UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE PRODUCCIN Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

DISEO DE EQUIPOS DE TRANSPORTE DE MATERIALES DISEO DEL SISTEMA DE TRANSPORTE Y ALMACENAJE DE UNA PLANTA DE CAL HIDRATADA DOCENTE: ING. JAVIER OVIEDO CORNEJO ALUMNO: GUSTAVO CAPPA SALASCUI:20096065

AREQUIPA - 2015

PrefacioEste trabajo de diseo del sistema de transporte y almacenaje de una planta de cal hidratada sirve para poner en prctica todos los conocimientos adquiridos en las ctedras dictadas del curso de diseo de equipos de transporte de materiales por el Ing. Javier Oviedo Cornejo de la facultad de produccin y servicios en el rea de ingeniera mecnica de la Universidad Nacional de San Agustn de Arequipa. En este trabajo de diseo se har hincapi en los temas de diseo y seleccin de diferentes maquinas transportadoras de material a granel como son el elevador de cangilones, fajas transportadoras y tornillo sin fin. Tambin est provisto el diseo de el sistema de almacenamiento pudiendo ser silos , tolvas o conteiners, en la metodologa de clculo se usara apunte de clases , catlogos y manuales de seleccin entre otros apuntes de apoyo como son las estadsticas de procesamiento y exportacin de cal hidratada en el mercado peruano entre otros temas, dichos clculos y maquinas irn acompaados de sus respectivos planos y para finalizar se har conclusiones respecto a las capacidades y manejo del sistema en funcionamiento y mantenimiento de las mismas.

INDICE 1. DESARROLLO TEORICO DEL MATERIAL A TRANSPORTAR 1.1 DEFINICIN DE LA CAL HIDRATADA1.2 FORMAS DE OBTENCIN DE LA CAL HIDRATADA 1.3 USOS DE LA CAL HIDRATADA 1.4 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LA CAL HIDRATADA1.5 ESTADISTICAS DE PRODUCCIN DE LA CAL HIDRATADA EN EL PER1.6 PLIEGO DE CONDICIONES DEL PROYECTO 1.7 ESQUEMA DE PRODUCCIN DE LA CAL HIDRATADA2. ELAVORACIN DEL PROYECTO

1. DESARROLLO TEORICO DEL MATERIAL A TRANSPORTAREl diseo exitoso de una maquina transportadora a granel debe empezar con la apreciacin exacta de las caractersticas del material a transportar. Unas pocas caractersticas importantes para el manejo de materiales a granel requieren definicin.ngulo de reposo: es el ngulo que forma la superficie del montn normal, libremente constituido con la horizontal.ngulo de sobrecarga: es el ngulo de la superficie del material tomando el material en reposo relativo a la faja transportadora en movimiento. Este ngulo normalmente es de 5 a 15 menor que el ngulo de reposo, aunque en algunos materiales puede ser hasta 20 menos.Fluidez del material: se mide por su ngulo de reposo y sobrecarga y determina la seccin transversal del material cargado que puede llevarse en una faja de forma segura. tambin es un ndice del ngulo seguro de inclinacin de la faja transportadora. La fluidez se determina por caractersticas de los materiales, tales como tamao y forma de las partculas finas y los trozos, la rugosidad o suavidad de la superficie de las partculas, la proporcin fina y de trozos presentes y humedad contenida en el material.Debe darse tambin los datos referidos al peso especifico del material, su pulvurencia, humedad, adherencia, abrasividad, su accin qumica corrosiva y su temperatura. Estos materiales deben ser considerados apropiadamente, las caractersticas varan bajo distintas condiciones de manejo, humedad atmosfrica, poca, o periodos de almacenamiento largos. En algunos casos, la exactitud puede requerir que se realicen pruebas cuidadosas para establecer las caractersticas del material, bajo las condiciones requeridas.

