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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     inversión en la industria química considerando la
     fiabilidad de los equipos. Tesis en opción al grado de
     doctor en Ciencias Técnicas. Santa Clara.
     Cuba,1996.
123. Rosabal Vega J; Valles Matos M. Hidrodinámica y Separaciones
     Mecánicas. ENPES. Cuba, 1998
124. Sánchez Machado Raúl. Evaluación de proyectos. Curso para
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     1998.
125. Schulz, R. R.; Hendricks, Ch. F. Recycling of mansory
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126. Shirakov, V. Analisis experimental. Moscú
     1985
127. Shubin, S. y Pedré, C. , Diseño de
     Maquinaria Industrial, E. P. E. , La Habana, 1988.
128. Spivakovsky A. y Dyachkov, V. Conveyors and Related
     Equipment, MIR, Moscú, 1972.
129. Suárez F.J. Gestión de Reciclado y
     Reutilización de Materiales de Construcción.
     Segundo Simposio Internacional de Estructuras Geotecnia y
     Materiales de Construcción. UCLV. Cuba.1996.
130. Tecnología para la producción del
     bloque N° 10. Norma de fabrica "El Patio". S. Spiritus.
     Cuba, 1993.
131. Tenza Francisco J. La problemática de los
     residuos en el sector de la construcción.
     http://www.icce.es/articulo04.htm
     Actualizado el 23/12/2001
132. Topcu, I. B.; Günçan, N. F. Using waste
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133. Trituradora de Rotor. Catálogo, Planta
     Mecánica Santa Clara, 1996.
134. Ulrich, G.D. Diseño y economía de los
     procesos de la ingeniería química. Nueva
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135. Urcelay Gordobil C. Reciclado de escombros de
     demolición para la fabricación de cemento.
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     23/11/2002
136. Urcelay Gordobil C; San Jorge R. Situación
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137. Vanderley . M. J; Van A. Reciclagem de
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     Residuos Sólidos Urbanos. Sao Paulo Barsil.
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138. Vega, O.C. Ingeniería Económica.
     Instituto Frances del petroleo. Tomo I, II y III,
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139. Verniers, R. Port de Gennevilliers.
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140. Writgen. Reciclado en frío. El método,
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141. Yannas, S.; Waste concrete as aggregate for new
     concrete ACI Journal pag 373-376. USA. 2000

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