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Los materiales en el proceso de fundición

Los materiales en el proceso de fundición

Sobre todo porque estos materiales se consiguen localmente, que, por otro lado, es un gran aporte a la sostenibilidad del planeta. El otro aspecto que contribuye a la popularidad del concreto, también asociado con los componentes del mismo, es la manera en que sus componentes participan en el proceso de fundición

Podemos resumir que el concreto es una mezcla de dos componentes: el pegamento y los agregados. Este pegamento, comúnmente llamado pasta, está compuesto de cemento hidráulico, agua, aire y aditivos químicos y es el responsable de unir a los agregados como arena, grava o piedra triturada, para formar una masa semejante a una roca, ya que la pasta endurece con el tiempo debido a la reacción química entre el cemento y el agua. La palabra clave acá es “tiempo”, porque este puede variar según las demandas de cada proyecto. Este aspecto influye enormemente en la ya mencionada popularidad del concreto: el tiempo de endurecimiento se puede manejar de acuerdo a las necesidades de cada obra y al proceso de fundiciónque se utilice. En esto tienen que ver obviamente los componentes del concreto, pero, es muy importante la manera en que estos se combinan. 

Los componentes del concreto

Esta combinación de los componentes del concreto, tiene una influencia enorme en el desempeño del mismo en sus dos estados, el estado líquido o fresco, y el sólido o endurecido. Tiene que ver con las características propias de cada componente y con la cantidad en que estos están presentes en la mezcla de concreto. La cantidad de cemento, por ejemplo, casi siempre se asocia con la mayor o menor resistencia y durabilidad del concreto, aunque no siempre es cierto que a mayor cantidad de cemento se garantice una mayor durabilidad. También el efecto que tienen, tanto la calidad, como la combinación de tamaños de los agregados, es vital para la obtención de un buen concreto. No podemos olvidar que un pequeño cambio en la cantidad de agua en la mezcla puede transformar el desempeño de un concreto en sus dos estados. Debemos tomar en cuenta, finalmente, que hoy en día existen aditivos químicos de última tecnología que nos pueden ayudar a mejorar cada una de las propiedades del concreto, según las necesidades del proyecto.

Parece una tarea sencilla, pero no lo es, se requiere de amplio conocimiento y experiencia para que el concreto a colocar sea el indicado para lograr un proceso de fundición libre de problemas en el proyecto, garantizando al mismo tiempo el desempeño adecuado de la estructura durante su vida útil. 

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Plinio Estuardo Herrera

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El 1er. SEM aplicado a la investigación de materiales de construcción en la Región

El 1er. SEM aplicado a la investigación de materiales de construcción en la Región

 En aras de mantener al laboratorio del CENTRO TECNOLOGICO de Cementos PROGRESO, a la vanguardia de la tecnología, contamos con el más moderno equipo de microscopía electrónica de Barrido con capacidad de lograr hasta 300K aumentos, cuenta con detectores de energía dispersa (EDS) para análisis elemental con capacidad de detectar elementos desde el carbón en adelante, especialmente para materiales de construcción, metalurgia, mineralogía, ciencias médicas, semiconductores y superconductores, a escala nano-métrica, y con un detector de difracción electrónica dispersa (EBSD) para el análisis minieralógicode material cristalino en muestras compuestas.  Con este equipo somos capaces de adentrarnos en la escala microscópica de nuestros materiales de construcción con el afán de mejorarlos.

CONCRETO de bajo contenido de carbono Escala: 20 µm

Hallazgos:

Identificación y detección de las diferentes fases minerales en cualquier muestra de materiales de construcción, concreto, mortero, materias primas, clinker, agregados, aditivos minerales.

Apoyos importantes en el análisis NO destructivo de materiales arqueológicos, identificación de sus componentes y mucho más!

Resultados

  • Detección de fases minerales en materiales de construcción.
  • Identificación de patologías de concreto y mortero.
  • Cuantificación de fases minerales en Clinker

Audiencia clave:

Sector de profesionalesy empresasde la químicaanalíticao detecnologíaaplicada, entiéndase: Universidades, industriasde tecnología, cienciade los materiales, nanotecnología, patologíade concreto, etc.