TABLA #1

TABLA #2

TABLA #3

Seleccionando el cdigo del material segn CEMA:Cal hidratada = A35MXY Peso especifico promedio= ngulo de reposo= 42ngulo de inclinacin mxima= 221.1 DEFINICIN DE CAL HIDRATADA El hidrxido de calcio, dihidrxido de calcio o cal hidratada (otros sinnimos: hidrato de cal, cal apagada, cal muerta, cal area apagada, cal de construccin, cal qumica, cal fina, cal de albailera, flor de cal, cal Viena) con frmula Ca(OH)2, se obtiene, de manera natural, por hidratacin del xido de calcio (cal viva) en unos equipos denominados hidratadores.Tambin se puede obtener, como subproducto procedente de residuos clcicos de procesos de fabricacin de diversas sustancias, por precipitacin de la mezcla de una solucin de cloruro de calcio con una de hidrxido de sodio o haciendo reaccionar carburo de calcio con agua. En este ltimo caso, durante el proceso se libera acetileno, que se aprovecha para las lmparas o equipos de soldadura autgena, u oxicorte que funcionan con este gas.Si se calienta a 512 C, el hidrxido de calcio se descompone en xido de calcio y agua. La solucin de hidrxido de calcio en agua es una base fuerte que reacciona violentamente con cidos y ataca varios metales. Se enturbia en presencia de dixido de carbono por la precipitacin de carbonato de calcio.Es un cristal incoloro o polvo blanco, obtenido al reaccionar xido de calcio con agua. Puede tambin precipitarse mezclando una solucin de cloruro de calcio con una de hidrxido de sodio.

1.2 FORMAS DE OBTENCIN DE LA CAL HIDRATADAEl xido de calcio (CaO) obtenido en la calcinacin de la caliza reacciona inmediatamente con el agua, transformndose en hidrxido de calcio (Ca(OH)2). Este fenmeno se conoce como hidratacin o apagado de la cal viva (CaO).En el apagado se libera una gran cantidad de calor segn la siguiente reaccin:CaO + H2O Ca(OH)2 + calorEl apagado de la cal viva puede hacerse de tres formas:Apagado con poca agua: se llama hidratacin seca y se hace con la cantidad estequiomtrica de agua. El producto obtenido es un polvo seco.Apagado con una cantidad media de agua: se hace con una inmersin o inundacin de la cal con el agua. El producto resultante es una pasta de cal.4Apagado con abundante agua: Se obtiene la suspensin o lechada de cal.El hidrxido de calcio ocupa un volumen, aproximadamente, un 20 % mayor que el correspondiente al xido de calcio original, por lo que se produce un efecto expansivo, de tal modo que un terrn de cal viva se transforma en cal hidratada pulverulenta o en una pasta ms o menos consistente de acuerdo con la cantidad de agua utilizada para el apagado.Los procesos modernos de fabricacin industrial de la cal apagada consiguen el apagado total de la cal viva.Como informacin adicional, el hidrxido de calcio absorbe el dixido de carbono del aire (recarbonatacin) para formar carbonato de calcio (que es un material comn en la naturaleza), cerrndose as el denominado Ciclo de la Cal.

1.3 USOS DE LA CAL HIDRATADALa cal hidratada se emplea en:* Industria:Metalrgica: En la produccin de magnesio se pueden utilizar dos tipos de procesos de fabricacin: proceso electroltico o proceso de reduccin trmica, en el proceso electroltico se utiliza cal hidratada.Qumica: En mezclas de pesticidas; en el proceso para la neutralizacin de cido sobrante, en la industria petrolera; en la manufactura de aditivos para el petrleo crudo; en la industria petroqumica para la manufactura de aceite slido; en la manufactura de estereato de calcio; como rellenante y como materia prima para la obtencin de carbonato de calcio precipitado (CCP PCC).Industrias alimentarias:- Industria azucarera (en concreto en el azcar de caa)- Ostricultura- Piscicultura- Industria lctea- Fabricacin de colas y gelatinasConservacin de frutas y verduras: Para la eliminacin del exceso de CO2 en las cmaras de atmsfera controlada (AC) para la conservacin de frutas y verduras (tambin flores)Tratamiento del trigo y del maz: Componente para la nixtamalizacin del maz para producir tortillas.Fabricacin de la sal: Para librar una salmuera de carbonatos de calcio y magnesio en la manufactura de sal de mesa.Para el procesamiento de agua para bebdas alcohlicas y carbonatadas- Farmacopea- Cosmtica- Industria papelera- Manufactura de discos de freno- Manufactura de ebonita- Material odontolgico y dental: Material de tratamiento de los conductos radiculares Endodoncia proteccin pulpar directa o indirecta en caso de restauraciones coronarias dentales.* Construccin- Infraestructuras: En estabilizacin de suelos para mejorar las propiedades de los suelos arcillosos y en mezclas bituminosas en caliente para aumentar su durabilidad.- Edificacin: En morteros de cal, encalados, pinturas (para la preparacin de mezclas secas para pintura y decoracin, y como pintura para muchas canchas de deportes como el ftbol y el tenis), estucos y prefabricados de cal (piedra artificial de cal y bloques de tierra comprimida).* Proteccin ambientalTratamiento de aguas potables (potabilizacin): Se emplea para ablandar, purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y eliminar la slice y otras impurezas con el fin de mejorar la calidad del agua que consumen las personas.Tratamiento de aguas residuales: La cal se utiliza, de manera muy habitual, en los tratamientos convencionales qumicos de aguas residuales industriales, bsicamente, de carcter inorgnico.La cal es un lcali fcilmente disponible, que es utilizado ampliamente en el tratamiento o lnea de lodos en las plantas de depuracin de aguas residuales urbanas o en aguas industriales de carcter orgnico.

