Estudio de mercado de la puzolana.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE GEOLOGIA, GEOFISICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

TRABAJO DE INVESTIGACION ESTUDIO DE MERCADO DE LA PUZOLANA Presentado por los alumnos: 1. MURGUIA URBINA, ALEX JAMES 2. PERALTA QUISPE, DIEGO ALONSO CURSO: MINERIA DE NO METALICOS DOCENTE: ING. EDGAR TADDEY CHACALTANA

AREQUIPA  – PERÚ 2017

1. INDICE 2. DEFINICIÓN DE PUZOLANA ..................................................................... 3 Origen e historia ............................................................................................. 3 3. TIPOS DE PUZOLANA ............................................................................... 4 Puzolanas naturales ....................................................................................... 4 Puzolanas artificiales ...................................................................................... 4 4. USOS DE LA PUZOLANA .......................................................................... 4 En construcción .............................................................................................. 5 a) Industria del cemento puzolánico....................................................... 5 b) Concretos ........................................................................................... 5 c) Concreto compactado con rodillo ....................................................... 5 d)  Áridos ligeros ..................................................................................... 6  Agrícola........................................................................................................... 6 a) Control de nutrientes .......................................................................... 6 b)  Aireante.............................................................................................. 7  Aislante térmico .............................................................................................. 7 Filtros naturales .............................................................................................. 7  Absorbentes.................................................................................................... 7 Instalaciones deportivas ................................................................................. 7 Jardinería ........................................................................................................ 8 5. PROPIEDADES DE LA PUZOLANA ........................................................... 8 Composición química de las puzolanas ............................................................. 8 6. OFERTA Y DEMANDA ............................................................................... 9  Análisis de la oferta ........................................................................................ 9 Descripción de los principales yacimientos ................................................. 9 Canteras de puzolana en el Perú por regiones, año 2004 ........................ 10 Producción de puzolana para construcción por regiones (en toneladas métricas) ................................................................................................... 10 Canteras de puzolana en el Perú (año 2016) ............................................ 11 Producción de puzolana por regiones (año 2016) ..................................... 11  ANÁLISIS DE LA DEMANDA ....................................................................... 12 Mejora en las propiedades del cemento puzolánico ........................ ......... 12 La producción de cemento por empresa ................................................... 13 7.  ANALISIS FODA ....................................................................................... 14 Fortalezas ..................................................................................................... 14 Oportunidades .............................................................................................. 14 Debilidades ................................................................................................... 14  Amenazas ..................................................................................................... 14

8.

PRECIOS .................................................................................................. 15

2. DEFINICIÓN DE PUZOLANA Una puzolana es un material, natural o artificial, que contiene fundamentalmente silicio o silicio y aluminio (el conjunto sílice más alúmina varia a menudo entre el 70 y 80%), esto les da un carácter ácido y, por tanto, una gran afinidad por la cal (tendencia a combinarse con la cal en presencia de agua a temperatura ambiente). Además la puzolana está compuesta de fase vítrea en su mayor parte, siendo la fase cristalina muy pequeña, lo que hace que sean de materiales de alta reactividad. La puzolana por si misma posee un valor cementante nulo o muy pequeño. Sin embargo finamente molida y en presencia de humedad reacciona con el hidróxido cálcico (activador) a temperatura ambiente, dando lugar a una nueva formación de compuestos estables, poco solubles en el agua y que poseen características cementantes, es decir capaces de desarrollar resistencia por endurecimiento hidráulico.

Origen e historia Recibe su nombre de la población de Pozzuoli, en las faldas del Vesubio, donde ya en tiempos romanos era explotada para la fabricación de cemento puzolánico. Después el término fue extendiéndose a todos aquellos materiales que por sus propiedades similares a la Puzolana de origen natural pueden tener usos sustitutivos. La civilización romana fue la que descubrió todo el potencial que estos materiales podían ofrecer. De esta forma uno de los mejores exponentes que podemos encontrar es el Panteón de Roma. Construido en el año 123, fue durante 1500 años la mayor cúpula construida, y con sus 43,3 metros de diámetro aún mantiene records, como el de ser la mayor construcción de hormigón no armado que existe en el mundo. Para su construcción se mezcló cal, puzolana y agua; añadiendo en las partes inferiores ladrillos rotos a modo de los actuales áridos, aligerando el peso en las capas superiores usando materiales más ligeros como piedra pómez y puzolana no triturada.

3. TIPOS DE PUZOLANA Puzolanas naturales 

Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido por enfriamiento brusco de la lava. Por ejemplo las cenizas volcánicas, las tobas, la escoria y obsidiana.



Rocas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya sea por la precipitación de la sílice de una solución o de los residuos de organismos de lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas calcinadas por vía natural a partir de calor o de un flujo de lava.

Puzolanas artificiales 

Cenizas volantes: las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral (lignito), fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad.

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Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800 °C.



Escorias de fundición: principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa.



Cenizas de residuos agrícolas: la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión.

4. USOS DE LA PUZOLANA La puzolana es un material silicoso o silico-aluminoso, que puede tener poca o ninguna actividad hidráulica, pero que al ser dividida y en presencia de humedad, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas. La puzolana es utilizada en los siguientes subsectores de la economía:

En construcción a) Industria del cemento puzolánico Las puzolanas se emplean como adiciones activas al cemento desde hace décadas. El cemento puzolánico se obtiene de la mezcla del clinker con la puzolana. Es de fraguado lento, por lo que es idóneo para su utilización en aplicaciones de albañilería. Una de sus propiedades más importantes es su especial resistencia al ataque del agua del mar, lo que lo hace aconsejable para las construcciones costeras. El cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker portland y puzolana con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de puzolana debe ser entre 15% y 40% del peso total. En las construcciones generales de concreto se emplea cemento portland puzolánico tipo IP, cuyo porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%, y el cemento portland puzolánico modificado tipo IPM, que necesita menos de 15% de puzolana adicionada. En cuanto al cemento hidráulico modificado con puzolana (tipo MP-RTCR) consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso y puzolana (y otros componentes minoritarios), producida por molienda conjunta o separada.

b) Concretos Generalmente los hormigones elaborados con este tipo de cementos obtienen altas resistencias finales y puede apreciarse cuando se ensayan probetas luego de 56 o 90 días de edad. Si bien este cemento es apto para casi cualquier tipo de obra, cuando el material resulta de comprobada eficacia, es especialmente recomendado para aplicaciones que requieran de propiedades especiales de durabilidad como ataque de sulfatos, bajo calor de hidratación.

c) Concreto compactado con rodillo Es probablemente el desarrollo más importante de la tecnología de presas en los últimos años, pues ha ganado aceptación alrededor del mundo en un relativo corto tiempo debido a su bajo costo derivado en parte por su

rápido modo de construcción. El concreto compactado con rodillo suele usarse también en la construcción de pavimentos y áreas de almacenamiento. La rapidez de la puesta en obra, el relativo bajo contenido de cemento y la utilización de aditivos minerales (puzolanas, etc.) explican por qué este material es económicamente atractivo para la industria de la construcción. El uso de puzolana en la mezcla de concreto compactado con rodillo puede servir como reemplazo parcial del cemento para reducir la generación del calor y los costos, y como un aditivo para el aumento de finos y para mejorar la manuabilidad al dosificar mezclas para volúmenes mínimos de pasta. Una de las principales funciones de la puzolana o cualquier otro material fino apropiado es la de ocupar espacio que de otra forma sería ocupado por el cemento o el agua. Si este espacio es ocupado por agua, obviamente dará como resultado una reducción en la resistencia del concreto. La actividad puzolánica continúa después de varios años, lo que indica que las puzolanas pueden ocupar espacio y también contribuir al desarrollo de la resistencia a largo plazo.

d) Áridos ligeros Para la fabricación de hormigones de baja densidad y para la producción de prefabricados, con la ventaja de un aligeramiento en su peso medio y una más fácil maniobrabilidad de los productos, bloques, bovedillas, tuberías, etc.

Agrícola a) Control de nutrientes La puzolana tiene una serie de parámetros altamente favorables para su empleo como substrato inerte, tales como su capacidad de intercambio catiónico y conductividad eléctrica prácticamente nulas, así como su PH = 5,5-6, que determina que se utilice en la actualidad como substrato inerte en el que se aportan y controlan perfectamente los nutrientes y tratamientos mediante el agua de riego, pudiéndose realizar un seguimiento exhaustivo de la planta.

b) Aireante Este material se está utilizando como aireantes y soporte de cultivos hidropónicos debido a su gran estabilidad, durabilidad y baja densidad. La puzolana sola, o como parte de otros substratos más compactos (tierra vegetal pesada), crea una red de macroporos que permite una aireación permanente.

Aislante térmico La conductividad de la puzolana en estado natural, con valores medios inferiores a 0,21 Kcal. /Hm2C, hace de ella un aislante de sumo interés.

Filtros naturales La gran permeabilidad de los materiales obtenidos permite el filtraje de líquidos, con la gran ventaja de presentar una mayor porosidad en las granulometrías gruesas.

Absorbentes Su capacidad de absorción de líquidos permite su empleo como absorbente en la industria, así como en preparados olorosos (tierras volcánicas olorosas).

Instalaciones deportivas Como drenaje natural en los campos de fútbol, así como en la construcción de pistas de tenis y polideportivas.

Jardinería Su versatilidad en coloración, desde el rojo hasta el negro, así como su formación en lapilli cementado o bomba volcánica permiten su uso como elemento decorativo en jardinería, y es por tanto cada vez más frecuente encontrar en cualquier ciudad jardines y parques decorados con puzolana, sobre todo a partir de su empleo en los grandes maceteros de las Olimpiadas de Barcelona. Las ventajas de la utilización de la puzolana en esta aplicación, además de los buenos resultados, derivan de su escaso o nulo mantenimiento, y de que resulta innecesario contar con personal especializado para su instalación, en contraste con los numerosos y costosos cuidados que necesita el césped.

5. PROPIEDADES DE LA PUZOLANA Están compuestos de silicatos aluminios, alcalinos hidratados, análogos a las arcillas, en forma vítrea o cristalina, y hay quien afirma que sus propiedades se deben a la sílice y alúmina libre.

Composición química de las puzolanas Sílice

42-66 %

 Alúmina

14-20%

Fe2O3

5-20 %

CaO

3-10%

MgO

1-6%

 Álcalis

2-10%

H2O

1-15%

Fuente: ORUS (1985). Materiales de construcción

6. OFERTA Y DEMANDA Análisis de la oferta La puzolana está siendo empleada en el mundo, y especialmente en Europa, con varias aplicaciones en diversas industrias: de la construcción, agrícola, eléctrica, absorbentes, etc., según sus características y propiedades. En el Perú, el mercado de la puzolana está estrechamente relacionado con la fabricación del cemento (fábricas de cemento de Arequipa y Puno) y ladrillos por algunos productores localizados cerca de las canteras de este material.

Descripción de los principales yacimientos Lagunillas y Pacaycasa (Flor de María) El yacimiento denominado Flor de María se ubica a 9 km al norte de Ayacucho en Lagunillas-Pacaycasa, en Huanta, dentro de la serie sedimentaria de areniscas, arcillas y limonitas tobáceas con desniveles de tobas dacíticas y andesíticas de la Formación Ayacucho del Terciario superior. Una de las estructuras principales corresponde a una capa de toba dacítica con pr opiedades puzolánicas, ubicada dentro de un sinclinal en posición subhorizontal de hasta 15º de buzamiento, con un grosor de 35- 50 m, teniendo como cajas al techo y piso, limonitas, areniscas y arcillas.

Atocongo Se ubica en Pachacamac-Lima, en rocas intrusivas, dentro de un pórfido dacítico de edad Terciaria que intruyen a rocas andesíticas y fue originado por alteración supérgena de dicho pórfido. El material puzolánico principal se encuentra dentro de una chimenea volcánica relacionada con la intrusión, y la puzolana de ca lidad inferior se encuentra dentro del pórfido dacítico.

Cerro Colorado y Pachacútec En este sector se describen puzolanas en rocas del Grupo Yura, del Cretáceo inferior, así como en tobas dacíticas de edad Terciaria.

Canteras de puzolana en el Perú por regiones, año 2004 Región

N° de canteras

 Amazonas

1

 Arequipa

3

 Ayacucho

1

Cusco

1

Puno

3

Tacna

3

Total

12

Fuente. Elaborado por A. Díaz a partir de información de la Dirección General de Minería del Ministerio de Energía y Minas (2006). Estudios de los recursos minerales del Perú y otros INGEMMET.

Producción de puzolana para construcción por regiones (en toneladas métricas)

Fuente: Elaborado por A. Díaz, a partir de información del Ministerio de Energía y Minas-Dirección General de Minería.

Canteras de puzolana en el Perú (año 2016) TITULAR

UNIDAD

 AMERICA INVERSIONES S.A.C.

SAN

REGIÓN JUAN

DE

LA  AYACUCHO

FRONTERA TAMBILLO CEMENTOS PACASMAYO S.A.A. CINSA

MINERA

VIRGEN

DE

CUNYAC

CAJAMARCA

SANTA MARIA I 2008

JUNIN

GUADALUPE S.A. UNION ANDINA DE CEMENTOS  AGRUPAMIENTO ANDINO A JUNIN S.A.A.

DE HUANCAYO

YURA S.A.

ACUMULACION CHILI Nº 1

AREQUIPA

Producción de puzolana por regiones (año 2016) REGIÓN

PRODUCCIÓN

 AREQUIPA

914,230.00

 AYACUCHO

6,082.02

CAJAMARCA

65,691.00

JUNIN

24,263.82

Total general

1,010,266.84

1%

7% 2%

AREQUIPA AYACUCHO CAJAMARCA JUNIN

90%

PRODUCCION POR TAMAÑO DE MINA 6,0 82

65,691 12,425

11,839 Pequeña Minería Gran y Mediana Minería Pequeña Minería

914,230

Gran y Mediana Minería Gran y Mediana Minería

Composición de las puzolanas en los principales países europeos

Fuente: Orus (1985). Materiales de Construcción

ANÁLISIS DE LA DEMANDA Toda la producción de puzolana se consume en el mercado interno y responde a la demanda de la industria del cemento: esencialmente en la fabricación del cemento portland puzolánico y la fabricación de ladrillos.

Mejora en las propiedades del cemento puzolánico El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de 70 % de puzolana y 30 % de cal. El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento Portland ordinario (250-300 kg/m2 ensayo Blaine). Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el r esto se detallan a continuación:



Mayor durabilidad del cemento.



Mejora en la resistencia frente al agua de mar.



Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros.



Aumento en la resistencia a la tracción.



Incremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el fraguado.



Disminución del calor de hidratación.



Mejora en la resistencia a la abrasión.



Aumento la resistencia del acero a la corrosión.



Menor necesidad de agua.

La producción de cemento por empresa Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento: Cemento Andino S.A. Cemento Portland Tipo I 



Cemento Portland Tipo II



Cemento Portland Tipo V



Cemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

Cementos Lima S.A. Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol" 



Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

Cementos Pacasmayo S.A.A. Cemento Portland Tipo I 



Cemento Portland Tipo II



Cemento Portland Tipo V



Cemento Portland Puzolánico Tipo IP



Cemento Portland MS-ASTM C-1157



Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A. Cemento Portland Tipo I 



Cemento Portland Tipo II



Cemento Portland Tipo V



Cemento Portland Puzolánico Tipo IP



Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cemento Sur S.A. Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi" 



Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"



Cemento Portland Tipo II*



Cemento Portland Tipo V*

 Yura S.A. Cemento Portland Tipo I 



Cemento Portland Tipo IP



Cemento Portland Tipo IPM

7. ANALISIS FODA Fortalezas Se puede encontrar en estado natural o fabricar de manera artificial. .Es un material que se disgrega con facilidad en la palma de la mano. Su explotación resulta ser de un bajo costo

Oportunidades Es un material que le da una alta resistencia contra el agua al ser empleado como componente del cemento. Puede ser empleado como drenaje natural en campos de f utbol, para la construcción de canchas de tenis y polideportivas. Puede ser empleado en la jardinería, como un elemento decorativo, y sin necesidad de emplear mucho mantenimiento.

Debilidades La explotación y comercialización se dan de las a canteras a las cementeras Solo se limitan al plano local, se desconoce si se exporta. Es un material muy poco conocido.

Amenazas Su uso en el Perú se enfoca prioritariamente en la Industria del cemento. Existen grandes canteras en el país que actualmente no se están explotando.

 Al haber tantas canteras sin explotar, el sector privado podría sacar mayor provecho que nosotros mismos de este material.

8. PRECIOS Los precios no se conocen porque las industrias que la consumen tienen su propia cantera y no reportan el costo del material, sin embargo se estima que fluctúan entre US$ 4,5 y 5,7 por tonelada.