Cristales de alita, en Clinker de Planta San Gabriel, Cementos Progreso. Escala: 50 um

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Plinio Estuardo Herrera

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Pavimentos Unicapa de Alto Desempeño

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Pavimentos Unicapa de Alto Desempeño

Cuando vemos el porcentaje de caminos no pavimentados de la Red Vial Nacional (58% en el 2020)1, así como el inmenso potencial de poder encontrar una solución sostenible y eficiente con los recursos limitados con los que contamos para intervenir los más de 12,300 Km que componen los caminos departamentales y caminos rurales, tenemos ya a los Pavimentos Unicapa como una excelente alternativa.

Se vuelven una excelente opción pues aportan siendo una solución sostenible al aprovechar la disminución de movilización de materiales ajenos al lugar y aprovechando el suelo del camino como un aporte ambiental. La parte económica se ve favorecida con disminuir los costos asociados a este transporte, la explotación de materiales de banco y el reincidente mantenimiento anual o bi-anual necesario para mantener en buenas condiciones estos caminos. Por último y más importante, el impacto social que se tiene en las comunidades o regiones que gozan con un camino en mejores condiciones por más tiempo, la reducción en tiempos de traslado y el contar con un camino más seguro durante el invierno o para movilizarse ante alguna emergencia (demostrando una excelente resilencia luego de las tormentas Eta e Iota).

Este pavimento puede convertirse en un pavimento progresivo por servir al finalizar su período de diseño (entre 3-6 años) como una excelente fundación para una carpeta de rodadura de una nueva estructura. Esta capa difiere de una estabilización común con cemento, cal o conglomerante hidráulico para caminos, en los porcentajes necesarios a incorporar para que el resultado de la mezcla de suelo con estos agentes conglomerantes tenga un desempeño adecuado en su diseño en términos de neutralizar la plasticidad e hinchazón que pudiera presentar el suelo, el desgaste que es capaz de resistir al haber unificado el material en la matriz cementada, así como la flexión y compresión que resistan las cargas de diseño de la capa terminada. Este volumen de conglomerante y su desempeño es la única diferencia, pues el proceso constructivo, la maquinaria y el rendimiento asociada a esta última, son las mismas que para una estabilización de suelos. Usualmente son porcentajes que oscilan entre el 10 – 16 % en peso de la densidad del material a mejorar.

En el país (mayormente a través de COVIAL) se han realizado tramos de Unicapa en varias áreas del país, ampliando el alcance de esta solución a ya 10 departamentos en distintos tramos dentro de los mismos. Esta institución (así como la Secretaría de Integración Económica Centroamericana) ya cuenta con un apartado para esta solución en sus manuales y especificaciones para mantenimiento de redes viales no pavimentadas.

1 Datos de la Dirección General de Caminos de Guatemala para 2020.

2 Definición adaptada del Ing. Carlos Quintanilla, ISCYC

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Luis René Siliezar

Investigación y Desarrollo
Cemento Progreso, S.A.

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El uso de maquinaria para la aplicación de acabados en la construcción

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El uso de maquinaria para la aplicación de acabados en la construcción

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Para la etapa de aplicación de recubrimientos o repellos, el uso de maquinaria aún no es un método constructivo cotidiano. Muchas personas desconocen éste tipo de elementos mecanizados que pueden incrementar el avance y la productividad del proyecto.

Su uso, principalmente se refiere a proyectos que posean una cantidad de área disponible para la aplicación de acabados finales, con el fin de obtener la máxima eficiencia de las máquinas y una producción continua de acabados. Actualmente se observa una tendencia sobre el uso de maquinaria para la aplicación de acabados finales en la construcción vertical, vivienda en serie,  paneles con malla electrosoldada y viviendas particulares.