Remineralizacin de agua desalinizada: La adicin de cal permite realizar un acondicionamiento del agua desalinizada que puede ir desde un ajuste de pH y reduccin de la agresividad, hasta la remineralizacin de las aguas por el aporte de calcio. La cal es imprescindible para el tratamiento final de las aguas procedentes de la desalinizacin del agua del mar puesto que aporta uno de los compuestos nutricionales bsicos - el calcio - y es necesaria para el mantenimiento del equilibrio cal-carbnico, con el fin de evitar incrustaciones o corrosiones.Depuracin de gases: La cal, dependiendo del proceso, es el desulfurante ms rentable y natural que elimina el anhdrido sulfuroso y otros gases cidos (HCl, HF y NOx) de los humos industriales de incineradoras de residuos slidos urbanos, de centrales trmicas y de la industria en general. La cal tambin se emplea para eliminar los compuestos orgnicos persistentes (COP) como son dioxinas y furanos, y metales pesados de incineradoras municipales e industriales.Tratamiento de residuos: La cal se emplea, adems de como integrante de diversos tratamientos qumicos, como agente para prevenir los malos olores y la contaminacin de las aguas por la lixiviacin.Tratamiento de suelos contaminados: Las tcnicas empleadas en el tratamiento de suelos contaminados se agrupan de la manera siguiente:FisicoqumicosEstabilizacin - solidificacinBiolgicosTrmicosEn el tratamiento mtodo fsico-qumico (que constituye un proceso de transformacin del residuo mediante la adicin de una serie de compuestos qumicos para alcanzar el objetivo deseado), la cal se utiliza en las tcnicas de neutralizacin, precipitacin y decloracin. Con respecto a la tcnica de estabilizacin / solidificacin (cuyo principal objetivo es reducir la movilidad y solubilidad de contaminantes presentes en el suelo, disminuyendo su toxicidad y eliminando su lixiviacin), existe una variante denominada Solidificacin con cal y materiales puzolnicos.

*AgriculturaLos usos en la agricultura son:Enmienda: Se utiliza para mejorar las caractersticas de los suelos agrcolas: acidez, porosidad y actividad biolgica del suelo.Fertilizante: Aporta el calcio que es un nutriente para las plantas.Compost: Se emplea en la obtencin de compost a partir de residuos agrarios, agroindustriales y urbanos.Biocida: Se puede utilizar como biocida cuyo fin es destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la accin o ejercer el control de otro tipo, sobre cualquier organismo nocivo por medios qumicos o biolgicos.Alimentacin animal: La cal se utiliza como reactivo, por su alta velocidad de reaccin, para la elaboracin de jabones clcicos destinados a la fabricacin de aditivos y derivados de pienso animal.Adems, la cal se utiliza en suelos cidos (subiendo su pH y aportando calcio como nutriente), modificando la composicin de las praderas, permitiendo que se desarrollen especies leguminosas que presentan mejor digestibilidad para el ganado y mayor contenido proteico. Esta operacin en suelos cidos permitir que en su composicin florstica aparezcan una serie de especies, entre ellas las alfalfa, reconocida por la mayor parte de los ganaderos como la reina de las forrajeras.1.4 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LA CAL HIDRATADA

1.5 ESTADISTICAS DE PRODUCCIN DE CAL HIDRATADA EN EL PER

aproximadamente segn estos datos estadsticos la produccin de cal hidratada en el Per es aproximadamente el 50% de la produccin de cal tomaremos de referencia el ao 2000 con 32 450 TM de cal, lo cual nos dara un promedio de 16225 TM de cal producidos en el Per habiendo solo 2 empresas productoras de cal hidratada en el Per asumimos que la reparticin de produccin es casi igual lo cual nos dara una produccin anual para nuestra empresa de 8112.5 TM en este ao, asumiendo que la empresa produce 10 meses y para 2 para los mantenimientos respectivos nos dara una produccin mensual de 811.3 TM, por da produciendo en 2 turnos 405.6 TM/da y por hora nos dara un equivalente a 25.35 TM/Hr.Lo cual nos daria un acopio en 2 lineas de produccin de 13 TM/HrAcopio = 13 TM/Hr * 2

