ANALISIS GERENCIAL PARA LA MEJORA DEL SISTEMA DE QUEMA EN LAS EMPRESAS ARCILLERAS DE CÚCUTA
En el año 2008 el ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial en pro de trabajar con un modelo de desarrollo sostenible, emite la resolución (909) que especifica los niveles máximos de emisiones admisibles de material particulado a la atmósfera para las industrias del sector arcillero entre otras, esto por supuesto trae beneficios para la población pero genera un gran problema y es el de buscar soluciones que permitan lograr la disminución de material particulado en el aire y a su vez que éstas sean accesibles para las empresas, de cualquier manera sea cual sea el método requerirá una inversión que necesita un estudio previo para de esta manera lograr una decisión acertada.
El problema de contaminación realmente afecta a la comunidad en general, entendiendo como comunidad, los gerentes, administrativos, operarios de plantas del sector arcillero, y poblaciones que se ven afectadas directamente con el material particulado emitido por los hornos, es por ello que el tema del control de la contaminación industrial es un tema que cada vez tiene más eco a nivel de gerencia, lo que a su vez logra que sea más notoria la necesidad de implementar métodos de producción más limpios que permitan establecer relaciones mutuamente beneficiosas entre las industrias y el medio ambiente.
El encontrar una solución, para el problema de las emisiones atmosféricas generadas por las empresas del sector arcillero, traería mejoras en la calidad de vida de la comunidad, ya que disminuirían los efectos provocados por la contaminación, al igual que permitiría que las empresas continúen en funcionamiento manteniendo de esta manera el empleo de cientos de personas, ya que la norma es muy clara y las empresas que no cumplan con los requisitos expresados en la resolución serian cerradas.
Por lo anteriormente expuesto el presente paper analizará algunos de los mecanismos existentes que permiten optimizar el proceso de quema en el sector arcillero, basados en los módulos de innovación y tecnología, y economía para la toma de decisiones gerenciales vistos en el desarrollo de la especialización en alta gerencia, esto con el fin de evaluar los mecanismos que permitan alcanzar una disminución en el porcentaje de material particulado lanzado a la atmósfera por las chimeneas de los hornos.
MÉTODO
El diseño de la investigación utilizado en este paper es el método analítico, en el cual se distinguen los elementos de un fenómeno (mitigación de emisiones atmosféricas de material particulado en el sector arcillero) y además, se procede a revisar ordenadamente cada uno de ellos por separado. Este método parte del análisis de tres alternativas para lograr la optimización del proceso de quema en el sector cerámico estudiándolas y examinándolas por separado, para ver, las ventajas que proporciona cada una de ellas.
El análisis de las tres alternativas de mejora se realiza a partir de la relación que existe entre ellas, y la optimización con el proceso de quema en este sector, lo anteriormente expuesto da como resultado una síntesis de la alternativa que más se ajuste a las necesidades y recursos de las empresas arcilleras.
La información requerida para lograr el desarrollo del presente paper, ha sido obtenida por medio de la entrevista con el Ingeniero Santos Omar, funcionario de la Corporación Autónoma Regional de Norte de Santander (CORPONOR), además de las memorias del congreso "Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras Artesanales de América Latina -EELA" realizado en Bogotá en Octubre de 2011 e información suministrada por el Centro de Investigación de Materiales Cerámicos (CIMAC), la empresa Metalúrgica de Santander y algunas investigaciones previas encontradas a través de la internet.
RESULTADOS
La actividad ladrillera en el área metropolitana de Cúcuta, se desarrolla de manera artesanal, lo que indica que se tienen unos sistemas de quema obsoletos que generan altos niveles de material particulado a la atmósfera; la cocción de los materiales se realiza mediante hornos tipo fuego dormido, por esto se puede dar la categorización de artesanales a las empresas del área metropolitana de Cúcuta, haciendo referencia a un sistema de producción de material cerámico sin el uso de tecnología en el proceso de transformación, definiendo transformación como la etapa del proceso dedicada a cocer el material cerámico.
En la siguiente tabla se muestra el nivel tecnológico de las empresas arcilleras en el área metropolitana de Cúcuta.
Tabla 1. Nivel tecnológico de las empresas arcilleras del área metropolitana de Cúcuta
TIPOS DE HORNO EMPLEADO EN EL PROCESO DE COCCIÓN ÁREA METROPOLITANA DE CÚCUTA ( %)
Horno colmena 77
Horno Hoffman 9
Horno Túnel 4
Horno fuego tirado 4
Horno de rodillos 2
Horno continuo de cámaras 2
Otros 2
TOTAL 100%
Fuente: CIMAC - UFPS
En cuanto a la normatividad en la que el presente paper se basa para el análisis presentado en la discusión, se encuentra en la Resolución 909 del 2008 en donde se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas, tal como se describe en la tabla No. 2 del artículo 4° de dicha norma.