Tipos de maquinaria

Existen varios tipos de máquinas que se emplean según el contexto del proyecto y los requerimientos del cliente. En éste artículo mencionaremos tres categorías:

  • Mezcladores de morteros:  Encontramos una gran variedad, desde máquinas manuales hasta máquinas con una producción continua. Se debe tomar en cuenta que la función de esta categoría de máquinas en únicamente de brindar una mezcla húmeda del material (sin considerar la aplicación).
  • De aplicación sencilla: La mayoría de éstas contemplan únicamente la aplicación, significa que el mezclado debe realizarse por aparte (manual o mecánico). Contienen una tolva (área de carga de material) pequeña. Son de uso común para acabados finales de tipo “granito” o “corcho”.
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  • De aplicación masiva:  Son máquinas más complejas y que ocupan un espacio físico mayor, pero conservando la característica de ser portátiles. Según la función de cada máquina pueden considerar el uso de un manómetro para asegurar la presión de agua durante el mezclado, compresores para proyectar sobre la superficie, o contienen dispositivos para calibrar el espesor de aplicación y nivelación de la máquina según la superficie. Dentro de esta categoría podemos mencionar que la variedad de las máquinas son según la función que se necesita:

    • Velocidad: Al utilizar este tipo de maquinaria se obtiene un avance mayor. Por lo general son de aplicación a espesores pequeños (menor a medio centímetro), su uso más común es el de texturizado o granito.
  • Según espesores y volumen de descarga:  Están enfocadas para materiales de mayor espesor (por lo general se utilizan para el resanado de una superficie). Contemplan el mezclado del producto.
  • De espesor y nivelación variable: Consideran el uso de sensores para calibrar los espesores de aplicación y la nivelación de la máquina según la superficie.

Consideraciones

Para cualquiera de estas categorías de máquinas, se debe tener en cuenta que su uso requiere algunos factores externos, que previo a la ejecución del proyecto se deben considerar, como por ejemplo:

  • Se debe verificar el voltaje con el que trabaja cada máquina, ya que algunas de ellas operan con 110V, y otras necesitan una potencia de 220V.
  • Asegurar que la presión de agua sea constante (recomendable asegurar hasta 3 BAR de presión).
  • Contar con suficiente material (Repello o predosificado) en un lugar cercano a la máquina para garantizar la continuidad del proceso.
  • El espacio mínimo para poder operar la máquina. También se recomienda colocarla a una distancia menor a 10 metros de la aplicación.

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Ing. Luis Tórtola

Asesor Técnico de CI+D/CETEC

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Una acreditación que nos encamina a la excelencia

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Una acreditación que nos encamina a la excelencia

Con esta actualización el Centro de Investigación y Desarrollo de Cementos Progreso continúa asegurando que se poseen las competencias necesarias para producir resultados válidos y confiables. 

Esta norma está orientada a la evaluación de la conformidad basada en procesos y evaluación de riesgos. Se continuó con los requerimientos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración que solicitó la versión 2005, y se realizó una nueva que fusiona con los requisitos de la norma ISO 9001. El objetivo principal de la acreditación es garantizar la competencia técnica y la confiabilidad de resultados analíticos.  

Para lograr acreditarse, colaboradores definieron los procesos del laboratorio y éstos fueron documentados (la versión anterior no lo exigía). Además, se migró hacia un enfoque basado en riesgos. Para la verificación de la transición, se solicitó una auditoría a la Oficina Guatemalteca de Acreditación, que forma parte del Sistema Nacional de Calidad que pertenece al Ministerio de Economía (Organismo acreditador en Guatemala). 

Proceso aleccionador  

El proceso para lograr la acreditación fue arduo, ya que además de los cambios que la norma solicitaba, fue necesario un cambio de mentalidad del equipo, enfocado en el logro de resultados a través de la sinergia de esfuerzos de todos los colaboradores.  

Además, se realizó un trabajo documental extenso para ordenar y adaptar las actividades del laboratorio a esquemas de procesos e identificación de riesgos que requiere la nueva versión de la norma. Actualmente se utiliza la plataforma “Entropy” para las actividades que requiere el sistema de gestión, lo cual ha sido de gran utilidad desarrollando nuevas competencias del personal y manejo de la documentación.  

La primera vez que se acreditó el Laboratorio CETEC fue en 2014 desde entonces se han acreditado 32 ensayos. Para esta acreditación se evaluó la transición a la nueva versión ISO 17025:2017. Esto con el fin de asegurar el cumplimiento continuo, los laboratorios acreditados son regularmente reevaluados para cerciorarse de que mantienen sus estándares de calidad técnica.  

¿Qué es la norma 17025:2017?  