1.6 PLIEGO DE CONDICIONES DEL PROYECTO1.6.1 Objeto del proyecto.El presente Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares constituye el conjunto de instrucciones, normas y especificaciones que junto a lo indicado en los planos del Proyecto definen los requisitos tcnicos y econmicos que son objeto del Proyecto de diseo del sistema de transporte y almacenaje de una planta de cal hidratada .Este proyecto de diseo de transporte y almacenaje de la planta de cal hidratada se justifica mediante la ampliacin de 2 lneas de produccin debido a la creciente demanda de este tipo de material.Los trabajos efectuados sern netamente de diseo y seleccin de equipos para el transporte de cal hidratada para el abastecimiento de mercado interno, se seleccionaran elevadores de cangilones , tornillos sin fin ,fajas transportadoras y los silos de almacenamiento.Sern 2 lneas de produccin la cual incluir dos tornillos sin fin, 2 fajas transportadoras , 2 elevadores de cangilones , 4 silos de capacidad de 300 TM cada uno, debido a que el producto sale cada 2 das de la planta , se utilizaran tuberas de resbalamiento para transportar la cal de el elevador de cangilones a el silo. Se usaran motores de corriente trifsica para mover dichas maquinas, se usara tambin reductores de velocidad recomendados en catlogos y por ltimo se har una pequea estimacin del mantenimiento que se le debe efectuar al sistema de transporte. 1.6.2 Condiciones y normas de carcter general.

Las normas y condiciones deben ser las que prioriza el estado acerca del manejo de materiales a granel, salud medio ambiente y energa.Artculo 125.El Plan de Emergencia Interior deber contener previsiones para la cobertura de las emergencias que puedan originarse por cualquiera de las mercancas peligrosas que sean objeto de manipulacin, transporte interno o almacenamiento en los puertos, con especial referencia a las derivadas de los riesgos a que se alude en el artculo 123, a), que se inicien, tanto en los buques atracados, fondeados o en movimiento, dentro de la zona portuaria como en las instalaciones del puerto, almacenes, vehculos y otras mercancas depositadas en los muelles.

Artculo 38. El manejo de los desechos peligrosos debe llevarse a cabo en las condiciones sanitarias y de seguridad establecidas en la reglamentacin tcnica, de forma tal que se garantice la prevencin y el control de los riesgos a la salud y al ambiente. Artculo 42.El traslado de los desechos peligrosos debe realizarse en unidades de transporte que garanticen condiciones seguras, tanto si se trata de desechos envasados, a granel, en tanques cisternas, de conformidad con las disposiciones establecidas en las leyes y reglamentacin tcnica que regula la materia. Artculo 65. Las personas naturales o jurdicas, pblicas o privadas que pretendan realizar actividades de uso, manejo o generacin de sustancias, materiales y desechos peligrosos deben inscribirse, antes del inicio de sus actividades, en el Registro de Actividades Susceptibles de Degradar el Ambiente llevado por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales. Cuando se trate de sustancias, materiales o desechos radiactivos y equipos generadores de radiaciones ionizantes deben inscribirse en los registros de los Ministerios de Energa y Minas o de Salud y Desarrollo Social, segn sea el caso. 1.6.3 Condiciones Particulares dentro de estas condiciones se establecen las siguientesrespecto a la energa utilizada: la energa utilizada para el transporte ser de 380 Voltios trifsico con una frecuencia de red de 60 Hz , la sub-estacin de la planta debe localizarse cerca del sistema de transporte las conexiones de los transformadores llegan alimentadas desde la lnea directa de SEAL.respecto al manejo de material: el material transportado es hidrxido de calcio , es muy polvoriento por ello las maquinas a usar para su transporte requieren carcasa para que no contamine el medio ambiente y no se pierda material, las personas encargadas de hacer el mantenimiento de los equipos debern estar con equipos de mascara y trajes especiales.respecto a el espacio en la planta: el espacio de que dispone la planta para los equipos de transporte es de 6000 metros cuadrados 200m x 30m de ancho permitido para usarse.respecto a los costos de la empresa: en el directorio se aprob dar un presupuesto no superior de $ 1,000,000.00 .

1.7 ESQUEMA DE LA PRODUCCIN DE CAL HIDRATADA