En vista de lo anterior se realiza un análisis en pro de las alternativas de mejoras para las empresas ladrilleras del área metropolitana de Cúcuta, las cuales a pesar de contar con algún grado de tecnificación, principalmente en la cocción de los materiales cerámicos que producen, tienen altos niveles de incumplimiento ambiental y baja tecnología generando problemas a la comunidad, así como a la productividad y rentabilidad de la organización. Para ello es necesario mencionar las alternativas existentes y desde allí desprender el desarrollo del análisis objetivo del presente paper.
Tabla 3. Alternativas de mejoras para las empresas Ladrilleras
TIPO
ALTERNATIVA HORNOS CONTINUOS SISTEMAS CORRECTORES INYECTORES
Hornos de rodillos Filtros Carbojet
Hornos túnel Colectores Eductores
Una vez expuestas las alternativas existentes, el análisis se basara en tres de ellas, con el fin de mostrar las características y ventajas que cada una proporciona tanto a nivel gerencial y ambiental, siendo estas tres las de mayor aplicabilidad en la región teniendo en cuenta los costos de inversión en el cambio de tecnología.
HORNO TUNEL
Este horno túnel es fabricado con revestimiento interno de ladrillo aislante y fibra cerámica principalmente. Utiliza como combustible diesel, ACPM, o gas natural. Este equipo es fabricado en paneles, es desarmable, es decir que se lo puede transportar a otro lugar según conveniencias.
Fuente: http://www.hornosceramicaecuador.com/hornos-de-rodillos.html
Los gases transportadores del calor entre las sucesivas secciones van desde atrás y hacia delante es decir, en contracorriente como se muestra en la imagen.
Fuente: http://www.hornosceramicaecuador.com/hornos-de-rodillos.html
En el área metropolitana de Cúcuta existen en funcionamiento dos hornos de este tipo, uno en la empresa Merkagres de Colombia y otro en Cerámica Andina; en donde utilizan como combustible ACPM. Por otra parte en el tejar los Vados se está dando inicio a la fabricación de 2 hornos túnel.
El horno Túnel es especialmente recomendado para la quema de materiales cerámicos de mayor peso y volumen como son los ladrillos, pisos, etc. Este tipo de horno alcanza una temperatura máxima de 1150ºC. y su implementación puede llegar a tener un costo aproximado de $1.500 millones de pesos.
HORNO RODILLO
El horno rodillo es un tipo de horno continuo que proporciona piezas con color uniforme, brillo y tamaño homogéneo, esto es muy difícil de conseguir en hornos túnel o en hornos estacionarios, su implementación esta alrededor de los $5.000 millones de pesos.
El horno de rodillos es diseñado para quemas continuas, sin embargo, en caso de apagarlo, al volverlo a encender, la recuperación de calor es completamente rápida, lográndose la temperatura de trabajo, y consecuentemente empezar a cargar producto en tiempos mínimos de 60 a 90 minutos. La temperatura máxima alcanzada en un horno rodillos es de 1200 ºC.
El control de la temperatura en los Hornos de rodillos es automático, mediante sensores y tableros de control electrónicos. Es fabricado con materiales refractarios aislantes de última tecnología, dando como resultado: mínimos consumos energéticos y de mantenimiento. El calentamiento puede ser a gas, diesel, o electricidad.
Fuente: http://www.hornosceramicaecuador.com/hornos-de-rodillos.html
Este tipo de horno es manejado por Cerámica Andina para la producción de tabletas, y Cerámica Italia para tabletas esmaltadas.
EDUCTORES
El Eductor, está diseñado bajo el principio del balance estequiométrico de la reacción química del proceso de combustión, el cual relaciona perfectamente con el combustible (carbón), más el Oxigeno (aire) buscando garantizar la menor cantidad posible de material particulado.
El Eductor cuenta a su vez con el Software Maxtermo el cual permitirá programar fácilmente las curvas de cocción para que el Eductor las realice automáticamente enviando señales a los variadores electrónicos de velocidades (Ventilador y tornillo sin fin), de esta forma permitirá ir realizando y a su vez controlando en tiempo real las curvas de temperatura según lo requiera su proceso de cocción permitiendo acelerar, frenar o realizar mesas de temperatura según los requerimientos de sus productos.
Fuente: Metalúrgica de Santander
Los sacos del horno deben ser modificados con la implementación de los Eductores, con esta modificación se logra un incremento en el área útil de carga del horno de aproximadamente 56 %, esto debido a la transición de tener de 10 a 12 sacos y pasar a solo 4 sacos de 1 m2 de área aproximadamente por cada eductor. La implementación del sistema completo para quema automática tiene un costo de $90 millones
Fuente: Metalúrgica de Santander
El consumo de carbón del eductor comparado con un Stoker es de aproximadamente 18% menos. Además es un equipo de bajo costo de mantenimiento y de trabajo limpio.