La Norma 17025:2017 permite demostrar a un laboratorio de ensayos como CETEC su competencia técnica y que los ensayos sean reconocidos a nivel internacional. Es la norma por excelencia para la gestión de calidad de laboratorios de ensayo y calibraciones. 

¿Cuál es la importancia de contar con la norma 17025:2017?  

La acreditación de laboratorios usa criterios y procedimientos específicamente desarrollados para determinar competencia técnica. Asesores técnicos especializados conducen una evaluación minuciosa de todos los factores que afectan en un laboratorio respecto a la producción de resultados, pruebas y/o calibraciones.  

Existen otros laboratorios en el país y en la región con la acreditación en otros ámbitos como laboratorios clínicos, microbiológicos, alimentos, etc., sin embargo, el laboratorio CETEC de Cementos Progreso es el único laboratorio de ensayos para materiales de construcción que cuenta con la Acreditación ISO 17025:2017 en Guatemala.

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Granito de Arena

Revista Digital de Progreso

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Evaluación de 3 métodos de saponificación sobre residuos de aceite de palma y de aceite de soya

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Evaluación de 3 métodos de saponificación sobre residuos de aceite de palma y de aceite de soya

SIMBOLOGÍA

CaMgO

Óxido de calcio y magnesio (Cal dolomítica)

CaO

Óxido de calcio (Cal viva)

Ca (OH)2

Hidróxido de calcio (Cal hidratada)

cm

Centímetro

E

Extracto Etéreo

E.L. N

Extracto libre de nitrógeno

F.C

Fibra cruda

g

Gramos

JC

Jabones cálcicos

min

Minutos

mL

Mililitros

M.S. T

Materia seca tratable

RAP

Residuos de aceite de palma

RAS

Residuos de aceite de soya

T

Temperatura

RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se realizó la evaluación a nivel de laboratorio de tres métodos de saponificación usando óxido de calcio, óxido de calcio y magnesio e hidróxido de calcio sobre residuos de aceite de palma y sobre residuos de aceite de soya para la obtención de jabones cálcicos (grasas sobrepasantes) destinados a la alimentación de animales rumiantes.

Para la elaboración de los jabones cálcicos se sometieron los residuos de aceite de palma y de aceite de soya a tres métodos de saponificación. El primero con óxido de calcio, el segundo con óxido de calcio y magnesio y el último con hidróxido de calcio.

Se caracterizó las reacciones para cada método de saponificación y se evaluó la consistencia de las muestras obtenidas. Se determinó que el mejor método de saponificación fue entre los residuos de aceite de palma con cal viva; se obtuvo un producto con una consistencia de 2.2 y un tiempo de reacción de 16min. Por último, se realizó un análisis bromatológico completo a cada una de las muestras obtenidas en cada método estudiado. Por los resultados obtenidos, tomando en cuenta como parámetro más importante el porcentaje de materia seca tratable, se determinó que las reacciones más favorables fueron entre los residuos de aceite de palma con los distintos tipos de cal. El valor de los parámetros obtenidos fue: entre 92% a 94% de %MST y porcentaje de calcio absorbido entre 2% y 2.7%. 

INTRODUCCIÓN

Con la intención de resolver los bajos niveles de producción, debido a un balance energético negativo en los rumiantes, se ha considerado suplementar a los animales con grasas protegidas de la degradación ruminal. Es por eso por lo que la investigación de la grasa protegida como fuente de energía en rumiantes representa una opción que permite impactar sobre los aspectos antes mencionados.

La saponificación es una reacción química entre un ácido graso y una base. Para la investigación se busca utilizar los residuos de aceite de palma y los residuos de aceite de soya. Los contenidos relativamente altos de ácidos grasos insaturados presentes en los residuos de aceite de palma y aceite de soya se pueden aprovechar en la alimentación de animales rumiantes.

Para esto es necesario proteger estas grasas de la degradación ruminal, de esta forma se convierten en grasas sobrepasantes o jabones cálcicos.

DISEÑO METODOLÓGICO

Las variables del presente estudio de investigación se dividen en independientes y dependientes. La reacción de saponificación genera las variables independientes a presión constante y la variable dependiente es la temperatura de la reacción de saponificación al utilizar tres tipos diferentes de cal con dos materias primas distintas.

