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Causas y métodos de prevención del arqueo y la obstrucción en los silos de cemento

1. Introducción al fenómeno del arqueamiento y sus daños

En la actualidad, la industria cementera utiliza principalmente cemento a granel. Esto se debe a que el cemento a granel es más respetuoso con el medio ambiente y permite una medición precisa. La moderna silos de cemento hacen algo más que almacenar cemento. También desempeñan funciones de eliminación de polvo, formación de arcos de rotura y pesaje. Sin embargo, el arqueo en el interior de estos silos es un problema común y grave. Esta cuestión requiere una buena solución.

El arqueo se produce cuando el cemento forma un puente estable sobre la salida. Este puente impide que el cemento fluya hacia el exterior. Este bloqueo causa problemas importantes. En primer lugar, detiene el suministro de cemento a la estación de mezcla. Esto interrumpe la producción y aumenta el tiempo de inactividad. En segundo lugar, provoca una alimentación desigual del cemento. Esto perjudica directamente la precisión del proceso de pesaje y dosificación.

2. Razones para la formación de arcos

Varios factores actúan conjuntamente para provocar el arqueamiento.

En primer lugar, el cemento tiene cohesión interna y fricción interna. Estas fuerzas crean la resistencia al cizallamiento. Esta resistencia hace que el cemento actúe como un bloque sólido. Impide que las partículas se muevan libremente. Así, la fluidez del cemento se vuelve pobre.

En segundo lugar, la fricción externa entre el cemento y la pared del silo es importante. Una superficie rugosa de la pared aumenta esta fricción. Además, un ángulo de cono pequeño en la parte inferior empeora el problema. Más fricción hace que el arqueo sea más probable.

En tercer lugar, las condiciones del aire exterior afectan al cemento. Una humedad elevada hace que las partículas de cemento se peguen entre sí. Esto aumenta la cohesión y reduce la fluidez. En consecuencia, el cemento se vuelve más sólido y propenso al arqueamiento.

Por último, el tamaño de la salida es fundamental. Una salida pequeña reduce el canal de flujo para el cemento. Este canal más pequeño aumenta enormemente el riesgo de formar un arco estable.

3. Cómo prevenir el arqueo en los silos de cemento

Necesitamos un plan de sistema completo para evitar el arqueamiento. Este plan debe abarcar el diseño, la construcción y el funcionamiento diario del silo.

3.1 Utilizar la descarga lateral como método eficaz

Elegir un silo con descarga lateral es un diseño muy eficaz. Este diseño crea una pared vertical en el punto de descarga. Esta pared reduce la presión por encima de la salida y rompe el “pie de arco”. También podemos utilizar salidas múltiples o desplazadas. Añadir demasiadas salidas no es rentable y dificulta el funcionamiento.

3.2 Reducir la fricción interna

Debemos hacer la pared del silo muy lisa. Una pared lisa ayuda a que el cemento se deslice fácilmente. Las placas de acero constituyen la mejor superficie interior. Sin embargo, por razones de coste y transferencia de calor, la mayoría de los silos utilizan hormigón. Las paredes de hormigón son rugosas. Por eso, solemos revestir la tolva con placas de acero o con una piedra de fundición especial. También podemos pintar la pared con revestimientos lisos como la resina epoxi. Estos pasos reducen significativamente la fricción.

3.3 Controlar la entrada de humedad

El cemento absorbe fácilmente el agua. Cuanto más fino es el cemento, más agua absorbe. Cuando el cemento absorbe agua, sus partículas se hidratan. Esto hace que se peguen entre sí y fluyan mal. Entonces, el cemento forma pieles y arcos. Por lo tanto, debemos controlar estrictamente todas las fuentes de humedad.

En primer lugar, reducir el contenido de humedad en el propio cemento cuando entra en el silo.
En segundo lugar, evite que el agua de lluvia se filtre en el silo.
En tercer lugar, y muy importante, elimine la humedad del sistema del compresor de aire.

3.4 Secar el aire comprimido

Comprimir el aire reduce su volumen. Esto también reduce su capacidad para retener vapor de agua. Por lo tanto, la mayor parte de la humedad del aire se convierte en agua líquida durante la compresión. Si esta agua entra en el silo, causa grandes problemas. Debemos eliminar esta humedad en todas las etapas: compresión, almacenamiento, distribución y uso. El aire seco del sistema de aireación es esencial para evitar el arqueamiento.

Compresión de aire: El operario debe asegurarse de que los refrigeradores del compresor funcionan bien. Deben comprobar manualmente la temperatura del agua de salida con regularidad. Los tubos de los refrigeradores pueden agrietarse y tener fugas, por lo que debemos solucionar cualquier problema inmediatamente.
Almacenamiento de aire: El depósito receptor de aire acumula agua y aceite. El operador debe abrir regularmente la válvula de drenaje situada en la parte inferior para eliminar este líquido.
Distribución del aire: A medida que el aire se desplaza por las tuberías, se enfría más. Se condensa más agua en el interior de las tuberías. Por eso, necesitamos válvulas de drenaje en las tuberías y debemos utilizarlas a diario.
Uso del aire (defensa final): Utilizamos dos filtros antes de que el aire entre en el silo. El primero es un filtro de línea principal lleno de coque. El segundo es un filtro tipo tubo en cada ramal. El aire húmedo entra en este filtro y sus diminutos poros atrapan el agua. A continuación, el agua desciende hasta una válvula de drenaje. El operario debe vaciarla con regularidad. El aire seco va entonces al silo.

3.5 Aumentar el ángulo del cono

Hacemos la parte del cono más inclinada. El ángulo debe ser mayor que el ángulo de fricción del cemento contra la pared (unos 32°). Un ángulo más pronunciado, entre 55° y 65°, reduce la fricción. Pero, un cono más inclinado hace que el silo sea más alto o reduce su capacidad.