Fuente: Metalúrgica de Santander
DISCUSION
En la discusión de este paper se concluye como el fomento del fortalecimiento de capacidades empresariales son de vital importancia para ser incluidos en la organización de la cadena de valor, pues es la promoción de tecnologías y procesos energéticos más eficientes lo que hace empresas sostenibles en el entorno empresarial. Es por ello que el estudio del modelo de intervención de la tecnología de horno apropiada es vital para divisar en prospectiva con las necesidades del medio y por ende las exigencias de la comunidad y las leyes, como las empresas constantemente deben darse un enfoque hacia la mejora con el fin de lograr la optimización de los recursos y lograr mantener así una relación constante de producir más con menos generando como resultado una economía no solo eficaz sino también eficiente.
Por lo tanto, la búsqueda de la implementación de las nuevas tecnologías que permitan cumplir con los requerimientos legales y que a su vez dé la oportunidad de obtener un mejor desarrollo económico, es necesario que en la organización se tenga en cuenta el análisis, la mejora de la calidad del producto, el aumento y flexibilización de la producción, frente a un mercado cambiante.
Para la selección del horno adecuado de acuerdo a las condiciones requeridas del proceso se debe tener en cuenta la mejora del rendimiento de los hornos, la limitación de emisiones de CO, la eficiencia energética, la relación costo beneficio, las emisiones de material particulado, la temperatura y las condiciones que proporciona al producto final, por lo que es conveniente diseñar un sistema que realice el proceso de cocción con un balance estequiométrico que permita realizar curvas adecuadas.
Después de realizar no solo el análisis de las ventajas físicas que proporciona cada una de las alternativas mencionadas en el desarrollo del paper, sino también las ventajas económicas que este proporciona a la organización, se llegó a la conclusión que el horno túnel es el equipo ideal para la cerámica industrial que produzca a gran escala, productos de calidad, con temperaturas y coloración homogénea. Además éste tipo de horno tiene mínimos consumos energéticos y de mantenimiento. Es operado con dos personas solamente por lo tanto el costo de mano de obra de operación es muy bajo. Por otra parte proporciona diferentes alternativas en el uso de combustible.
El horno rodillo da una coloración homogénea, brinda una quema rápida, limita la cocción de los productos , pues en él solo se pueden quemar tabletas debido al diseño del horno, pero el rubro de inversión es muy alto, a diferencia del eductor, siendo que éste posee una cámara de mezcla estequiométrica en donde por medio de corrientes totalmente independientes se mezcla el combustible (carbón) con el oxígeno (aire) garantizando que en el momento en que esta mezcla abandone el equipo se realice eficientemente el proceso de combustión consumiéndose en su totalidad el carbón con la cantidad de aire necesaria para esto, el eductor durante las pruebas isocineticas según información proporcionada por metalúrgica de Santander; registró 45.7 mg/m3, cuando la norma para hornos antiguos es de 250 y para hornos nuevos es de 50
Tomando información proporcionada por metalúrgica de Santander se pudo realizar el siguiente análisis, la quema con eductores genera un ahorro de 5 toneladas de carbón, lo que en pesos seria 5 ton/quema*$ 80.000= $ 400.000; $ 14.400.000 anuales de ahorro por disminución en el consumo de carbón, por otra parte está claro que si aumentamos un 56 % un área útil del horno, como se muestra claramente en el desarrollo del paper, se puede decir que se aumenta en promedio un 15 % la cantidad de material adicional cargado al horno lo que en pesos significaría tomando como referencia para un horno de 25.000 bloques, adicional a la carga normal del horno tendrían 5.000 unidades a razón de $ 400 x bloque daría $ 2.000.000 de pesos más por cargue de horno, si se realizan 3 quemas en el mes x 2.000.000= 6.000.000 y 6.000.000 x 12 meses = $ 72.000.000 anuales por horno por venta adicional.
Es decir, que desde el punto de vista de cumplimiento de la norma, rendimiento económico, capital de inversión y de aumento de producción para las ladrilleras cuya producción no es a gran escala, la alternativa más favorable sería la aplicada con los eductores tal como se aprecia claramente en la siguiente gráfica, donde se ilustra cómo se alcanzaría un aumento de los rendimientos económicos en $ 86.400.000 (ochenta y seis millones cuatrocientos mil pesos ) gracias a los ahorros logrados en el combustible usado para la quema y el incremento de la producción gracias al ahorro de espacio dentro de los hornos.
Sumado a lo anteriormente expuesto es importante tener en cuenta que el sistema completo para quema automática es la alternativa con menor capital de inversión (90.000.000 de pesos) necesario para su aplicación lo que generaría un costo beneficio importante para la organización.