Tabla I. Formulación para la obtención de los jabones cálcicos

Jabones cálcicos

Fuente: Elaboración Propia

*RAP (Residuos de Aceite de Palma)

*RAS (Residuos de Aceite de Soya)

Se utilizaron dos tipos de residuos de aceite, residuo de aceite de palma y residuos de aceite de soya, utilizando tres tipos de cal para realizar las reacciones de saponificación obteniendo así 6 tratamientos a ser estudiados. Para cada uno de los 6 tratamientos se realizaron 3 repeticiones, haciendo un total de 18 tratamientos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Formulación y caracterización de jabones cálcicos a base de residuos de aceite de palma y residuos de aceite de soya reaccionando con tres diferentes tipos de cal.

La razón por la que se varían los tipos de cal para cada residuo de aceite es caracterizar cada reacción y poder evaluar la consistencia y realizar un análisis bromatológico a cada una de las muestras obtenidas.

Los parámetros evaluados fueron: el porcentaje de materia seca tratable, el extracto etéreo, fibra cruda, proteína cruda, cenizas y porcentaje de calcio.

Tabla II. Resumen de caracterización de las reacciones de saponificación realizadas.

Caracterización reacciones

Fuente: Elaboración propia

Tabla III. Resumen de los parámetros evaluados en el análisis bromatológico realizado en las muestras de jabones cálcicos obtenidos a partir de residuos de aceite de palma (RAP)

Parámetros evaluados

Fuente: Elaboración propia

Tabla IV. Resumen de los parámetros evaluados en el análisis bromatológico realizado en las muestras de jabones cálcicos obtenidos a partir de residuos de aceite de soya (RAS)

Jabones cálcicos aceite

Fuente: Elaboración propia

A partir de los resultados obtenidos se determinó la mejor reacción. Según la caracterización, la reacción más favorable es la de RAP con cal hidratada obteniendo 252g de producto con un tiempo de reacción de 21min a 54°C.

Tomando en cuenta como parámetro más importante el porcentaje de materia seca tratable, %MST. La tabla IV muestra que para las reacciones con residuos de aceite de palma el %MST se mantuvo entre 92.7% y 94% obteniendo el valor más alto en la reacción de RAP con cal dolomítica. Para las reacciones de RAP los distintos tipos de cal se mantuvieron valores entre 2% y 3%.

CONCLUSIONES

  1. A partir de la caracterización, el método de saponificación más efectivo es de los residuos de aceite de palma con cal viva. Se obtuvo un tiempo de reacción de 16min con una temperatura de 54°C obteniendo 249g de producto de jabón cálcico.
  2. Tomando como factor principal la consistencia del producto final, el método más efectivo es el de residuos de aceite de palma con cal dolomítica obteniendo una consistencia de 3.
  3. Del análisis bromatológico se obtuvo que el porcentaje más alto de materia seca tratable se obtuvo de las reacciones con residuos de aceite de palma con cal viva con 92.7%, El porcentaje más alto de calcio absorbido corresponde a las reacciones de residuos de aceite de palma con cal con un valor de 3%.
  4. El método de saponificación más efectivo es el de residuos de aceite de palma saponificados con cal. Este requiere un menor tiempo de reacción, menor cantidad de materia prima, mejores rangos de temperatura de reacción, mayor cantidad de producto obtenido y mejor calidad de producto.

BIBLIOGRAFÍA

  1. Duarte, J., Ramírez, G., & Castañeda, R. (2016). Grasa Sobrepasante: Aplicaciones y su proceso de obtención para la alimentación de rumiantes en el trópico. Revista colombiana de Ciencia Animal, 8(2), 228-242.
  2. Guerrero, P. (noviembre de 2013). Obtención y evaluación de grasas protegidas por medio de saponificación y encapsulado para su aplicación en la alimentación de rumiantes. Buenavista, Saltillo, Coahula, México: Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro.
  3. (2008).LIPICO-PGE. Calcium Soap Process. Obtenido de: Ver Enlace
  4. Yubaille, M. (2013). Evaluación de tres métodos de saponificación de grasas destinadas a la alimentación de vacas lecheras. Riobamba, Ecuador: Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.

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