110 cañones de aire instalados en Votorantim Cimentos

[Cuiabá and Rio Branco do Sul, Brasil] — Uno de los fabricantes líderes de cemento, concreto y agregados ha especificado un total de 110 cañones de aire para facilitar el flujo del material en dos nuevas plantas que están a punto de ser finalizadas en Brasil.Votorantim Cimentos comenzó en las etapas iniciales de diseño del proyecto y mantuvo un intenso foco en el flujo eficiente del material, con ingenieros que investigaron cuidadosamente las últimas tecnologías para maximizar la eficiencia y reducir los gastos de mantenimiento. Los ejecutivos de la compañía anticiparon que lo cañones, equipados con válvulas de alta eficiencia prevendrían los bloqueos que detendrían la producción y minimizarían a la vez el consumo de aire.  
Las dos nuevas plantas forman parte de una inversión masiva de 2,000 millones de reales y se espera que entre las dos produzcan aproximadamente 8,500 toneladas de escoria por día cuando comiencen a funcionar antes de fin de año. Cuando los ingenieros de Votorantim diseñaron los procesos, deseaban tomar todas las medidas razonables para prevenir la acumulación en los contenedores y en los sistemas de almacenamiento. Los ingenieros se pusieron en contacto con Martin Engineering para realizar una auditoría de los dos procesos y se desarrolló un esfuerzo conjunto para determinar la solución óptima que incluyó el diseño del cañón de aire, la selección de la tobera y las ubicaciones específicas para mantener un alto rendimiento.

Operación del cañón de aire

“Los dos principales componentes de un cañón de aire son la válvula de gran caudal y el tanque de presión”, explicó el gerente de ventas nacionales de Martin Engineering, Rodrigo Trevenzolli.  “El dispositivo realiza el trabajo cuando el aire comprimido del tanque es liberado repentinamente por la válvula y dirigido a través de la tobera, la cual está estratégicamente posicionada en la torre, el conducto, el ciclón o en otra ubicación”. 

La red de cañones de aire se instala frecuentemente en una serie y se secuencia con precisión para obtener el máximo efecto. Además, puede ser programada o controlada por computadora para adaptarse mejor a las condiciones individuales del proceso y a las características del material. Las válvulas de acción rápida pueden liberar el volumen del tanque en menos de 300 ms, creando una fuerza de alta magnitud a la salida de la tobera la cual está instalada a través de la pared del contenedor o conducto. 

La descarga programada descompone las acumulaciones de material y libera los recorridos bloqueados, permitiendo que los sólidos y los gases reanuden el flujo normal sin la intervención del personal de mantenimiento. Para personalizar la instalación del cañón de aire y adaptarlo al entorno de servicio, se pueden obtener características específicas de chorro de aire mediante la manipulación de la presión operativa, el volumen del tanque, el diseño de la válvula y la forma de la tobera. 

Costo de propiedad

Uno de los principales motivos por los cuales los ejecutivos de Votorantim seleccionaron a Martin Engineering para el trabajo del cañón de aire fue el bajo costo operativo del equipo de la compañía. “En comparación con otras fuentes de energía, el aire comprimido es relativamente caro”, explicó Trevenzolli. “A medida que los costos de la energía continúan subiendo, también lo hace el valor de las tecnologías de cañón que pueden reducir el consumo de aire comprimido”.   

Los nuevos diseños de cañón de Martin Engineering optimizan el uso de aire comprimido mediante el empleo de avanzadas tecnologías de válvula, con válvulas más eficientes montadas en tanques más pequeños que son capaces de ofrecer fuerzas de descarga superiores a las válvulas menos eficientes montadas en los tanques más grandes.  El trabajo es realizado más eficazmente por la válvula de alta eficiencia y los ahorros en aire comprimido equivalen a la diferencia en los volúmenes del tanque. 

Como los tanques más grandes ofrecen una duración de chorro más larga del mayor volumen de aire descargado, se puede pensar que los tanques más grandes trabajan más. Trevenzolli explica la falacia: “En la realidad, la fuerza máxima se genera solo durante los primeros milisegundos después de la apertura de la válvula, de modo que en las aplicaciones que requieren una fuerza de salida alta para mover el material, la duración de la energía útil es extremadamente breve.  La descarga subsiguiente de aire comprimido se desperdicia.”

La nueva familia de válvulas de acción positiva de Martin Engineering produce casi el doble de salida de fuerza de chorro que la generación de la válvula presentada hace tan solo una década y utiliza la mitad del volumen de aire comprimido.  Si los dos diseños tuvieran la misma fuerza de descarga, la nueva válvula operaría aproximadamente a la mitad de la presión del diseño anterior. La válvula especialmente diseñada dispara solo en respuesta a un aumento de aire que permite que el solenoide de control se coloque a una distancia de hasta 200 pies (60 m) del tanque, para mantener los componentes claves lejos de los entornos de trabajo rigurosos y las condiciones de servicio difíciles. 

Después de estudiar los diseños de la planta y los posibles lugares de acumulación, los ingenieros de las dos compañías identificaron las ubicaciones óptimas para los cañones de aire. Los equipos de trabajo están colaborando en la instalación de 110 cañones de aire Martin^® Hurricane Supreme en las plantas que abarcan torres de precalentamiento, silos de aditivos y ciclones. Las unidades dispararán una potente descarga de aire comprimido en un patrón establecido para remover el material que se adhiere a las paredes de los contenedores y los conductos. En la planta de Cuiabá, se están instalando 56 cañones y 54 colocarán en Rio Branco. 

Las ventajas de especificar la nueva tecnología para las redes de cañones de aire incluyen menores costos de energía, mejor rendimiento del sistema y mayor tiempo de funcionamiento, con mayor disponibilidad de aire comprimido para otros procesos de la planta. Todo esto permite obtener mejores resultados y justifica el mayor gasto adicional al comienzo con un período de amortización que es ampliamente excedido por la vida útil prevista para el equipo. 

Votorantim Cimentos fue fundada en 1936 y actualmente suministra más de 40 productos fabricados en 50 plantas de producción situadas en todo Brasil.  Fuera de Brasil, VC posee seis fábricas y más de 150 unidades de concreto y agregado en América del Norte, a la vez que mantiene importantes inversiones en América del Sur, en Bolivia, Chile, Paraguay, Argentina, Uruguay y Perú.