dicha producción como adecuada para la Planta.

6. Análisis de sensibilidad del VAN con el precio.

Con vistas a completar los estudios financieros, se desarrollo de forma gráfica el análisis de sensibilidad del VAN con el precio. Para ello se tomó como datos bases la capacidad de producción de 49 350 t/año y el precio de venta de 3,95 USD/t. Los resultados de esta tarea arrojaron una posible disminución en el precio de venta de hasta un 37% (2,49 USD/t.).

5. Externalidades.

Entre las llamadas "consecuencias secundarias del proceso de reciclaje de escombros" hay dos que tienen un carácter económico: el ahorro en el consumo de combustible por una menor transportación y la recuperación de tierras fértiles ocupadas por los desechos. El estudio teórico relacionado con estos dos aspectos arrojaron los siguientes resultados:

Por cada kilómetro que deja de transitar un camión con índice de recorrido de "n km/l de Diesel", se ahorran (1/n) litros de combustible y se dejan de verter (2,648/n) kg de CO2 .

La valoración teórica de la posible producción de hortalizas, en las tierras fértiles a recuperar, demuestra que los resultados finales pueden variar en dependencia del producto a sembrar (en el trabajo original se muestra una tabla con valores de distintas producciones) pero que en todos los casos pueden contribuir con los planes establecidos para la alimentación de la población urbana.

4.6 Conclusiones parciales.

2. El valor positivo y elevado del VAN para una capacidad de producción de 29 050 t/año y un precio de venta de 3,95 USD/t (110 733) implica la rentabilidad del proceso de trituración la planta propuesta. Este resultado se confirma con el valor calculado de la TIR (25%), sin embargo, el elevado Tiempo de Recuperación de la Inversión reportado (6 años) se convierte en un importante argumento negativo.
3. Para los restantes niveles de producción analizados (49 350, 34 125, 25 725 y 22 225 t/año) y un precio de venta de 3,95 USD/t, se alcanzan valores positivos y elevados del VAN, lo que implica la generación de beneficios económicos, criterio que se confirma al obtenerse magnitudes de la TIR superiores al 12%. Estos resultados justifican inicialmente la elección de cualquiera de estas capacidades de producción para la planta de trituración, sin embargo, el nivel de producción que garantiza una recuperación de la inversión más inmediata, 4 años, es el de 49 350 t/año.
4. Los valores del VAN disminuyen al disminuir el precio de venta. Para una capacidad de producción de 49 350 t/año y un precio de venta base de 3,95 USD/t, esta disminución puede ser de hasta un 37%, resultado que se corresponde con un precio de venta de 2,49 USD/t.
5. Por cada kilómetro que deja de transitar un camión con escombros o material reciclado, con índice de recorrido de "n kilómetro/litro" de Diesel, se ahorra (1/n) litros de combustible y se deja de verter a la atmósfera 2,648/n kg de CO2, además de otros gases.

    

   CONCLUSIONES GENERALES

   1. Es factible, técnica y económicamente, reciclar los componentes pétreos de los Materiales de Desechos de la Construcción, lo que además, protege recursos naturales no renovables y favorece considerablemente el entorno ambiental de las ciudades
   2. En la ciudad de Santa Clara se localizaron cinco vertederos con cantidades importantes de Materiales de Desechos de la Construcción. Estos vertederos se encuentra ubicados en la parte suroeste de la ciudad, conteniendo más de 161 900 m3 de escombros reciclables. En ellos se vierten un promedio de 7 000 m3 de MDC al año. El conocimiento de estas cifras resultan imprescindibles para los cálculos de capacidad de producción de la planta de reciclaje propuesta.
   3. Con el procesamiento del escombro de concreto mediante trituradoras de Conos y de Rotor se lograron áridos reciclados (granulométricas de 10-5) con categoría de "conforme" atendiendo a los valores de distribución granulométrica y del % de partículas planas y alargadas.
   4. En la trituración de escombros de concretos y de albañilerías, a un tamaño de partícula de 10-5 mm, las trituradoras cónicas reportaron una mayor cantidad de material con el tamaño de grano necesario para la aplicación (granito). Igual resultado se reporta para la trituración de los escombros de concreto con fracción granulométrica de 5-1,15 mm.
   5. Atendiendo a los valores de distribución granulométrica y del % de partículas finas alcanzados en los experimentos se confirma la posibilidad de uso de los áridos obtenidos del concreto reciclado, fracción granulométrica 5-1,15mm. Los resultados de la distribución granulométrica en los escombros de albañilería (5-1,15mm) no se corresponden con los establecidos por la norma para los últimos dos tamices
   6. l bloque Tipo III elaborado con material reciclado, principalmente el construido con granito de cerámica roja, presenta una menor masa, menor Resistencia a la Compresión y mayor Porciento de Absorción de agua que el bloque tradicional del mismo tamaño. De acuerdo a los valores de estas propiedades, el bloque elaborado con granito de concreto reciclado puede ser clasificado con Grado A, según la NC 054-209:86, mientras que el de granito de cerámica roja puede ser clasificado con el Grado B.
   7. El Esquema de Trituración propuesto constituye la base para el diseño de un sistema de plantas móviles de reciclaje capaces de procesar los componentes pétreos de los MDC diseminados en la ciudad de Santa Clara, y de garantizar la calidad adecuada en el producto final, al propiciar la reducción del material desde un tamaño máximo de 400 mm hasta una fracción granulométrica de 10-5 mm. Otra contribución positiva del sistema, en la competitividad del material, es que posibilita la disminución de los costos de adquisición del producto por concepto de transportación, lo cual implica una disminución en la emisión de gases contaminantes.
   8. La metodología de cálculo desarrollada sobre la base del Esquema de Trituración diseñado en el presente trabajo y de su correspondiente Diagrama de Flujo, permite realizar el balance de masa completo y por etapas del sistema de trituración de escombros, así como la selección de los principales equipos (criba y trituradoras). También posibilita realizar el cálculo de las dimensiones principales y posiciones relativas entre los distintos transportadores. Proporciona, además, el cálculo de la potencia teórica a consumir por los equipos y la total del sistema.
   9. La definición de una capacidad de producción de 49 350 t/año para la planta de trituración y de un precio de venta de 3,95 USD/t, permiten desarrollar producciones competitivas, desde el punto de vista financiero, con los áridos tradicionales. Con esta capacidad de producción y precio de ventas se alcanzan magnitudes del VAN de 324 381 USD y de la TIR de un 35 %, recuperándose la inversión inicial en 4 años. Con esta capacidad de producción se pueden disminuir los precios de ventas hasta los 2, 49 USD/t (con VAN positivos), lo cual mejoraría la competitividad del árido a reciclar.
6. El hecho de eliminar los escombros depositados en determinadas superficies de tierras fértiles, posibilita la aplicación de estas en la producción de alimentos. Los rendimientos, por concepto de hortalizas a sembrar en las tierras a recuperar (ocupadas por vertederos) en la ciudad de Santa Clara, son muy variados (entre 20 188 y 80 752 kg de tomates, entre 20 188 y 26 244 kg de pepinos, etc) y pueden contribuir con los planes establecidos para la alimentación de la población urbana

RECOMENDACIONES.

1. Desarrollar estudios relacionadas con otras aplicaciones de los componentes pétreos de los escombros cubanos triturados.
2. Desarrollar la cuantificación de los escombros en otras ciudades del país con la finalidad de aplicar los resultados del presente trabajo.

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ANEXO 1

Datos del autor principal:

Nació en la ciudad de Santa Clara, provincia Villa Clara, Cuba, el 1 de agosto de 1954. En 1976 se gradúa como Diseñador de Dispositivos Especiales para Máquinas Herramientas y posteriormente, en 1980, como Licenciado en la Especialidad de Mecánica en el Instituto Pedagógico Félix Varela. En 1995 concluye la Maestría, versión Diseño Mecánico en la Universidad central de Las Villas y en el 2003 le es otorgada la categoría de Doctor en Ciencia Técnicas. Con una sólida formación como diseñador mecanico, labora como docente en el Departamento de Mecánica Aplicada y Dibujo, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.

Santa Clara, Cuba. Noviembre del 2007.

Autores:

DrC. Idalberto de la C. Mendoza Díaz

imendoza[arroba]uclv.edu.cu

DrC. Jorge L Moya Rodríguez

DrC. Sergio Betancourt Rodríguez.

Partes: 1, 2, 3