Diseño de planta de cal

DISEÑO DE PLANTA DE CAL
MONICA MARÍA FITATÁ BOJACÁ
DEYA MARCELA SANTOS CARVAJAL
UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
DISEÑO DE PLANTAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA QUÍMICA
BOGOTÁ D.C.
2014

CONCEPCIÓN DEL PRODUCTO
Industrias Cabecera  Producción de cal: (Por piedra caliza)
a. Nombre producto
La caliza es un tipo común de roca sedimentaria, compuesta por un 50% de calcita
(carbonato de calcio, CaCO3), con porcentajes variables de impureza, con lo que
se ve modificado su color. Cuando se calcina (se lleva a alta temperatura) da lugar
a cal (óxido de calcio, CaO). La fuente de obtención se da en la litosfera.
Reconocer una necesidad social o ingenieril:
La necesidad surge por aprovechar este recurso de fácil obtención el cual es un
mineral no metálico. Es de destacar el comportamiento de los materiales de
construcción, que en la última década vienen ganando protagonismo, el cual está
asociado al comportamiento del sector construcción nacional que durante los
últimos años ha mostrado gran dinámica y se ve reﬂejado en la producción de
caliza de la industria cementera, según datos obtenidos en la página (UPME,
2014)1 en la sección de SIMCO2 muestra una serie de tiempo histórica
de PRODUCCIÓN DE CALIZA en la cual relaciona la Caliza Anual y contiene
información desde 01/01/1940 hasta 31/12/2014, donde se muestra que alcanzó
su máxima producción durante el año 2013 con 13954058,75 de toneladas. (Ver
anexo A).
Crear soluciones para satisfacer la necesidad:
Las piedras calizas abundan en la naturaleza y son materia básica en la
preparación de cal, de cemento, abonos y de hierro. Hay grandes yacimientos en
Cundinamarca, Boyacá y Santander. La localización de la planta será cerca de
suministros de piedras calizas con buenas facilidades de transporte.
La cal pueden suplir diferentes procesos, tales como: estabilización de suelos y
carreteras, pulpa y papel, productos químicos, tratamiento de agua, productos de
cerámica: vidrio y refractarios, pinturas, alimentos, se puede ver la versatilidad del
producto al ser usado en diferentes procesos.
1
UPME (Unidad de Planeación Minero Energética) es una Unidad Administrativa Especial del
orden nacional, de carácter técnico, adscrita al Ministerio de Minas y Energía, regida por la Ley
143/1994 y por el Decreto 255/2004.
2
SIMCO (Sistema de información minero colombiano)

b. Valoración económica de mercado
Datos del producto y proyecciones:
ANÁLISIS EN LOS DEPARTAMENTOS DEL PAÍS, A NIVEL NACIONAL
Al hacer la selección en el país de los productos de mayor participación en la
economía nacional, se encuentra en el tercer puesto la piedra caliza. (CAÑAS
RAMÍREZ , 2008) En la producción de calizas se destacan cinco distritos mineros:
 Luruaco: con un promedio de producción de 3.536.000 toneladas los
mayores municipios de extracción con un 43,50% y 33,50% son Turbaco y
Turbaná. Siguen Cartagena con 18,00% sobre el total de la producción de
Luruaco equivalentes a 664.768 toneladas promedio.
 Ataco – Payandé: la producción se lleva a cabo en municipios de San Luis
y responde a 2.555.667 toneladas anuales promedio.
 Paz del Rio: es el tercer productor con un promedio de 2.317.000
toneladas de los cuales 56,40% son producidos en Nobsa Cundinamarca,
37,50% en Tibasosa y 6,10% en Duitama.
 Puerto Nare: ubicado en Antioquia tiene mayo producción en el municipio
de Sonson (64,10%), 26,50% Puerto Berrio y 9,40% en Puerto Nare.
Manejando una producción de 2.052.667.
 El tambo-Dovio: se encuentran 1.661.000 toneladas anuales promedio.
Fuente: proyecciones UPME, Saldos Reales: Carbón- Ingeominas

DESTINO DE LA CALIZA
En la tabla, se puede observar el distrito minero donde se produce caliza
con su respectivo departamento, mostrando el destino al cual se dirige el
producto.
Fuente: Proyecciones UPME – Ingeominas – ECOPETROL – IFI
Concesión salina
MOVILIZACIÓN DEL PRODUCTO
La piedra caliza necesita una mayor producción puesto que se moviliza la mayoría
por no decir el total de su producción. Como se muestra en la siguiente tabla:
Fuente: UPME – IFI concesión salinas – Ingeominas

DEPARTAMENTO DESTINO DE IMPORTACIONES DE CALIZA
Datos de la gráfica de importaciones de caliza
Su mayor demanda se encuentra en la ciudad de Bogotá con cerca de 5.892
toneladas. Seguidamente se encuentra el departamento de Atlántico y Antioquia
con 3045 y 2231 toneladas anuales respectivamente y finaliza con Cundinamarca
y Bolívar con 699 y 676 toneladas anuales promedio.

IMPORTACIONES Y EXPORTACIONES
IMPORTACIONES DE CAL
Importación de Cal
Año Neto (kg)
Valor (pesos
colombianos)
2002 355,39 875.384,00
2003 666,24 4.797.438,00
2004 40,00 1.347.988,00
2005 102,40 2.349.416,00
2006 241,00 5.385.591,00
2007 840,00 11.022.921,00
2008 20.887,70 20.608.622,00
2009 61.300,00 30.917.938,00
2010 109.051,00 71.663.985,00
2011 108.101,00 70.843.060,00
2012 17.000,00 19.761.045,00
2013 7.427.315,00 2.593.667.752,00
ENERO - MARZO
2014 15.380.000,00 3.237.752.520,00
El cambio que muestran los datos es que en el año 2002 a 2007 se importaba en
gran cantidad a Francia, luego de este año se importó a Argentina, Brasil y
Estados Unidos entre los años 2008 al 2010, luego paso a China en el año 2011 y
finalmente, se está importando a ZFP La Candelaria con cantidades muy altas. Se
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
8000000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Neto(kg)
Año
Importación de Cal

puede apreciar el incremento en el mercado. Así, como la inestabilidad del mismo
puesto que a los países que se importa no son los mismos desde hace 10 años.
EXPORTACIONES DE CAL
Exportación de Cal
Año Neto (kg)
Valor (pesos
colombianos)
2002 34.079.217,00 4.528.409.360,00
2003 68.919.086,00 10.081.826.981,00
2004 54.776.765,84 7.634.983.686,64
2005 72.709.535,40 9.311.982.162,90
2006 84.200.241,60 12.475.488.347,46
2007 100.450.150,00 15.207.436.167,04
2008 22.566.490,00 3.991.522.654,83
2009 24,00 68.496,00
2010 NO SE ENCUENTRA
2011 593.054,91 346.484.871,70
2012 15.600,00 115.532.551,06
2013 12.450,00 60.867.144,84
ENERO - MARZO
2014 36,03 1.715.840,23
Se puede apreciar un cambio notorio en; por razones, que no se conocen en un
simple juicio, ya que paso de importarse de países como Estados Unidos, Guyana,
Jamaica, Panamá, Puerto Rico, República Dominicana, Surinam, Venezuela.
0
20000000
40000000
60000000
80000000
100000000
120000000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2011 2012 2013
Neto(kg)
Año
Exportación de Cal

Entre los años 2002 a 2008. A solo Estados unidos en el 2009 en una mínima
cantidad y ya en el 2011 cambio su nicho de mercado.
CONSUMO DE PRODUCTOS Y MATERIAS PRIMAS EN EL PAÍS
En la siguiente tabla se puede ver la Encuesta Anual Manufacturera que se realiza
en el país, cuyo ítem recibe el nombre de: colombiana materias primas, materiales
y empaques consumidos y comprados, según tipo de artículo total nacional 2012.
Los siguientes datos permiten mostrar la actividad comercial de la caliza y sus
derivados en el país.
código
c.p.c.
artículos
(con
consumo
superior a
$
3.000.000
durante el
año)
unidad
de
medida
(a)
consumo
cantidad
valor
consumo
% consumo
origen
extranjero
compras
cantidad
compras
valor en
el
exterior
compras
valor total
(b) nal y
ext
37420026 Cal
hidratada
t 875.819 5.955.537 0,0 888.288 1.368 4.951.846
37420018 Cal viva t 52.422 13.102.756 0,9 44.072 126.206 12.457.718
37420034 Cal viva
molida
t 681 179.885 0,0 563 0 144.068
15120045 Caliza
triturada o
molida
t 3.740.737 59.258.600 0,0 3.805.568 0 59.494.158
34245061 Carbonato
de cal o
calcio
kg 352.323.653 82.415.348 2,0 337.540.169 1.931.969 79.364.574
Fuente: DANE - Encuesta Anual Manufacturera
En ella se muestra que la cal es un artículo de alto consumo en nuestro país, cuyo
origen se da en los departamentos que se mencionaron anteriormente. Y da un
referente de compras nacionales e internacionales. Así, como la cantidad que se
consume.
CONSUMO DE CAL EN EL PAÍS
Los siguientes datos se sacaron de tablas (DANE, 2014) y muestra los Artículos
(con consumo superior a $ 3.000.000 durante el año), sus datos se expresan en
valores en miles de pesos y se obtiene información con la que se pude hacer
proyecciones para los siguientes años proyectando el consumo que se da a futuro.
Nombre cal viva
Código C.P.C. 37420018

Año
Unidad
de
medid
a (a)
Consumo
cantidad
Valor
consumo
%
Consumo
Origen
Extranjer
o
Compras
Cantidad
Compra
s Valor
en el
exterior
Compras
Valor total
(b) Nal y
Ext
2002 t 46 220 6 963 974 17,68 48 415 (-) 7 267 182
2003 t 51 033 8 147 183 20,29 50 287 (-) 7 997 359
2004 t 50 013 8 062 997 2,8 91 942 (-) 8 142 558
2005 t 69 067 10 463 727 1.10 70 500 115 224 10 852 457
2006 t 122 024 13 814 533 0.64 127 077 88 970 14 125 872
2007 t 57 010 11 847 638 0.00 58 017 (-) 11 992 068
2008 t 53.651 12.211.002 0.77 55.261 (-) 12.536.673
2009 t 1.760.800 12.613.489 0.00 1.646.498 (-) 12.156.334
2010 t 999.868 12.618.673 0.00 1.027.127 (-) 14.003.211
2011 t 49.971 13.849.234 (-) 53.301 (-) 15.156.081
2012 t 52.422 13.102.756 0,9 44.072 126.206 12.457.718
2013 59640,34
2014 59391,52
2015 59142,7
2016 58893,88
PRODUCCIÓN DE CAL EN EL PAÍS
En la parte de producción (DANE, 2014) toma la información con respecto a los
artículos (con producción superior a $ 5.000.000 durante el año), sus datos se
expresan en valores en miles de pesos; a su vez se realizan proyecciones con los
datos de los siguientes años.
- 500 000
500 000
1 000 000
1 500 000
2 000 000
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
ConsumoCantidad
Año
Consumo Cal

Año
unidad
de
medida
(a)
producción
cantidad
producción
valor total
(b)
ventas
cantidad
ventas
valor total
% vendido
al exterior
cantidad
en
existencia
a 31 de
diciembre
2002 t 47 542 7 092 022 45 704 6 819 781 3,27 2 229
2003 t 63 422 8 467 293 64 143 8 616 404 1,54 1 407
2004 t 75 127 11 259 321 66 986 9 854 724 1,42 9 502
2005 t 75 529 12 100 141 72 868 11 646 444 1.30 12 187
2006 t 101 201 19 363 861 104 321 20 259 311 0.00 2 228
2007 t 241 693 57 535 911 181 389 41 063 683 0.69 11 924
2008 t 258.526 58.213.446 242.414 53.680.881 24.467.184 5.346
2009 t 191.169 48.689.771 193.663 45.259.345 14.129.761 421.329
2010 t 192.782 44.680.167 193.621 45.270.479 11.754.373 244.675
2011 t 226.186 57.250.661 189.209 44.770.115 9.928.403 41.281
2012 t 189.209 56.793.171 182.050 53.911.629 817.632 56.284
2013 1267867
2014 1248626
2015 1229385
2016 1210144
c. Requerimientos legales generales para el proceso
La normatividad que se aplica es nacional e internacional, se tiene:
NORMAS NACIONALES (NTC)
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
PRODUCCIONCANTIDAD
AÑO
Producción de Cal

Se encuentra la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA (NTC 5233), fue ratificada por
el Consejo Directivo del 2003-12-19. Menciona los MÉTODOS DE ENSAYO PARA
EL ANÁLISIS FÍSICO DE CAL VIVA, CAL HIDRATADA Y CALIZA. En la NTC
5233 menciona documentos normativos indispensables para la aplicación de esta
norma, comprende normas NTC y ASTM. (INCONTEC, 2014)
Aquí se menciona algunas normas, a tener en cuenta:
NTC 77:1994, Ingeniería civil y arquitectura. Método para el análisis por tamizado
de los agregados finos y gruesos. (ASTM C 136).
NTC 3937:1996, Ingeniería civil y arquitectura. Arena normalizada para ensayos
de cemento hidráulico. (ASTM C 778).
NTC 5059:2002, Método de ensayo para el análisis químico de caliza, cal viva y
cal hidratada (ASTM C 25).
NTC 5163:2003, Terminología relacionada con cal y caliza (ASTM C 51)
NORMAS INTERNACIONALES
Se encuentran las ASTM, destacando las siguientes normas. (Coordinación
General de Minería, Dirección General de Desarrollo Minero, 2013).
 Caliza:
C 25-86 Análisis químicos de piedra caliza, cal viva e hidratada.
C 706-85 El uso de piedra caliza en la alimentación de animales.
C 737-83 Piedra caliza para el levantamiento de polvo en minas de carbón.
 Cal:
C 50-86 Muestreo, inspección, empaque e identificación de cal viva y productos de
cal.
C 51-86 Términos relacionados con la cal.
C 110-87 Pruebas físicas de la cal viva, hidratada y piedra caliza.
C 400-87 Pruebas con cal viva y cal hidratada para la neutralización de desechos
de ácidos.
C 593-85 Cenizas muy finas y otros puzolánicos para ser usados con la cal.
C 602-85 Materiales para el uso de la cal en la agricultura.
C 821-84 Uso de la cal con puzolánicos.

C 911-84 Cal viva, cal hidratada y piedra caliza para usos químicos3.
C 977-83 Cal viva y cal hidratada para estabilización de suelos.
 Carbonato de calcio:
D 1199-86(1991)e1 Especificación para Pigmentos de Carbonato de Calcio.
D 5634-96 Guía para la Selección de Papeles Permanentes, de Desplazamiento
Durable y para Libros.
D 3301-94 Especificación para Carpetas de Archivo para Almacén de Registros
Permanentes.
D 3290-94 Especificación para Papeles Bond y en Cinta de Registros
Permanentes.
D 3208-94 Especificación para Papeles Bond de Registros Permanentes.
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Capacidad de la futura planta: Rondan en un rango de 1000 - 1500 ton por mes.
Según los datos que se muestran en el estudio de mercado. Por lo que se decide
que la planta al ser nueva genere aproximadamente 900 ton por mes. Con
productos que se empacan en 25 y 50 Kg.
Rentabilidad mínima para el futuro proyecto: Se pueden alcanzar utilidades por
el rango de los $ 3.795.037,5, según las estadísticas, que se encontraron. Puesto
que en el año se estaría recibiendo unas ventas de $25.300.250, al aplicar una
rentabilidad del 15%.
REFERENCIAS
CAÑAS RAMÍREZ , A. C. (junio de 2008). Movilización de carga por carretera
sector minero en Colombia. Obtenido de Colfecar:
http://colfecar.org.co/ESTUDIOS%20ECONOMICOS%202013/estudios%20
pdf/Informes%20Especiales/2008/SECTOR%20MINERO%202008.pdf
3
Combina las siguientes especificaciones ASTM de cal, anteriormente mencionadas: C45-Productos de
silicato de calcio; C46-Manufactura de pasta de sulfito; C49-Manufactura de tabique de sílice; C53-
Tratamiento de agua; C258-Manufactura de carburo de calcio; C259-Manufactura de grasa; C415-Productos
de silicato de calcio; C433-Manufactura de hipoclorito de calcio; C826-Tratamiento de desechos industriales

COORDINACIÓN GENERAL DE MINERÍA, DIRECCIÓN GENERAL DE
DESARROLLO MINERO. (2013). Perfil de mercado de la caliza. Obtenido
de
http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/i
nformacionSectorial/minero/pm_caliza_1013.pdf
DANE. (2014). Departamento Administrativo Nacional de Estadística. Obtenido de
https://www.dane.gov.co/
INCONTEC. (2014). NTC5233. Obtenido de
http://tienda.icontec.org/brief/NTC5233.pdf
UPME. (2014). Unidad de Planeación Minero Energética. Obtenido de
http://www1.upme.gov.co/

Anexo A
Caliza
Anual Caliza Anual
Volumen Volumen
Ton Ton
1940 1.380.000 1981 6.057.678,12
1941 1.380.000 1982 7.246.518,24
1942 1.400.000 1983 6.752.608,20
1943 1.509.000 1984 7.399.006,68
1944 1.490.000 1985 7.359.713,40
1945 1.490.000 1986 8.410.123,80
1946 1.420.000 1987 8.351.509,92
1947 1.500.000 1988 8.750.038,44
1948 1.410.000 1989 8.926.089,12
1949 1.400.000 1990 8.901.675,12
1950 1.440.000 1991 9.145.670,04
1951 1.490.000 1992 9.524.010,60
1952 1.509.000 1993 10.614.463,08
1953 1.509.000 1994 11.349.503,88
1954 1.620.000 1995 11.603.459,40
1955 1.760.000 1996 10.864.975,78
1956 2.000.000 1997 11.214.912,70
1957 1.800.000 1998 11.112.827,37
1958 1.820.000 1999 8.387.042,15
1959 2.000.000 2000 9.440.789,08
1960 2.700.000 2001 9.074.800,80
1961 2.950.000 2002 9.046.643,74
1962 3.200.000 2003 9.835.889,70
1963 3.400.000 2004 10.027.653,48
1964 3.673.386 2005 12.017.866,41
1965 3.890.500 2006 11.992.615,24
1966 3.920.300 2007 13.229.235,24
1967 4.010.200 2008 12.699.133,20
1968 4.287.000 2009 11.448.580,93
1969 4.257.647 2010 11.766.895,19
1970 5.007.000 2011 13.364.859,97
1971 5.341.824 2012 13.548.261,35
1972 6.591.127 2013 13.954.058,75
1973 7.000.000
1974 7.620.000
1975 7.800.000
1976 7.800.000

1977 8.112.000
1978 9.431.000
1979 9.700.330
1980 6.018.085,32
Fuente: DANE, Instituto Colombiano de Productores de Cemento ICPC, Cálculo:
UPME. Datos a Agosto de 2013.

RECOLECCIÓN DE DATOS GENERALES
a) Reacciones químicas posibles
Las reacciones que se llevan a cabo son:
CALCINACIÓN
CaCO3 (s) + ∆ CaO (s) + CO2 (g) ∆H1200-1300°C= +4GJ/t de cal producida
HIDRATACIÓN
CaO (s) + H2O(g) Ca(OH)2 (S) ∆H= -66.5kJ
Durante la calcinación el volumen se contrae, y durante la hidratación se hincha.
Como se observa, la reacción de calcinación es reversible. (George, 2000)
El proceso implica un aumento de temperatura desde la temperatura ambiental
hasta la temperatura de calcinación; después, se mantiene constante esta
temperatura durante el lapso necesario para que la descomposición de toda la
caliza se lleve a cabo. El efecto del calor sobre la roca caliza es, generalmente, el
siguiente: hasta 100°C, se precalienta la roca; de 100°C a 450°C, se evapora agua
higroscópica; de 450°C a 800°C, se disocian los carbonatos de magnesio y
algunos carbonatos de calcio; de 800°C a 900°C, se disocian los carbonatos de
calcio y se descompone la arcilla; de 900°C a 1500°C, se aumenta la velocidad de
disociación; arriba de 1500°C. Se empieza a sobre quemar la caliza que está
cerca de la fuente de calor. (Martínez, 2009).
Las impurezas pueden complicar el proceso de calcinación, al producir reacciones
laterales con el óxido de calcio, cuyas partículas se sinteticen en una estructura
densa. Cuando esto ocurre, la superficie de la roca se cierra e impide el escape
del dióxido de carbono. Algunas posibles reacciones laterales son las siguientes:
2CaO + Si02 2CaOSiO2
CaO + ½ SO2  CaSO4
CaO + SO2  CaSO3
La hidratación, es el proceso de obtener cal aérea a partir de cal viva, donde se
produce una reacción química que alcanza temperaturas entre un rango de 90 a
99°C, es muy caustica.

b) Diagrama de bloques para cada reacción química.
PROCESO GENERAL DE OBTENCIÓN DE CAL
Fuente: (Direccion General de desarrollo minero, 2013)

Diagrama de bloques específico:
Se muestra las etapas más importantes del proceso, puesto que en estos
escenarios se realizan las dos reacciones. Con sus corrientes de entrada y salida.
 Calcinación:
CARBONATACIÓN
650-750ºC
CALCINADOR
CaCO3→CaO+CO2
~ 900ºC
CaCO3 + CaO
CaO (FCa)
Gas
Natural
(CH4)
Impurezas
(CH4, CO, CO2)
H2O Caliza
fresca (F0)
Purga
CO2
 Apagado de la cal (hidratación):
Hidratación
(reactor)
Cal viva
CaO
Cal hidratada
Ca(OH)2
H2O
c) Criterios de selección de la reacción para el proceso
VARIABLES
Se tiene en cuenta lo siguiente:

 Humedad del ambiente, puesto que el proceso cumple un ciclo y ´puede
volver a su materia prima inicial.
Fuente: (TEMA 4: Morteros de Construcción y Ornamentación, 2007)
 La temperatura ronda en un rango de 1000°C y 1300°C, para una adecuada
calcinación, para la obtención de cal viva y luego hidratarse con agua.
 El tamaño de la Cal Viva varía entre 0 y 19 mm, y en molienda el 80% está
bajo los 0,075mm.
 Grosor, porosidad y permeabilidad del horno y material adecuada para altas
temperaturas.
 En el proceso de rehidratación se libera una gran cantidad de energía
calorífica, por lo que se debe controlar y no supere el límite de calor,
generando daño en el equipo.
 Concentración de CO2 en la atmósfera, en el proceso de calcinación
d) Realización de diagrama de flujo simplificado para el proceso
seleccionado.

Hidratación
(reactor)
Molienda
Inicio
Extracción
Materia Prima
(Piedra Caliza)
Trituración
Carbonatación
Enfriamiento
Cumple con el
tamaño requerido
Calcinación
(Cal viva)
NO
SI
Trituración
Cal viva
CaO
H2O
Cal hidratada
Ca(OH)2
Cal viva
CaO
Cal viva
CaO
Materia Prima
(Piedra Caliza)
CaCO3,
T=650-750 °C
CaCO3,
T=900 °C
Producto final de
Cal hidratada
Ca(OH)2
Envase y embarque
Cribado
Cal viva
CaO

REFERENCIAS
Direccion General de desarrollo minero. (2013). Perfil de mercado de la caliza.
Obtenido de
http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/i
nformacionSectorial/minero/pm_caliza_1013.pdf
George, T. A. (2000). Manual de Procesos Químicos en la Industria. México D.F:
McGraw-Hill.
Martínez, B. I. (Febrero de 2009). Simulación de una planta de captura de CO2
basada en ciclos de carbonatación-calcinación. Proyecto final de carrera.
Zaragoza.
TEMA 4: Morteros de Construcción y Ornamentación. ( 16 de Septiembre de
2007). Obtenido de
http://www.ugr.es/~agcasco/personal/restauracion/teoria/TEMA04.htm
RECOLECCIÓN DE DATOS TÉCNICOS ESPECÍFICOS (UN PRODUCTO)
a) Materia prima
Yacimientos de cal en Colombia:
Las reservas de cales en Colombia son abundantes, por lo que resulta difícil hacer
una cuantificación. Están distribuidos en la región Andina, ubicadas principalmente
en las cordilleras oriental, central y occidental. El mineral más común es la caliza,
como resultados de la acumulación de sedimentos calcáreos marinos presentes
en las tres cordilleras, pero su presentación como mármol (calizas metamórficas
cristalinas) es muy frecuente y existen distritos amplios de calizas dolomíticas con
contenidos hasta de 20% de magnesio. (Osorno Henao & Darío Zapata, 2012)
Los yacimientos de cal en Colombia son:
 Departamento de Antioquia: Los mayores yacimientos están en el
piedemonte oriental de la cordillera central y el solo yacimiento de Nare
cúbica más de mil millones de toneladas, este yacimiento tiene mármol
dolomítico del paleozoico. Otras localidades antioqueñas ricas en calcáreos
son: Amalfi (Dolomita), Segovia, Abejorral, Santa Bárbara, Cocorná, Urrao,
Turbo, Frontino, Sonsón, Maceo, San Carlos (Donde se localizó la primera
planta de cal agrícola).
 Departamento del Atlántico: Las calizas del departamento del Atlántico son
las más jóvenes del país, muy puras y cubren grandes extensiones
explotables a cielo abierto. Se conocen cubicaciones parciales superiores a

2000 millones de toneladas. En Arroyo de Piedras, Atlántico se encuentran
calizas del Eoceno Superior.
 Departamento de Bolívar: Centenares de millones de toneladas de caliza
con más de 93% de pureza se conocen en la colina de Albornoz, en
Mamonal, Cartagena, otro poco en Turbaco, Bayunca y en el cerro de la
Popa.
 Departamento de Boyacá: Son calizas cretácicas de edad cretácea y
existen en Nobsa, Tibasosa, Corrales, Cerniza, Moniquirá con purezas
hasta del 97%.
 Departamento de Caldas: Son yacimientos de edad paleozoica y se
encuentran en los municipios de Filadelfia, Samaná, Dorada, Salamina,
Pácora, la Victoria.
 Departamento del Cauca: En los municipios de Pitayó, Corinto, existen
grandes bancos explotables.
 Departamento de Cesar: En Durania se han cubicado más de 2000 millones
de toneladas de mármoles y caliza de hasta un 98% de pureza.
 Departamento de Córdoba: En los alrededores de Montería existen millones
de toneladas de calcáreos explotables a cielo abierto con purezas de hasta
el 94%.
 Departamento de Cundinamarca: grandes yacimientos se conocen en el
Páramo de Sumapaz, en los municipios de Ubaté, La Calera, Gachalá,
Pueblo Viejo, Apulo, pues toda la cordillera oriental es rica en calcáreos del
cretáceo.
 Departamento del Chocó: Sus principales yacimientos calcáreos están en
Cabo Corrientes.
 Departamento de La Guajira: En la Serranía de Perijá, vertiente occidental
entre San Juan y Cuestecitas, se pueden cubicar más de 2000 millones de
toneladas.
 Departamento del Huila: Es donde están los yacimientos más grandes de
caliza cretácicas dolomítica, marmolizadas, blancas, en la localidad de la
Lupa entre Neiva y Palermo, con contenidos de hasta el 34% de MgO.
 Departamento del Magdalena: En fundación hay mármoles, y calizas
dolomíticas que se explotan mínimamente.
 Departamento del Meta: Calizas dolomíticas hay en Curamal, en Servitá y
Currabal. En San Martin hay yacimientos dolomiticos de edad carboniana.
 Departamentos Santanderes: El macizo de Santander tiene grandes
yacimientos de calizas cretácicas en Mutiscua, Chinácota, en San Gil,
Vélez, Curití, Tona.
 Departamento de Sucre: Hay calizas del Eoceno Superior, acumulaciones
del Terciario en Tolú viejo.
 Departamento del Tolima: Los yacimientos calcáreos más conocidos y
explotados son los de Payandé, Lérida, Líbano, Suarez y Chaparral, que

están formadas por calizas cristalinas triásicas. Su estado cristalino se debe
a las intrusiones cuarzo-monzoniticas del jurásico que afectaron no solo
esta porción de la cordillera central sino también el área del macizo
Santander.
 Departamento del Valle: En la parte cordillerana su único yacimiento
explotable es el de Vijes, pero en la Costa Pacífica posee en abundancia
este recurso.
Los datos por departamento fueron tomados de (Osorno Henao & Darío Zapata,
2012). En el cual se puede observar la disponibilidad del producto en el país.
 El costo de la materia prima
Mediante la resolución 8-0760 del 27 de junio de 2001, el Ministerio de Minas y
Energía determino los criterios que deben tenerse en cuenta para la fijación del
precio base de los minerales para la liquidación de regalías, donde se encuentra la
caliza. Así, como otros artículos, leyes y decretos que se encuentran en (Unidad
de planeación minero energética, 2014) donde menciona que la caliza tiene un
precio en Boca de Mina $/unidad de 13078 cuya unidad de medida se da en
tonelada, este valor sirve de base en el proceso.
b) Especificaciones de productos y rendimientos, propiedades físicas
y químicas, efectos de almacenamiento.
ESPECIFICACIÓN MATERIA PRIMA
Las calizas son rocas sedimentarias de origen fundamentalmente químico u
organógeno, formadas al menos por un 50% de carbonato cálcico.
 Propiedades físicas de la caliza:
De acuerdo con (Guerrero H., mayo-agosto 2001). La coloración de
las calizas ricas en calcio y las calizas dolomíticas (carbonato de
calcio y magnesio) son blancas cuando son puras. Esta coloración
puede llegar a ser gris o negra como consecuencia de las impurezas
carbonosas, entre ellas se tiene el óxido férrico que le da una
coloración amarillenta, rojo, pardo; los sulfuros generan un color
rojizo y dentro de ellos se encuentran la pirita, marcasita y la siderita.
También se encuentra de tonalidad café y amarilla debida al hierro.

La resistencia de la caliza es una propiedad importante a la
compresión, a aplastamiento que oscila entre 98.4 y 583.5 kg/cm2, la
resistencia a la tracción no es tan importante pero su variación es de
26 a 63 kg/cm2.
La densidad de la caliza comercial secada al aire en las condiciones
ordinarias es de 1.922 kg/dm3. En condiciones de humedad la
densidad puede ser de 2.242 kg/ dm3. La densidad real
prescindiendo de los poros llenos de aire, oscila entre 2.2 y 2.9 kg/
dm3, la calizas con alto contenido de calcio tienen una densidad de
2.65 a 2.75 kg/ dm3 y las calizas dolomíticas tienen una densidad de
2.8 a 2.9 2.75 kg/ dm3.
Las rocas calizas tienen una textura cristalina. La dureza de la caliza
es de 2 a 3 en la escala relativa de dureza de Friedrich Mohos.
La porosidad de la caliza es de 0.3%-1.2% y su gravedad especifica
corresponde a valores entre 2.65-2.75 de acuerdo con (Grover Porta
2014).
Las propiedades de la caliza dependen la cantidad de impureza de la
roca original. Un ejemplo de ello son las calizas que contienen
alúmina en combinación con sílice, esta combinación se encuentra
en forma de arcilla. Cuando estas cantidades son apreciables la
arcilla convierte a la caliza rica en calcio en amarga o arcillosa, que
por calcinación dan cales hidráulicas. Las cales que contienen
materiales arcillosos en cantidades de 5-10% son débiles
hidráulicamente, pero las que contienen del 15-30% de estos
materiales son altamente hidráulicas. (Guerrero H., mayo-agosto
2001).
 Propiedades químicas
Composición
La materia silícea además de ser una impureza, es muy dura y
nociva para las cales y las rocas destinadas a producir materiales de
pulimento. Las calizas metalúrgicas y químicas deben tener menos
del 1% de alúmina y menos del 2% de sílice.
Los compuestos de hierro son pocas veces nocivos para la caliza a
menos que se requiera una cal muy pura. Normalmente el hierro se
encuentra en forma de pirita FeS2 e hidróxido férrico (limonita). Los
silicatos que contienen hierro no se descomponen.

Los compuestos de sodio y potasio no se encuentran en cantidades
notables en la caliza y no son nocivos para las mismas.
Los compuestos de azufre y fosforo son impurezas nocivas para la
cal y caliza química, estos componentes no deben estar en mayores
proporciones a 0.05% para el azufre y 0.02% para el fosforo.
(Guerrero H., mayo-agosto 2001).
De esta forma la materia prima a trabajar tendría la siguiente
composición:
Características Químicas
 Óxido de Sílice (SiO2): Máx. 1.0%
 Óxido de Hierro (Fe2O3): Máx. 0.1%
 Óxido de Aluminio (Al2O3): Máx. 0.1%
 Carbonato de Calcio (CaCO3): Min. 96.0%
 Óxido de Calcio (CaO): Min. 54.0%
 Óxido de Magnesio (MgO): Máx. 0.1%
 Tipos de mineral (caliza)
Se encuentran dos tipos de piedra: la dolomita y la calcita, ambas son minerales
compuesto de calcio y magnesio; se diferencian por las propiedades
fisicoquímicas, proporciones de carbonatos, el color y en el uso, puesto que la
Calcita Tipo A no pose porcentajes de silicio ni de hierro y es especial para la
fabricación de vidrio y la Calcita Tipo B tiene un alto contenido de silicio lo cual es
beneficioso en la zona agrícola y para la obtención de cal de alta pureza.
 Calcita:
La clase de mineral es un carbonato, cuya fórmula es: CaCO3, Presenta una
variedad enorme de formas y colores. Se caracteriza por su relativamente baja
dureza (3 en la escala de Mohs) y por su elevada reactividad incluso con ácidos
débiles, tales como el vinagre. Compuesto por: 40.04 %Ca, 56.03 %CaO, 12.00 %
C, 43.97 %CO2. Dentro de sus usos se encuentra: la agricultura, fertilizante al
modificar el pH del suelo regulando la acidez y mejorando los cultivos, también se
utiliza para desacidificar el agua.
 Dolomita:
Es un mineral compuesto decarbonato de calcio y magnesio [CaMg(CO3)2]. Se
produce una sustitución por intercambio iónico del calcio por magnesio en la roca
caliza (CaCO3). Se presenta incolora con una dureza de 3,5 a 4 (escala de Mohs).
Contiene el 30.41% de CaO, 21.86% de MgO y el 47.73% de CO2, en su forma

más pura. Dentro de sus usos se encuentra: la fabricación de materiales
refractarios, metalúrgica manufactura de cerámica, pinturas, como componente
para fabricar el vidrio, y la agricultura.
ESPECIFICACIÓN PRODUCTO
Según (Taiwan Turnkey Project Association) se encuentra en los siguientes
rangos, los cuales serán los valores del producto a trabajar:
1. CAL VIVA
 CaO: Min. 93.25% - 98% cal disponible.
 MgO: Min. 0.3% - 1.5%
 Contenido de S: Máx. 0.1%
 SiO2: Máx. 0.2% - 1%
 Fe2O3: Máx. 0.1% - 0.4%
 Al2O3: Máx. 0.1% - 0.5%
2. CAL HIDRATADA
 CaO: Min. 62% - 64%
 Ca(OH)2: Min. 85%
 Gravedad especifica: 2.3 - 2.4
 Densidad de la masa: 450-560 kg/m3.
 MgO: Máx. 1%
 SiO2: Máx. 0,5%
 Fe2O3: Máx. 0,1%
 Al2O3: Máx. 0,1%
 Propiedades físicas de la cal
 Estado físico, sólido.
 Se presenta granulada o molida.
 Apariencia del producto; color crema, café y blanco.
 No presenta olor.
 Concentración de CaO libre > 75%.
 Concentración de CaO alcalinizante > 86%.
 Punto de fusión Cal viva: 2.570 ºC.
 No es inflamable.
 No posee explosión potencial.
 Solubilidad en agua insignificante (a 0ºC = 1,40 gr CaO/lt y a 100ºC =
0,54 gr CaO/lt).
 El óxido de calcio reacciona con ácidos, formando sales de calcio, de las
cuales algunas serían solubles.

 Es inestable por ser material anhidro. Es incompatible con agua y
ácidos. Reacciona con algunos plásticos, caucho y revestimientos. El
floruro reacciona con el óxido de calcio, desarrollando mucho calor y
algo de luz.
 Propiedades químicas de la cal
 Punto de fusión 2.570ºC
 Punto de ebullición 2.850ºC
 Peso especíﬁco 3,3 - 3,4 g/cm3 a 20°C
 Densidad a granel 700 – 1.300 kg/m3 a 20°C
En las siguientes tablas 8 y 9, se puede apreciar antecedentes sobre las
propiedades físico-químicos (Coloma Álvarez, 2008), corresponden a datos
teóricos de los distintos tipos de cal que existen y una derivación de estas mismas.

 Efectos almacenamiento de cal
La cal viva es muy higroscópica y reacciona con la humedad del aire. La cal
viva debe ser almacenada en silos, o, en lugares cerrados. Su durabilidad
depende de su exposición al aire y/o a la humedad. Productos almacenados
en silos herméticos se pueden almacenar hasta un mes sin perjudicar sus
cualidades.
La cal no es combustible cuando se mezcla con agua, no obstante, desprende
un calor considerable cuando entra en contacto con ella, o con ácidos u otras
sustancias químicas que contengan agua de cristalización. El calor resultante

de la hidratación puede ser suficiente como para encender materiales
combustibles cercanos.
En el almacenamiento, en lo posible se recomienda en envases impermeables
y ojalá sobre madera a una distancia de al menos 10 cm del suelo, para evitar
contacto con la humedad del piso.
La rotación de los sacos en las bodegas no debes ser mayor a 15 días para la
cal viva y de 180 días para la cal hidrata.
c) Cálculo de caudales y condiciones de temperatura, presión y
composición de las corrientes por los balances de materia y
energía.
HORNO DE CALCINACIÓN
Balance de masa
La planta se diseña para producir 900 ton/h al mes, lo que significa 30 ton/h de cal
diaria. En base a la reacción de calcinación e hidratación que se mostró
anteriormente, se predice lo siguiente:
‘
Se debe tener en cuenta que la piedra tiene una pureza de 96 %
900gCaO *
100.08 𝑔 CaCO3
56.08 𝑔 CaO
=1606.13g ó 1.6061kg
 La carga de piedra caliza por cada hora es de: 1,25 ton/h
 Cantidad de CaCO3 que reacciona durante la calcinación por hora:
1,25
𝑡𝑜𝑛CaCO3
h
∗
96 𝑡𝑜𝑛 CaCO3
= 1,2
𝑡𝑜𝑛CaCO3
h
 Flujo de Cal Viva obtenido:
1,2
𝑡𝑜𝑛CaCO3
h
∗
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CaO
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CaCO3
∗
1 𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CaCO3
∗
56,08 𝑡𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑂
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝑂
= 0,673
𝑡𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑂
ℎ
Teniendo en cuenta la pureza de la piedra caliza: 0,646 kgCaO/h
 Flujo de CO2 desprendido:
1,2
𝑡𝑜𝑛CaCO3
h
∗
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CO2
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CaCO3
∗
1 𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CaCO3
∗
44 𝑡𝑜𝑛 CO2
1𝑡𝑜𝑛 𝑚𝑜𝑙 CO2
= 0,528
𝑡𝑜𝑛 CO2
ℎ
Compuesto PM (ton/mol)
CaCO3 100,08
CaO 56,08
CO2 44

Teniendo en cuenta la pureza de la piedra caliza: 0,506 tonCO2/h
Balance de energía
Cálculo de Calor útil necesario para la disociación de CaCO3
ΔH reacción = ΔH formación de productos – ΔH formación de reactivos
Entalpías de formación de los compuestos químicos de la reacción de calcinación
de la caliza.
Compuesto Químico Entalpia de formación (Kcal/mol)
CaCO3 -289,5
CaO -151,7
CO2 -94,054
ΔH reacción = 43,746
Kcal
mol
Entonces el calor mínimo necesario para la disociación es:
Qmin= 43,746
Kcal
mol
*
1 Kmol CaO
56 kg CaO
∗
1000 mol
1 Kmol
= 781,18
Kcal
𝑘𝑔 𝐶𝑎𝑂
Y el flujo de calor útil necesario para la producción de 0,679
ℎ
es:
Qútil= 781180
𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐶𝑎𝑂
𝑡𝑜𝑛𝐶𝑎𝑂
* 0,679
ℎ
= 530421,22
Kcal
h
Variables del horno de calcinación
Temperatura de entrada: 15°C
Temperatura de salida: 1300°C
Presión: 101 kPa
Flujo másico: 1,25 ton/h
Composición de entrada:
 SiO2: 1.0%
 Fe2O3: 0.1%
 Al2O3: 0.1%
 CaCO3: 96.0%
 CaO: 54.0%
 MgO: 0.1%

Composición de salida:
 CaO: 93.25% - 98% cal disponible.
 MgO: 0.3% - 1.5%
 Contenido de S: 0.1%
 SiO2: 0.2% - 1%
 Fe2O3: 0.1% - 0.4%
 Al2O3: 0.1% - 0.5%
BALANCE DEL ENFRIADOR
Variables
Tentrada: 1300°C
Tsalida: 130°C
Presión: 101,3 kPa
BALANCE DEL HIDRATADOR
Se requieren 18 partes en peso de agua por cada 56 partes de óxido de cal para
realizar el apagado. Teniendo en cuenta la pérdida de agua por evaporación al
producirse la reacción de hidratación de la cal viva, se considera necesario
alrededor de un 33% de agua en peso para obtener cal apagada en polvo, entre
300 y 400% para obtener una cal en pasta y más de un 400% para obtener una
lechada o agua de cal.
Variables
Tentrada: 90°C
Tsalida: 110°C
Flujo másico: 1,25 ton/h
Composición de entrada:
 CaO: 93.25% - 98% cal disponible.
 MgO: 0.3% - 1.5%
 Contenido de S: 0.1%
 SiO2: 0.2% - 1%
 Fe2O3: 0.1% - 0.4%
 Al2O3: 0.1% - 0.5%

Composición de salida:
 CaO: 62% - 64%
 Ca(OH)2: 85%
 MgO: 1%
 SiO2: 0,5%
 Fe2O3: 0,1%
 Al2O3: 0,1%
d) Termodinámica y cinética de las reacciones químicas involucradas
(equilibrio, rendimiento, velocidades, condiciones óptimas).
 Cinética de reacción
𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠)↔𝐶𝑎𝑂(𝑠)+ 𝐶𝑂2(𝑔)
∆𝐻=1764𝑘𝐽/(20°𝐶); ∆𝐻=1643𝑘𝐽/𝑘𝑔(890°𝐶)
Es una reacción fuertemente endotérmica.
La energía libre estándar viene dada por (Ecuación de Gibbs-Helmolthz):
∆𝐺=∆𝐺°+𝑅𝑇𝐿𝑛(𝐾𝑒𝑞)
En el equilibrio ∆G=0
Entonces ∆𝐺°=−(𝐾𝑒𝑞)
La constante de equilibrio viene dada por
𝐾𝑒𝑞=
𝑎𝐶𝑎𝑂𝑃𝐶𝑂2
𝑎𝐶𝑎𝐶𝑂3
= PCO2
Por lo que ∆𝐺°=−(PCO2)
En la figura 1 viene representada la energía libre estándar para la descomposición
del carbonato de calcio en función de la temperatura. Las líneas a trazos
representan el valor de la presión parcial de equilibrio del gas (CO2). Si ∆G°=0
entonces:
(PCO2)=0
PCO2=1

Figura 1. Energía libre estándar de reacción en función de la temperatura. Las
líneas a rayas representan la presión de gas de equilibrio encima del óxido y el
carbonato (el hidróxido). Tomado de (Blanco A., 2005).
Y la temperatura a la que eso ocurre es a 1156K (883°C). En la misma figura 1
también se da la presión parcial de CO2, que normalmente existe en la atmósfera
de ello se puede determinar la temperatura a la cual el carbonato de calcio llega a
ser inestable cuando se calienta en el aire, dicho valor es de 810K (537°C).
En la figura 2 puede verse el valor de la presión de disociación del CaCO3 en
función del inverso de la temperatura (1/T).

∆𝐺° = −𝑅𝑇𝐿𝑛𝑇(𝐾𝑒𝑞) = −𝑅𝑇𝐿𝑛𝑇(PCO2)
∆𝐺° = 𝐻° − 𝑇∆𝑆°
De las ecuaciones anteriores
𝐿𝑛(PCO2) = −
∆𝐻°
𝑅
1
𝑇
+
∆𝑆°
𝑅
Tomando escala logarítmica en el eje de ordenadas y como variable del eje de
abscisas 1/T la ecuación anterior representa una recta cuya pendiente es:
𝑚 = −
∆𝐻°
𝑅
(< 0)
Figura 2. Presión de disociación de equilibrio del CaCO3 en función del inverso la
temperatura (1/T). Tomado de (Blanco A., 2005).
De lo anterior se deduce que la presión de disociación (descomposición) es una
atmósfera cuando la temperatura es de 883 ºC, sin embargo la descomposición de
la caliza llega a ser significante a 500 - 600 °C si la presión parcial de CO2 se
mantiene suficientemente baja o si la caliza está íntimamente mezclada con
materiales tales como el cuarzo o productos de descomposición de las arcillas,
que reaccionan con el óxido de calcio.

El apagado de la cal consiste en la combinación del óxido cálcico obteniéndose un
producto, el hidróxido cálcico, que aumenta de volumen respecto al producto
inicial y se desprende calor. Para este procesos se requieren 18 partes en peso de
agua por cada 56 partes de óxido de cal para realizar el apagado. Teniendo en
cuenta la pérdida de agua por evaporación al producirse la reacción de hidratación
de la cal viva, se considera necesario alrededor de un 33% de agua en peso para
obtener cal apagada en polvo, entre 300 y 400% para obtener una cal en pasta y
más de un 400% para obtener una lechada o agua de cal (Pérez, 2012).
e) Servicios, equipos a adquirir, accesorios por construir y materiales
de construcción.
 Servicios, materiales y otros
SERVICIOS, MATERIALES Y
OTROS
CARACTERÍSTICAS
Caracterización
En esta etapa se evaluá la
extracción de la cal, el proceso de
perforación, así como los
explosivos a usar para obtener la
caracterización del producto con su
respectiva composición química.
Explosivos para la extracción de la
piedra caliza.
100 kg de ANFO, 1 caja de
dinamita, 100 metros de cordón
detonante 3P, 1 fulminante #6, 1
metro de mecha lenta.
Pasajes y viáticos
Según el destino del producto final.
Gas natural Para el funcionamiento de los
equipos.
Combustible
Galones de gasolina para los
vehículos
Termógrafo
Un registrador es un instrumento
de registro electrónico que
monitorea y reporta los diversos
cambios de temperatura en el
tiempo de un equipo.
Analizador de gases En la parte del horno, ya que se
emite CO2
Visita terreno Evaluá el área de terreno para los
equipos
Empaques
Bolsas de polipropileno de:
25 y 50 kg.

 Maquinaria y equipo
MAQUINARIA Y EQUIPO CANTIDAD
MINA
Perforadora 1
Compresores 1
Camiones tolva 2
Cargador frontal 3
PLANTA DE PROCESAMIENTO DE CALES
Tolva 1
Trituradora de mandíbula 1
Banda transportadora 40 Metros
Zaranda 4 metros
Horno de calcinación 2
Molino de bolas 2
Clasificador gravitacional 1
Criba 1
Hidratador (reactor) 1
Empacadora automática 1
Montacargas 2
Silos 2
DIMENSIONES DE LOS EQUIPOS
 Perforadora:
Martillo hidráulico HB 2000kg. 4
Diámetro de la herramienta 150mm
Longitud de trabajo de la herramienta 665 mm
Número de golpes 300-600 gpm
Presión de servicio 160-180 bares.
 Compresor (Atlas Copco Colombia Ltda., 2010-2014)
Datos técnicos
 Presión de trabajo efectiva normal: 7 bar / 102 psig
 Nivel de potencia acústica máx: 99 dB
 Capacidad de aceite: 24 L
Motor
 Número de cilindros: 4
 Potencia a velocidad nominal: 88 kW
4
http://www.farell.com/uploads/documentos/GAMA%20PRODUCTOS%20ATLAS%20COPCO%20CTO.pdf

 Velocidad del motor (nominal): 2300 rpm
Dimensiones de la unidad
 Longitud total con lanza de remolque ajustable/fija: 4356/3941 mm
 Anchura total: 1701 mm
 Altura total: 1611 mm
Características
- Resistente a condiciones climáticas adversa (de -25°C a +50°C)
- Pequeñas dimensiones y peso reducido
- Intervalos de servicio y mantenimiento prolongados
Ventajas
- Fácil de transportar o desplazar
- Funcionamiento sencillo
- Menor coste total de inversión
 Camión tolva (HYUNDAI, 2014)
Motor
Modelo Hyundai D6CC Powertec Euro IV
Tipo 6 cilindros en línea 24 válvulas
Cilindrada 12.300 cc
Potencia 380 hp @ 1.900 rpm
Torque 1.568 nm @ 1.200 – 1.500 rpm
Inyección Inyector Bomba EUI
Capacidad
Capacidad Técnica
Máxima (Kg):
Eje delantero:
18.000
Eje trasero:
26.000
Total:
44.000
Capacidad de Carga
(Kg):
Eje delantero:
11.090
Eje trasero:
22.440
Total:
33.530
Tara (Kg): Eje delantero:
6.910
Eje trasero:
3.560
Total:
10.470
 Cargador frontal (KOMATSU )
POTENCIA
Bruta: 143 kW 192 HP @ 2100 rpm
Neta: 142 kW 191 HP @ 2100 rpm
CAPACIDAD DE CUCHARÓN
2.7–4.0 m3 3.5-5.2 yd3

DESCARGUE Y ALCANCE
Altura libre de vaciado: 2885 mm 9’6”
Alcance para descarga: 1210 mm 4’0”
Esta maquinaria se alquilara debido a que incrementa significativamente la
inversión inicial y son equipos que se usaran 5 días por mes, lo cual no justifica su
compra inmediata.
 Trituradora de mandíbula (XSM, 2000-2012)
Modelo
Tamaño de
abertura para
suministro de
materiales
(mm)
Tamaño de
suministro
de
materiales
máx. (mm)
Rango de
ajuste de
abertura
de
descarga
(mm)
Capacidad
(T/H)
Potencia
de motor
eléctrico
(Kw)
Dimensiones
generales
(mm)
Peso
(T)
PE-250×400 400×250 210 20-80 5-20 15 1450×1315×1296 3
 Banda transportadora (XSM, 2000-2012)
Ancho de banda (mm)
Longitud de banda (m)/Potencia(Kw)Velocidad de bandaCapacidad
(L/KW) (L/KW) (L/KW) (m/s) (T/H)
B400 ≤12/2.2 12-20/2.2-4 20-25/3.5-7.5 1.25-2.0 30-60
 Zarandas vibratorias inclinadas (CATERPILLAR, 2008)
Modelo Tamaño de zarandas Potencia Peso
CVB1540 1.5 x 4 m 15 kW 2.8 - 5 ton
 Horno de calcinación (PRACTICAL ACTION , 1995)
Volumen Ø interior Altura Producción Tamaño piedra
1 m3 100 cm 350 cm 6 ton 40-150 mm
 Molino de bolas
Modelo Ø120*28005
Velocidad de rotación: 36 rpm
Tamaño de alimentación: 0-20mm
5
http://www.chinaminingequipment.es/2-2-ore-dressing-ball-mill.html

Capacidad: 1.2-3.7 t/h
Potencia: 37kW
Peso: 12,5 t
 Empacadora automática:
Marca: puda Dcs- fwjj6
Longitud: 1.3m
Ancho: 1.2m
Altura: 1.7m
Material de empaquetado: Papel, Otros
Peso: 750kg
 Criba
Marca: backers
Cribadora en estrella 2-ha7
Medidas de transporte: 6.800*2.550*2.680 (Largo*Ancho*Altura en mm)
Medidas de trabajo: 9.200*5.450*2.680 (Largo*Ancho*Altura en mm)
Medidas del silo: 2.800*1.200*1.000 (Largo*Ancho*Altura en mm), dispuesto
cónicamente
Volumen del silo: 2 cbm
 Ciclones
Marca: AFW
Flujo: 3000m3/h
Presión aire: 6 bar
Area de filtro: 39 m2
 Montacargas:
Nissan Platinum II serie de amortiguador capacidad de 1300 kg LPG_dual Fuel8
6
http://spanish.alibaba.com/product-gs/fly-ash-packaging-machine-822068241.html
7
http://backers.de/es/t%C3%A9cnica-de-cribado-en-estrella-para-materiales-minerales
8
http://www.viarural.com.co/agroindustria/montacargas/nissan-forklift/platinum-ii.htm

Modelo CF30
Longitud: 2070 mm
Ancho: 970 mm
Altura: 2060 mm
Velocidad Máx: 17.54 km/h
f) Mano de obra.
A continuación, se da un aproximado en tiempo de producción:
La extracción del material se hará con el fin de obtener la cantidad
necesaria para un mes de trabajo. Se sabe que se requieren 1859 g de
piedra caliza con el 96% de pureza para obtener 1000g de cal viva,
conocida esta relación se puede decir que para obtener 30 toneladas de cal
viva, que es la producción mensual, se requieren 1673,1 toneladas de
piedra caliza. Se espera que durante un día de trabajo, de 9-10 horas en la
mina, se extraigan aproximadamente 350 toneladas. Esto quiere decir que
para obtener la cantidad necesaria para un mes de trabajo la extracción se
debe hacer en 5 días de trabajo en la mina.
En esta etapa se lleva a cabo la perforación y voladura de la tierra para la
obtención de la piedra caliza. Es una etapa rápida puesto que los
explosivos hacen el trabajo de manera inmediata.
El transporte de material dura 15 min por cercanía de la planta a la mina, el
descargue es de aproximadamente de 30 min. Este se hará en dos
camiones con capacidad para 33 toneladas esto quiere decir que se harán
alrededor de 6 viajes por cada camión en un día de trabajo.
De esta forma las actividades de adecuación y selección de materia prima
en la etapa inicial son conducidas a la tolva, el proceso de producción de
esta etapa hasta la molienda previa de la calcinación es de un tiempo total
de 8 horas.
Se destina un tiempo de 8 horas para el proceso de calcinación, puesto que
es una de las etapas más importantes y requiere de tiempo, para la correcta
calcinación y la obtención de cal viva.
Finalmente, se destina un tiempo de 8 horas para la hidratación, el
empaque y almacenamiento del producto.
Por lo que las jornadas se harán en 3 turnos rotativos de 8 horas diarias
donde se realizaran actividades distintas siguiendo el proceso mencionado

anteriormente para un total de 24 horas, necesitando los siguientes
trabajadores por turno:
MANO DE OBRA
Personal Número de personas
APOYO
Mineros (ingeniero de
minas, capataz, operadores
de maquinaria pesada y
transporte de carga)
11
PLANTA
Preparación y transporte de
la piedra caliza
2
Operario de control en la
calcinación
1
Operario de control en la
hidratación y empacador del
producto
2
Técnico de almacenamiento 1
Jefe de laboratorio 1
Director de planta 1
Además, se aclara que para economía de la empresa se tiene una mano de obra
directa que es el personal de planta que se necesita de manera constante y una
mano de obra indirecta en la parte de la mina ya que se necesita su trabajo una
vez al mes o de manera intermitente, en la siguiente tabla se muestra la
distribución de cargos para ambos casos:
NÚMERO
CARGOS A
PROVEER
IDENTIFICACIÓN DEL CARGO
3 Operario de control: Control de calcinación, procesos pre y
post calcinación, embalaje de producto terminado
1 Técnico de almacenamiento: Inventarios y almacenamiento
2 Conductor
1 Director de planta
1 Jefe de laboratorio
1 Ingeniero de minas
1 Capataz
7 Operarios de maquinaria pesada (extracción y cargue)

BIBLIOGRAFÍA
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XSM. (2000-2012). Minins and Construction . Obtenido de
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RECOLECCIÓN DE DATOS ECONÓMICOS ESPECÍFICOS
a) Estimación de costos de producción
MATERIAS PRIMAS E INSUMOS COSTO ANUAL
Piedra caliza $141’242.400
Gas natural $100’000.000
Agua $100’000.000
COSTO TOTAL $341.242.400
Para producir una tonelada de cal hidratada el costo es de $568.634. El
precio de una tonelada de piedra caliza es de $13.078, los costos de
agua y gas natural fueron supuestos de acuerdo a los valores de los
servicios industriales en Bogotá.
El porcentaje de aumento de costo de materia prima se estimó así para
5 años.
 Año 1: 2%
 Año 2: 2,20%
 Año 3: 2,50%
 Año 4: 2,60%
 Año 5: 3,12%
En la siguiente tabla se muestran los costos indirectos de fabricación proyectados
a 5 años.
DESCRIPCIÓN AÑO1 AÑO2 AÑO3 AÑO4 AÑO5
Servicio de Agua y Alcantarillado 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00
Servicio de Gas 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00 100.000.000,00
Servicio de Energía 80.000.000,00 80.000.000,00 80.000.000,00 80.000.000,00 80.000.000,00
Servicio de Internet 600.000,00 600.000,00 600.000,00 600.000,00 600.000,00
Servicio de Telefonía Fija 600.000,00 600.000,00 600.000,00 600.000,00 600.000,00
Impuestos 90.385.000,00 90.385.000,00 90.385.000,00 90.385.000,00 90.385.000,00

Papelería 1.200.000,00 1.200.000,00 1.200.000,00 1.200.000,00 1.200.000,00
#N/A 1.080.000.000,00 1.080.000.000,00 1.080.000.000,00 1.080.000.000,00 1.080.000.000,00
Seguros - - - - -
Capacitación de Empleados - - - -
DEPRECIACIONES - 33.818.714,20 33.818.714,20 33.818.714,20 33.818.714,20
INTERESES FINANCIEROS 93.372.832,61 93.372.832,61 93.372.832,61 - -
TOTAL 1.546.157.832,61 1.579.976.546,81 1.579.976.546,81 1.486.603.714,20 1.486.603.714,20
b) Utilidades
Se estima que el incremento en la utilidad sea del 5% para los primeros tres años,
6% y 7% para el cuarto y quinto año respectivamente. Para conocer las utilidades
de la planta, se deben conocer datos, como:
 El presupuesto de ventas es proyectado a 5 años, con datos de las
unidades y el precio de venta, por lo que se tiene:
DESCRIPCIÓN AÑO1 AÑO2 AÑO3 AÑO4 AÑO5 TOTAL
Cal hidratada 6000 6540 7194 7985 8864 36.583
TOTAL
UNIDADES
6.000 6.540 7.194 7.985 8.864 36.583
PRECIO DE
VENTA
UNITARIO
650.000 670.085 689.853 729.864 757.599 3.497.400,24
TOTAL EN
PESOS
3.900.000.000 4.382.355.900 4.962.798.939 5.828.211.818 6.715.149.092 25.788.515.749
 El presupuesto de costo de ventas, donde se presupuesta la compra de
materiales directos, el presupuesto de mano de obra directa, y el
presupuesto de gastos indirectos son el punto de partida para la
preparación del presupuesto de costo de ventas. El inventario final deseado
y el inventario inicial estimado son combinados con esta información para
determinar el presupuesto del costo de lo vendido.
+
INV. INICIAL DE MATERIA
PRIMA 0,00 11.623.869,56 0,00 0,00 0,00
+ MATERIAS PRIMAS 153.167.828,34 156.537.520,56 160.450.958,58 164.622.683,50 169.758.911,23
+ MANO DE OBRA DIRECTA 300.672.000,00 306.839.145,60 312.908.804,40 318.882.151,08 324.762.593,16
+ COSTOS IND. FABRICACIÓN 1.546.157.832,61 1.579.976.546,81 1.579.976.546,81 1.486.603.714,20 1.486.603.714,20
- INV. FINAL DE MATERIA PRIMA 11.623.869,56 - - - -
=
COSTO DE ARTICULOS DISP.
PARA LA VENTA 1.988.373.791,39 2.054.977.082,54 2.053.336.309,79 1.970.108.548,78 1.981.125.218,58

+
INV. INICIAL DE PRODUCTOS
TERMINADOS - 300,00 327,00 359,70 399,27
-
INV. FINAL DE PRODUCTOS
TERMINADOS 94.684.466,26 102.326.405,66 102.202.259,76 98.019.744,02 98.567.861,61
= COSTO DE VENTAS 1.893.689.325,13 1.952.650.976,88 1.951.134.377,02 1.872.089.164,46 1.882.557.756,24
 El presupuesto de gastos de administración, son los trabajadores en la
parte administrativa.
Contador 16.800.000,00 17.319.120,00 17.830.034,04 18.332.841,00 18.827.827,71
Servicios
generales
15.456.000,00 15.933.590,40 16.403.631,32 16.866.213,72 17.321.601,49
Recepcionista 15.456.000,00 15.933.590,40 16.403.631,32 16.866.213,72 17.321.601,49
0 - - - - -
0 - - - - -
DEPRECIACIONES 30.906.666,67 30.906.666,67 30.906.666,67 11.720.000,00 11.720.000,00
GASTOS
PREOPERATIVOS
4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00 4.652.200,00
TOTAL 83.270.866,67 84.745.167,47 86.196.163,34 68.437.468,44 69.843.230,69
 El presupuesto de gastos de ventas, son los trabajadores en la parte de
ventas.
Asesor comercial 45.360.000,00 46.761.624,00 48.141.091,91 49.498.670,70 50.835.134,81
Director comercial 164.160.000,00 169.232.544,00 174.224.904,05 179.138.046,34 183.974.773,59
Ejecutivo de cuenta 72.960.000,00 75.214.464,00 77.433.290,69 79.616.909,49 81.766.566,04
Publicidad Anual 3.600.000,00 3.711.240,00 3.825.917,32 3.944.138,16 4.066.012,03
Licencias - - - - -
Otros - - - - -
110.000.000,00 110.000.000,00 110.000.000,00 110.000.000,00 110.000.000,00
0 - - - - -
TOTAL 396.080.000,00 404.919.872,00 413.625.203,96 422.197.764,69 430.642.486,47
Finalmente, el margen de utilidades se estableció con respecto a los últimos 5
años, donde se muestra que la utilidad bruta en ventas es favorable para la planta
puesto que se mantiene un aumento. A su vez, se obtiene tres tipos de utilidades,
las cuales se calculan de la siguiente forma:
 Ventas – Costo de ventas = UTILIDAD BRUTA EN VENTAS.
 Utilidad bruta en ventas – gastos de administración – gastos de ventas =
UTILIDAD O PÉRDIDA OPERACIONAL.

 Utilidad o pérdida operacional – impuesto de renta = UTILIDAD O PÉRDIDA
DEL PERIODO.
VENTAS 3.900.000.000,00 4.382.355.900,00 4.962.798.938,96 5.828.211.817,93 6.715.149.092,38
- COSTO DE VENTAS 1.893.689.325,13 1.952.650.976,88 1.951.134.377,02 1.872.089.164,46 1.882.557.756,24
= UTILIDAD BRUTA EN VENTAS 2.006.310.674,87 2.429.704.923,12 3.011.664.561,93 3.956.122.653,47 4.832.591.336,15
- GASTOS DE ADMINISTRACIÓN 83.270.866,67 84.745.167,47 86.196.163,34 68.437.468,44 69.843.230,69
- GASTOS DE VENTAS 396.080.000,00 404.919.872,00 413.625.203,96 422.197.764,69 430.642.486,47
=
UTILIDAD O PERDIDA
OPERACIONAL 1.526.959.808,20 1.940.039.883,66 2.511.843.194,63 3.465.487.420,34 4.332.105.618,98
- IMPUESTO DE RENTA 503.896.736,71 640.213.161,61 828.908.254,23 1.143.610.848,71 1.429.594.854,26
=
UTILIDAD O PERDIDA DEL
PERIODO 1.023.063.071,49 1.299.826.722,05 1.682.934.940,40 2.321.876.571,63 2.902.510.764,72
c) Mercados (oferta y demanda presente y futura, usos actuales, usos
nuevos, hábitos presentes de los comparadores, carácter,
ubicación y número de posibles consumidores).
 Producción y consumo de cal: presente y futuro en Colombia
Tabla 1. Producción de cal en Colombia. Tomado de Tomado de (Dane, 2008-
2012).

Tabla 2. Consumo de cal en Colombia. Tomado de (Dane, COLOMBIA
MATERIAS PRIMAS, MATERIALES Y EMPAQUES CONSUMIDOS Y
COMPRADOS SEGUN TIPO DE ARTICULO 2008-2012, 2002-2012)
 Aplicaciones de la cal:
La cal viva puede estar granulada, molida, apagada, lechada de cal,
entre otras. Las diferencias en las aplicaciones, de cada una de las
anteriormente nombradas, están en la forma de alimentación de la cal
que cada proceso requiere, dado el aprovechamiento que se quiera
obtener de ella, en cuanto al valor alcalinizante que se requiera y pueda
desarrollar (Coloma Álvarez, 2008).
Según (Guerrero H., mayo-agosto 2001) las ¾ partes de tonelaje anual
de cal se emplea como compuesto químico básico de la industria. La cal
estimula la producción del suelo, disminuyendo la acidez y
proporcionando nutrientes. En construcción se usa como agregado para
el concreto. La dolomita se usa como material refractario para
revestimiento de hornos. Se usa también en procesos metalúrgicos
como fundente, en la fabricación de pulpa de papel, en procesos de
neutralización de ácidos, como relleno de muchos productos
comerciales. Uno de los usos más importantes es en la fabricación de
cemento. En la fabricación de alambre y acero, en el tratamiento de
minerales de oro y plata, en la refinación del cobre y el plomo. En la
purificación de agua, en el tratamiento de aguas residuales. También se
usa en la refinación de azúcar y de petróleo, en la fabricación de
hidróxido de sodio, vidrio, insecticidas, carburo de calcio, polvos de
blanqueo, artículos de piel, barnices, magnesio.

También se usa para la producción de etilenglicol, para evitar la
putrefacción, para abatir la contaminación del aire ya que esta
desulfuriza los gases que salen de las plantas industriales. En la
fabricación de fosfato monocálcico que se usa en polvos de hornear. Se
usa también para reducir la corrosión de equipos de las industrias
fruteras neutralizando ácidos cítricos. Además es un preservativo
ablandador de la materia prima, para la fabricación de gelatina (Godoy
M., Mendoza R., & Otros, 2006).
 Consumidores
En Colombia la cal es usada principalmente en la producción de
cemento, jabón, acero, caucho, productos farmacéuticos, barniz,
insecticidas, alimentos para planta, alimentos para animales, papel,
yeso, entre otros (Solano T., 2011).
Se espera llegar principalmente a las cementeras de Boyacá, ya que
ésta es una de las industrias que mas consume nuestro producto.
Dentro de ellas se encuentra Holcim, Cementos del Oriente S.A. y
Colconcretos. También se podría cubrir la demanda de Argos y Cemex
que se encuentran ubicadas en Cundinamarca. También se cuenta con
la industria dedicada a la fabricación de alambre y acero, en el
tratamiento de minerales de oro y plata, en la refinación del cobre y el
plomo, aquí su mayor representante es Acerias Paz del Río, aunque hay
empresas mas pequeñas que también pueden ser clientes potenciales.
d) Competencia
En Boyacá se encuentran las siguientes empresas, las cuales entran a ser la
principal competencia en nuestro proyecto:
 Razón Social: CALVO ASOCIADOS S.A.S.
 Domicilio Social: VE POTRERO GRANDE, CHITARAQUE, BOYACÁ
 Forma jurídica: SOCIEDAD POR ACCIONES SIMPLIFICADA
 Actividad: Extracción de piedra, arena y arcillas comunes
 Razón Social: CALES MEDELLÍN LTDA.
 Domicilio Social: VE LAS CALERAS, NOBSA, BOYACÁ
 Forma jurídica: SOCIEDAD LIMITADA
 Actividad: Fabricación de cemento, cal y yeso

 Razón Social: CALES BOYACÁ CALBOY LTDA9.
 Domicilio Social: VE LA CARRERA, SOGAMOSO, BOYACÁ
 Actividad: Extracción de piedra, arena y arcillas comunes
 Razón Social: CALIZAS TIBASOSA LTDA.
 Domicilio Social: VE LA CARRERA ALTO LA CAPILLA, TIBASOSA,
BOYACÁ
 Actividad: Extracción de caliza y dolomita
 Razón Social: INDUSTRIAL DE CALES Y AGREGADOS LTDA.
 Domicilio Social: CL 5 A 22 21, SOGAMOSO, BOYACÁ
 Actividad: Fabricación de cemento, cal y yeso
De igual manera se establecieron datos para tener características del producto,
así como el proceso de producción, entre otras variables de empresas que se
ubican en el país y cuentan con un amplio mercado, por lo que pueden ser una
fuerte competencia, encontrando:
 PROCECAL S.A.S. (PROCECAL S.A.S , 2013)
Es una empresa ubicada en Medellín, cuenta con 20 años de experiencia en el
mercado colombiano, dedicada a la producción y comercialización de cales vivas e
hidratas.
La empresa cuenta con 7 hornos verticales de calcinación continuos, un equipo
automatizado de hidratación y dos silos de almacenamiento que producen
mensualmente en promedio 2000 toneladas de Cal, donde 1500 se comercializan
como cal viva y el resto como cal hidrata.
Su ubicación geográfica se da por el hecho de tener minas propias cerca de la
planta de calcinación, con una amplia logística en la recepción de la materia prima
y en la comercialización del mismo.
Dentro de los clientes se encuentra: Sucromiles S.A, Empresa de acueducto y
alcantarillado de Bogotá, empresas públicas de Medellín, empresas municipales
9
Cuenta con una experiencia de 40 años mayor información en:
http://calesboyacacalboy.co/

de Cali “EMCALI”, Empresas del sector siderúrgico, químico, petrolero,
petroquímico y cuero.
Dentro de los productos que maneja la empresa se encuentra:
CAL VIVA
IDENTIFICACIÓN:
Nombre comercial: Cal viva Industrial
Nombre químico: Oxido de calcio
Formula química: CaO
Peso molecular: 56 g/mol.
Densidad:
DESCRIPCIÓN:
Material resultante de la calcinación de la piedra caliza (CaCO3), en forma de
gránulos blancos, homogéneos.
USOS:
Depuración de aguas, siderurgia y papel
ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRÍA:

EMPAQUE:
 Sacos de polipropileno de 50 kg con bolsa interior de polietileno cocidos a
máquina
 Sacos de polipropileno de 25 kg con bolsa interior de polietileno cocidos a
máquina
 Big Bag de polipropileno de 1000 kg
CAL VIVA DOLOMITA
IDENTIFICACIÓN:
Nombre comercial: Cal viva dolomítica
Nombre químico: Cal dolomítica calcinada
Formula química: CaO y MgO
DESCRIPCIÓN:
Material resultante de la calcinación de la piedra dolomita (CaMg(CO3)2). Gránulos
blancos, heterogéneos con oxido de calcio y magnesio.
USOS:
Industria siderúrgica para formación de escoria espumosa y protección del
revestimiento refractario. También se usa en refinación y producción de matales
no ferrosos como Níquel y Magnesio.
ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRÍA:
EMPAQUE:
Cumple con el mismo empaque de la cal viva y sus tres presentaciones.

CAL PARA BLANQUEAR
IDENTIFICACIÓN:
Nombre comercial: Cal para blanquear
Nombre químico: hidróxido de calcio
Formula química: Ca(OH)2
Peso molecular: 74 g/mol.
Densidad:
DESCRIPCIÓN:
Es una material resultante de la humectación de la cal viva hasta satisfacer su
afinidad química. Polvo blanco, finamente dividido, impalpable e inoloro.
USOS:
En la industria de construcción para el blanqueo de paredes y muros, plastificante
de morteros y como impermeabilizante.
ESPECIFICACIONES:
GRANULOMETRÍA:
EMPAQUE:
Sacos de papel kraft de doble capa de 10 kg.
Además, la empresa cuenta con derivados de la cal para blanquear, se conocen
con el nombre de:
CAL HIDRATA TIPO N, se usa en la industria del cuero, acueductos y petroleras
CAL HIDRATA TIPO E, se usa en Industrias químicas y tratamiento de aguas

 CALCO S.A (CALCO S.A, 2014)
CALES DE COLOMBIA S.A. es una empresa industrial con más de 28 años de
experiencia en el mercado colombiano (Medellín), dedicada a la explotación,
procesamiento y comercialización de productos calcáreos.
Contando con una buena trayectoria en el mercado colombiano, atiende sectores
de la industria como el sector siderúrgico, alimentos, acueductos, papel y la
industria petroquímica siendo sus principales requisitos, el cumplimiento de las
características físico-químicas y la entrega oportuna de los productos.
Actualmente la capacidad de producción es de 15 hornos verticales continuos,
operando las 24 horas del día para un total de producción de 4.500
toneladas/mes.
Dentro de los productos, se encuentra:
CAL VIVA
Descripción
Cal Viva, (Óxido de calcio CaO), se produce a partir de la piedra caliza
seleccionada de alta pureza, con un alto contenido de carbonato de calcio, que se
calcina en hornos verticales a altas temperaturas. El análisis físico químico se
realiza bajo los lineamientos de la norma NTC 1398
Características Físicas
 Reactividad
Alta .............. 40°C en 3 min
Media .......... 40°C entre 3 y 6 min
Baja ............. 40°C en más de 6 min
 Granulometría
Cal Viva entre 1 y 2 pulgadas
Cal Viva entre 1 y 4 pulgadas
 Transporte
Proteger del agua
Estar totalmente cubierto
Proteger de la intemperie
 Almacenamiento
Almacenar en estibas (Palets)

Almacenar en un lugar ventilado y bajo sombra
Lejos de fuentes de calor
La rotación de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 15 días por cuanto
es higroscópica y se hidrata.
(CaO) Total Min. 92.0%
(Cao) Disponible Min. 91.0%
P.P.C: a 1000 °C Máx. 3.9%
(MgO) Total Máx. 1.0%
Residuos Insolubles en HCl Máx. 0.8%
Residuos Insolubles en H2O Máx. 5.0%
Contenido de S Máx. 0.1%
Contenido de SiO2 Máx. 0.5%
Contenido de Fe2O3 Máx. 0.1%
Contenido de Al2O3 Máx. 0.1%
Contenido de P Máx. 0.1%
CAL HIDRATA
De dos tipos:
TIPO N:
Características Físicas:
Granulometría
Máximo residuo retenido en malla 100:6%
Almacenamiento:
La rotación de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 180 días.
(Ca(OH)2) Disponible Min. 85.0%
P.P.C: a 1000 °C Máx. 27.0%

Tipo E:
Maneja las mismas características físicas, solo diverge en su composición:
(Ca(OH)2 Disponible Min. 93.0%
P.P.C: a 1000 °C Máx. 27.0%
CAL AGRÍCOLA
Descripción
Es un producto que se obtiene de la piedra caliza, que por ser alcalina tiene como
peculiaridad ser un poderoso desinfectante de bacterias y virus nocivos para la
salud, suaviza y clarifica el agua, elimina sustancias negativas y neutraliza los
ácidos del agua, protegiendo las tuberías de la corrosión.
(Cao) Disponible Min. 60.0%
(Ca(OH)2) Disponible Min. 80.0%
(MgO) Máx. 1.0%
Residuos insolubles en HCl Máx. 6.0%

CARBONATO DE CALCIO
Descripción
El carbonato de calcio es el principal componente de la piedra caliza. La caliza es
una roca compuesta por lo menos de un 96% de carbonato de calcio (CaCO3), con
pequeñas cantidades de carbonato de magnesio, silicato de hierro y aluminio.
Granulometría
Malla: 25, 200 y Grano No. 2
Almacenamiento
La rotación de los sacos en las bodegas no debe ser mayor a 180 días.
Óxido de Sílice (SiO2) Máx. 1.0%
Óxido de Hierro (Fe2O3) Máx. 0.1%
Óxido de Aluminio (Al2O3) Máx. 0.1%
Carbonato de Calcio (CaCO3) Min. 96.0%
Óxido de Calcio (CaO) Min. 54.0%
Óxido de Magnesio (MgO) Máx. 0.1%
 Pacific Stone S.A.S (Pacific Stone , 2012 )
Operación minera:
Pacific Stone posee seis minas de Roca Caliza y Agregados Pétreos. La
operación se desarrolla actualmente en la zona norte del país, a través de dos
plantas dotadas de la más alta tecnología y equipo minero. Las plantas de
producción de la compañía están situadas en las minas Guadalupe y Arrayanes,
ubicadas en Turbaco y Cartagena (Bolívar), respectivamente.
Minería de Calizas:
Minería a cielo abierto de Calizas, utilizadas para procesos de calcinación y para
la obtención de materiales para la industria de la construcción.
 Reservas superiores a 500 millones de toneladas de Roca Caliza.
 Capacidad Instalada para más de 720.000 toneladas anuales.
 Todas las minas tienen su respectivo título minero otorgado por la autoridad
minera colombiana así como sus respectivas licencias ambientales.

Equipos y productos:
Tecnología:
La Planta de Cal de Pacific Stone, tiene la más alta tecnología, automatización e
infraestructura requerida para la producción de Cal viva (CaO), a partir de la
calcinación de piedra Caliza (CaCO3) en dos hornos verticales TWIN-D 11
Cimprogetti, altamente eficientes y comprometidos con la conservación del medio
ambiente.
Para producir Cal Viva con altos estándares de calidad, los hornos son
alimentados con Calizas seleccionadas y granulometrías específicas, y cuenta con
un centro de laboratorios y modernos equipos de clasificación y transporte de
material granular, tipo elevadores de pared flexible y bandas transportadoras.
Conscientes de la importancia de brindar soluciones a la industria, la planta de Cal
cuenta con equipos de trituración, molienda, clasificación y ensacado que permite
ofrecer Cal Viva, en múltiples granulometrías, de acuerdo a las necesidades de
nuestros clientes.
Pacific Stone comprometido con su gestión ambiental responsable, realiza la
combustión de los hornos con Gas Natural, y realiza todos los procesos con
modernos filtros de mangas, captadores de polvo y plantas de tratamiento para el
control de emisiones atmosféricas y vertimientos industriales.

e) Inversión total
La inversión del proyecto, se basa en:
La inversión propia y por parte de los socios por un valor de $880.000.000.
A su vez se hace necesario tomar un préstamo por parte del banco por un valor de
$528.000.000, con un numero de cuotas de: 36 y una tasa de Interés cobrada por
la Entidad Financiera (Efectivo Anual) de: 34,64%.
Así, como la inversión de activos, donde se tiene lo siguiente:
ACTIVOS INSTALACIÓN AÑO1 AÑO2 AÑO3 AÑO4 AÑO5
CORRIENTE
CAJA – BANCOS 30.391.858 1.240.918.980 2.565.956.646 4.310.131.519 6.966.028.743 10.172.313.725
CUENTAS POR COBRAR 0 195.000.000 219.117.795 248.139.947 291.410.591 335.757.455
INVENTARIO DE MATERIAS
PRIMAS 0 11.623.870 0 0 0 0
INVENTARIO DE PDTO
TERMINADO 0 94.684.466 102.326.406 102.202.260 98.019.744 98.567.862
TOTAL ACTIVO CORRIENTE 30.391.858 1.542.227.316 2.887.400.846 4.660.473.726 7.355.459.078 10.606.639.041
ACTIVO FIJO
TERRENOS 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000
COMPUTADORES 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000 57.560.000
- DEP ACUM. COMP. 0 0 38.373.333 57.560.000 57.560.000 57.560.000
EDIFICIOS 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000 200.000.000
-DEP. ACUM. EDIF. 0 10.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000
VEHICULOS 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000 550.000.000
- DEP ACUM. VEHIC. 0 110.000.000 220.000.000 330.000.000 440.000.000 550.000.000
MAQUINARIA Y EQUIPO 338.187.142 338.187.142 304.368.428 0 0 0
- DEP ACUM. M. Y EQ. 0 33.818.714 67.637.428 101.456.143 135.274.857 169.093.571
MUEBLES Y ENSERES 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000 8.600.000
-DEP. ACUM. M. Y ENS. 0 1.720.000 3.440.000 5.160.000 6.880.000 8.600.000

TOTAL ACTIVO FIJO 1.354.347.142 1.198.808.428 981.077.666 511.983.857 366.445.143 220.906.429
TOTAL ACTIVO 1.384.739.000 2.741.035.744 3.868.478.513 5.172.457.583 7.721.904.221 10.827.545.470
De esta manera la inversión total inicial ronda en un valor de $1’408.000.000.
En el siguiente grafico se aprecia la proyección de las ventas vs los costos
mostrando así el punto de equilibrio.
Por último se muestra el grafico del flujo neto del proyecto donde se aprecia una
perdida para el primer año debido a la lentitud en el retorno de la inversión. Para
los años siguientes empieza un incremento del flujo.

TABLAS DE EQUIPOS DE PROCESOS
a) Tanques y recipientes
Silos
$11’154.458
Variables Características
Tamaño Diámetro: 3000 mm
Altura: 17870 mm
Material de construcción Estructura de acero al carbón
Capacidad 100 m3
b) Reactores
Hidratador (reactor)
$40’000.000
Capacidad 50 ton/h
Material de construcción Acero inoxidable
Transferencia de calor -66.5kJ
c) Intercambiadores de calor
Horno de calcinación
$61’537.502
Carga de calor 530421,22 Kcal/h
Material de construcción Cilindro de acero con revestimiento de
material refractario en su interior
d) