INTRODUCCIÓN ,oda industria 2ue genera alguna clase de desec'o# son un problema $a 2ue estos pueden ser tó3icos# peligrosos o bien causar un problema de disposición. ,oda esta clase de desec'os# atentan contra la naturalea $ la salud del 'ombre. %s por eso 2ue se busca una solución 2ue favoreca el desarrollo sustentable# el cual establece 2ue e3ista un e2uilibrio entre las actividades 'umanas $ la e3plotación de los recursos naturales# implicando conseguir una mejor calidad de vida $ al mismo tiempo permitir la recarga de los ecosistemas. %l objetivo de este concepto no sólo se enfoca a la protección de los ecosistemas# si no 2ue pretende asegurar una calidad de vida sustentable igual o mejor 2ue la actual para las generaciones futuras# a partir de un desarrollo 'ombrenaturalea. %s por esto 2ue se busca establecer alternativas 2ue permitan aprovec'ar todos los recursos al m3imo. %s así como muc'os desec'os potenciales# pueden convertirse en subproductos o pasar a formar parte de otro proceso# encontrando no sólo una solución para el problema de la contaminación# sino 2ue# muc'as veces abarata los costos $ 'ace ms rentable un proceso. Página 4
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7esde los inicios se empleó el adobe $ la arcilla para la construcción de viviendas. 8os ms tarde# los 'ornos ladrilleros comenaron a aparecer. 9iendo la manufactura de los ladrillos manual# el cual no sigue un control de proceso# ni de calidad estricto# empleando como materias primas agua# arcilla# siendo almacenadas al aire libre. &a preparación de la pasta $ el moldeo se realian directamente sobre el suelo. %l secado es natural# tardando seg:n los ladrilleros 'asta seis días. &a cocción dura entre )4 $ 4* 'oras. %sta actividad genera en el proceso de cocción de ladrillos agentes altamente contaminantes# siendo los principales contaminantes los compuestos de aufre ;9O)# O)! $ compuestos de 'alógenos ;onocer el da8o causado por las ladrilleras artesanales al medio ambiente $ sus consecuencias.
B. Objetivos Ese!"#i!os:
%ntender la fabricación de los ladrillos. 7iferenciar algunos tipos de ladrillos. %studiar los contaminantes en la 2uema de ladrillos.
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II.
$ARCO TEÓRICO: %. Ante!e&entes: &a mampostería# el adobe $ el cob noreuropeo# son los recursos ar2uitectónicos ms primitivos en la 'istoria de la alba8ilería 'umana. %l empleo del adobe se data entre el 10.000 $ el *.000 a.>. simismo se 'a calculado 2ue los ladrillos# como elemento para la construcción# tienen una antig?edad de unos 11.000 a8os. &os primeros en utiliarlos fueron los agricultores del neolítico precermico del &evante Página 6
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mediterrneo 'acia 500 a. >.# $a 2ue en las reas donde levantaron sus ciudades apenas e3istía la madera $ la piedra.
a' $esoota(ia) la In&ia * Egito &as 'iladas de ladrillo ms antiguas 2ue se conocen# anteriores a (500 a.>.# se descubrieron en diferentes $acimientos ar2ueológicos de "esopotamia. simismo# ladrillos datados entre (000 $ 6+5 a.>.# son los 'allados en 15) en las e3cavaciones de @ericó# en las cercanías del río @ordn# $ en >atal . $ (600 a.>. $ tenían un tama8o de )6031003100 mm ;similar a un pan de molde!. %l otro tipo# ms fino# es el llamado ladrillo de caña. %l empleo de ladrillos demuestra 2ue era ms fcil transportarlos 2ue acarrear el propio barro al lugar de la construcción. "s 'acia Oriente# en la mítica ciudad de "e'rgar'# se 'an fec'ado toscos ejemplares de barro 'acia (000 a.>. "aterial con consistencia cermica se empleaba $a en la cultura del valle del Indo ;++00 a. >. 'asta 1+00 a. >.! como se constata en las ruinas de "o'enjo7aro $ . &a cocción le dio una resistencia similar a la piedra# con la ventaja de su moldeado previo. "oldear ladrillos era menos costoso 2ue tallar piedras# lo 2ue abarató los precios de la construcción.
b' +a&rillos !,inos %n >'ina# los ladrillos ms primitivos fueron 'allados en )00 en el $acimiento de FiGan# con una antig?edad estimada de unos +*00 a8os. &as primeras descripciones del proceso de producción cermica de ladrillos aparecen en la dinastía 9ong# dentro del manual del carpintero /as'i Hingao# publicado el a8o 110+ por el gobierno oficial de @ie &i# supervisor p:blico de las obras para la construcción de edificios dependientes del gobierno central. Página 7
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&a idea de firmar los ladrillos con el nombre del alfarero# su fec'a de nacimiento $ el lugar de producción eran $a 'abituales en el periodo de la dinastía "ing.nota 6
+a&rillos &e (-seo .
!'
+a&rillos ro(anos pesar de su proverbial pasión por la piedra como elemento ar2uitectónico# los romanos utiliaron con pareja vocación el ladrillo. -n ejemplo bien conservado son las ,ermas de >aracalla# en las 2ue se empleó una mecla de ladrillo $ opera caementicia ;'ormigón romano!.
. El la&rillo !o(o ele(ento !onstr-!tivo: a! &a arcillaB &a arcilla con la 2ue se elaboran los ladrillos es un material sedimentario de partículas mu$ pe2ue8as de silicatos 'idratados de al:mina# adems de otros minerales como el caolín# la montmorillonita $ la illita. 9e considera el adobe como el precursor del ladrillo# puesto 2ue se basa en el concepto de utiliación de barro arcilloso para la ejecución de muros# aun2ue el adobe no e3perimenta los cambios físico2uímicos de la cocción. %l ladrillo es la versión irreversible del adobe# producto de la cocción a altas temperatura;+50!.
b' /eo(etr"a 9u forma es la de un prisma rectangular# en el 2ue sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga# tizón $ grueso# siendo la soga su dimensión ma$or. sí mismo# las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla# canto $ testa ;la tabla es la ma$or!. Cor lo general# la soga es del doble de longitud 2ue el tizóno# ms e3actamente# dos tiones ms una junta# lo 2ue permite combinarlos libremente. Página 8
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%l grueso# por el contrario# puede no estar modulado. %3isten diferentes formatos de ladrillo# por lo general son de un tama8o 2ue permita manejarlo con una mano. %n particular# destacan el formato métrico# en el 2ue las dimensiones son )4 3 11#5 3 5#)5 J ( J +#5 cm ;cada dimensión es dos veces la inmediatamente menor# ms 1 cm de junta! $ el formato catalán de dimensiones ) 3 14 3 5#) J (#5 J 6 cm# $ los ms normaliados 2ue miden )5 3 1) 3 5 cm. ctualmente tambiKn se utilian por su gran demanda# dado su reducido coste en obra# medidas de 50 3 )4 3 5 cm.
0. Tios &e la&rillos: 9eg:n su forma# los ladrillos se clasifican enB
a' Ladrillo perforado# 2ue son todos a2uellos 2ue tienen perforaciones en la tabla 2ue ocupen ms del 10L de la superficie de la misma. 9e utilian en la ejecución de fac'adas de ladrillo. b' Ladrillo macizo# a2uellos con menos de un 10L de perforaciones en la tabla. lgunos modelos presentan rebajes en dic'as tablas $ en las testas para ejecución de muros sin llagas. !' Ladrillo tejar o manual # simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal# con apariencia tosca $ caras rugosas. ,ienen buenas propiedades ornamentales. &' Ladrillo aplantillado# a2uel 2ue tiene un perfil curvo# de forma 2ue al colocar una 'ilada de ladrillo# generalmente a sardinel# conforman una moldura corrida. %l nombre proviene de las plantillas 2ue utiliaban los canteros para labrar las piedras# $ 2ue se utilian para dar la citada forma al ladrillo. e' Ladrillo hueco# son a2uellos 2ue poseen perforaciones en el canto o en la testa 2ue reducen el peso $ el volumen del material empleado en ellos# facilitando su corte $ manejo. 2uellos 2ue poseen orificios 'oriontales son utiliados para tabi2uería 2ue no va$a a soportar grandes cargas. Cueden ser de varios tiposB Rasilla: su soga $ tión son muc'o ma$ores 2ue su grueso. %n %spa8a# sus dimensiones ms 'abituales son )4 3 11#5 3 )#5 cm. +a&rillo ,-e!o si(le: posee una 'ilera de perforaciones en la testa. Página 9
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+a&rillo ,-e!o &oble: con dos 'ileras de perforaciones en la testa. +a&rillo ,-e!o trile: posee tres 'ileras de perforaciones en la testa. #' Ladrillo caravista# son a2uellos 2ue se utilian en e3teriores con un acabado especial. g' Ladrillo refractario# se coloca en lugares donde debe soportar altas temperaturas# como 'ornos o c'imeneas.
4. -sos &os ladrillos son utiliados en construcción en cerramientos# fac'adas $ particiones. 9e utilia principalmente para construir Caredes# muros o tabi2ues. un2ue se pueden colocar a hueso# lo 'abitual es 2ue se reciban con mortero. &a disposición de los ladrillos en el muro se conoce como aparejo# e3istiendo gran variedad de ellos.
1. Aarejos parejo es la le$ de traba o disposición de los ladrillos en un muro# 2ue estipula desde las dimensiones del muro 'asta los encuentros $ los enjarjes# de manera 2ue el muro suba de forma 'omogKnea en toda la altura del edificio. lgunos tipos de aparejos son los siguientesB
a' Aparejo a sogas: los costados del muro se forman por las sogas del ladrillo# tiene un espesor de medio pie ;el tión! $ es mu$ utiliado para fac'adas de ladrillo cara vista. b' Aparejo a tizones o a la esa2ola: en este caso los tiones forman los costados del muro $ su espesor es de 1 pie ;la soga!. "u$ utiliado en muros 2ue soportan cargas estructurales ;portantes! 2ue pueden tener entre 1)#5 cm $ )4 cm colocados a media asta o soga. !' Aparejo a sardinel : aparejo formado por pieas dispuestas a sardinel# es decir# de canto# de manera 2ue se ven los tiones. &' Aparejo inglés: en este caso se alternan ladrillo a soga $ tión# trabando la llaga a ladrillo terciado# dando un espesor de 1 pie ;la soga!. 9e emplea muc'o para muros portantes en fac'adas de ladrillo cara vista. 9u traba es mejor 2ue el muro a tiones pero su puesta en obra es ms complicada $ re2uiere mano de obra ms e3perimentada. %l dibujo no se corresponde con el tipo de aparejo. e' Aparejo en panderete: es el empleado para la ejecución de tabi2ues# su espesor es el del grueso de la piea $ no est preparado para absorber cargas e3cepto su propio peso. Página 10
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#' Aparejo palomero: es como el aparejo en panderete pero dejando 'uecos entre las pieas 'oriontales. 9e emplea en a2uellos tabi2ues provisionales 2ue deben dejar ventilar la estancia $ en un determinado tipo de estructura de cubierta. %3igencias para la colocación de ladrillosB
>olocarlos perfectamente mojados. >olocarlos apretndolos de manera de asegurar una correcta ad'erencia del mortero. ilíndricos $ los c:bicos de base rectangular. 9us capacidades de carga oscilan entre ( 000 a 10 000 ladrillos artesanales o mecaniados de 1* 'uecos# $ de 4 000 a * 000 tejas. %stos 'ornos se caracterian por tener dos cmaras una de combustión 2ue se encuentra en la parte inferior cu$a altura m3ima es de 1 m. apro3imadamente $ seguida de otra cmara 2ue es la de cocción cu$a altura varía de ) a + m. %3iste una parrilla 2ue divide ambas cmaras $ sirve como base para cargar los productos a 2uemarse. &a cmara de cocción tiene generalmente una compuerta de carga $ descarga cu$as dimensiones varía entre 0#*0 a 1#0 m a 1#)0 a 1#50 m. de altura. Página 11
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&as compuerta de la cmara de combustión tiene una forma de bóveda catenaria# por donde se suministra el combustible ;aserrín# cscara de cafK# ramas de eucalipto# etc.!
B' $ateriales &e Constr-!!i5n: &os materiales de construcción utiliados en la construcción de los 'ornos sonB
Ciedras# &adrillos# dobes#11 "ortero de barro o arcilla# Calos de eucalipto >alaminas.
C' Constr-!!i5n o alba2iler"a &el ,orno. %n el cuadro siguiente se muestra las características $ los materiales utiliados en la construcción del 'orno.
CARACTERISTICAS DE UN 4ORNO +ADRI++ERO TRADICIONA+
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dicionalmente los 'ornos cuentan con mac'ones de adobes cada dos metros apro3imadamente 2ue protegen las paredes laterales del 'orno# sobre todo a2uellos 2ue no estn protegidos incrustados en las laderas. 9e debe destacar 2ue no se utilia materiales refractarios $ refractarios aislantes tKrmicos# en la construcción de los 'ornos.
D' O6ERACIÓN DE+ 4ORNO: &a operación del 'orno consta de las siguientes accionesB 1. 9e carga los materiales a 2uemarse# dejando espacios vacíos por donde pueda fluir el fuego $ los gases de combustión. lgunos productores en las :ltimas capas de la carga inclu$en carbón mineral con el objeto de uniformiar la temperatura de cocción de los productos. ). omo tambiKn la compuerta de la cmara de combustión con ladrillos $ sellando con mortero de arcilla# para evitar un enfriamiento brusco $ pueda malograr los productos coccionados. +. 9e deja enfriar durante 4* 'oras apro3imadamente# luego de este tiempo se puede descargar los productos# observndose una pKrdida de apro3imadamente del )0 L. 7e los productos cargados por enconc'amiento $ rajaduras.
E' $ANTENI$IENTO: &os trabajos rutinarios de mantenimiento mas frecuentes en el 'orno sonB 1. %n el revo2ue en el interior de la cmara de cocción por 2ue estos se agrietan frecuentemente como consecuencia de la dilatación 2ue sufre las paredes del 'orno.
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). %n la bóveda de la cmara de cocción puesto 2ue algunos ladrillos 2ue lo conforman tienden a fusionarse# con lo cual corre riesgo la parrilla de carga# por lo 2ue es necesario sustituir estas para garantiar su estabilidad. %valuación de las características tKcnicas del 'orno en el proceso de 2uema &os 'ornos utiliados en la industria ladrillera del sector de 9an @erónimo# tKcnicamente denominados arga del occión 7escarga del lasificación
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a' E9tra!!i5n &e Ar!illa * Tierra: 9eg:n la ubicación $ la disponibilidad de recursos de la empresa# la materia prima 2ue consiste de arcillas plsticas $ magras# caolín# dolomita# etc# se e3trae de canteras propias o de terceros. &as actividades de e3tracción en mina se llevan a cabo en tajo abierto mediante el uso de detonaciones# palas mecnicas $ transporte pesadoQ o por e3cavación manual en el caso de las micro empresas artesanales. %l material tal como es e3traído se carga en camiones $ se transporta a la ona de producción. %n el subsector de ladrillos algunas onas utilian una mecla de arcilla con tierra agrícola# cu$os porcentajes de mecla varían de 50 a *0L de tierra# seg:n el tipo $ calidad del ladrillo 2ue se desea obtener $ del tipo $ calidad de la arcilla disponible.
b' $olien&a * $e;!la: %n esta etapa# la materia prima es tamiada previamente antes de pasar a la molienda. %3isten diversas m2uinas para realiar la molienda# sin embargo las ms utiliadas son los molinos de impacto $ rodillo %n el caso de las ladrilleras artesanales la molienda es manual $ consiste bsicamente en la selección $ desmenuado manual de los terrones de arcilla de ma$or tama8o antes de pasar a la etapa de mecla. Página 18
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-na ve culminado el proceso de molienda se procede a la mecla con agua para formar una masa cermica plsticaP. &a mecla en las ladrilleras grandes se realia en mecladoras mecnicas seg:n la formulación establecida para el tipo de producto a fabricar. Crimero se 'ace la mecla de componentes en seco $ luego se agrega agua 'asta obtener la masa plstica. %n las ladrilleras artesanales# la mecla se 'ace manualmente $ es colocada en poas construidas en el suelo donde es amasada por apisonado del propio artesano $Jo sus familiares.
!' $ol&eo: >onsiste en vaciar la masa cermica plsticaP en moldes para obtener el ladrillo crudoP. %l procedimiento de moldeado puede ser por vaciado manual en moldes# por e3trusión en m2uinas de moldeo plstico# o por prensado en seco. %l proceso de moldeo por e3trusión es el 2ue se utilia en las grandes ladrilleras formndose un molde continuo el cual se corta de acuerdo a las medidas del producto 2ue se va a fabricar. %l prensado es una tecnología intermedia por el cual se comprime la masa dentro del molde con a$uda de un compactador mecnico $ permite moldear de una a cuatro unidades por prensado %n las ladrilleras artesanales el material meclado se moldea manualmente sin comprimir de una a dos unidades por ve utiliando moldes metlicos o de madera con arena fina o cenia como desmoldante para facilitar el retiro del molde de la mecla. &' Se!a&o: %l secado consiste en reducir la 'umedad del ladrillo crudo antes de su ingreso al 'orno de cocción. &os procesos de secado se pueden realiar en instalaciones con temperaturas $ 'umedades controladas como las empresas industrialiadas o tambiKn al aire libre como las empresas artesanales. %ste proceso origina cambios físicos en el ladrillo# principalmente la reducción del contenido de 'umedad. %l proceso de secado trae consigo una contracción de las pieas cermicas lo cual origina tensiones en el material. -n inadecuado proceso de secado origina fallas ;grietas! $ por ende su descarte reciclndose a la etapa de molienda.
e' Carga &el ,orno: Página 19
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%l ladrillo crudo $ presecado es cargado al 'orno $ acomodado en un arreglo especial para permitir el encendido así como el flujo de fuego o de calor entre los ladrillos para una cocción uniforme.
#' Co!!i5n: %s el proceso mediante el cual los ladrillos son cocidos $ por acción del fuego $ del calor se producen los cambios 2uímicos 2ue transforman la arcilla $ los dems componentes en productos sinteriados o vitrificados con características estructurales de resistencia a la compresión. %sta es la etapa ms importante en el proceso de fabricación por2ue cual2uier falla significar la pKrdida de la producciónQ así mismo# la cocción genera los ma$ores impactos de la actividad en la forma de emisiones atmosfKricas procedentes de la 2uema de combustibles en los 'ornos donde se cuecen los ladrillos. &a cocción se realia en 'ornos de tecnología diversa. %n nuestro país# para producciones industriales altas se utilian principalmente 'ornos de alimentación continua como los O en un rea cerrada pueden causar la muerte por insuficiencia cardiaca o sofocación# $a 2ue la absorción de >O se incrementa con la concentración en el ambiente# con el aumento del tiempo de e3posición $ con el incremento de la actividad física. &a e3posición a bajos niveles de >O# tambiKn puede causar da8o a la salud cuando las personas estn bajo medicación $ consumen bebidas alco'ólicas o se encuentran en lugares altos &a fuente principal de emisión de monó3ido de carbono la constitu$en los transportes impulsados con motores de combustión interna. &a disposición inadecuada de residuos sólidos ;basura!# es tambiKn una fuente importante# los procesos industriales $ la generación de energía# aun2ue son fuentes emisoras# no emiten tanto monó3ido de carbono. $"idos de azufre (%$ & ).
%l bió3ido de aufre ;9O )! es un gas incoloro# no flamable $ no e3plosivo# con un olor sofocante $ es altamente soluble en el agua. Cuede permanecer en la atmósfera entre ) $ 4 días. 7urante este tiempo puede ser transportado a miles de Ailómetros $ formar cido sulf:rico# el cual se precipita en alguna otra región lejos de su origen. Página 25
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%l cido sulf:rico# el bió3ido de aufre $ las sales de sulfato son irritantes de las membranas mucosas del tracto respiratorio. Incluso llegan a ocasionar enfermedades crónicas del sistema respiratorio como bron2uitis $ enfisema pulmonar. %n una atmósfera con partículas suspendidas el efecto da8ino de los ó3idos de aufre se incrementa# $a 2ue el bió3ido $ el cido sulf:rico paralian los cilios del tracto respiratorio# las partículas de polvo penetran en los pulmones arrastrando tambiKn los compuestos aufrados# originando entonces graves da8os# e incluso la muerte. %n las plantas# el 9O ) ocasiona da8os irreversibles en los tejidos# sobre todo en días soleados. Cor otro lado# el cido sulf:rico ataca los materiales de construcción como el mrmol. "uc'os de los monumentos# edificios# esculturas e iglesias se 'an deteriorado por esta causa. &a fuente principal de emisión de ó3idos de aufre son los combustibles fósiles 2ue contienen aufre. Cor consiguiente# las fuentes fijas 2ue consumen combustibles con alto contenido de aufre son la causa principal de la emisión de aufre a la atmósfera. $"idos de 'itr!geno ('$").
&os ms importantes son el monó3ido $ el bió3ido de nitrógeno. %l bió3ido puede formar cido nítrico $ cido nitroso en presencia de agua. mbos pueden precipitarse junto con la lluvia o combinarse con el amoniaco de la atmósfera para formar nitrato de amonio. %l ó3ido nítrico al igual 2ue el monó3ido de carbono# puede combinarse con la 'emoglobina de la sangre reduciendo su capacidad de transporte de o3ígeno. %l bió3ido de nitrógeno irrita los alvKolos pulmonares. %studios de salud ocupacional muestran 2ue este gas puede ser fatal a concentraciones elevadas.
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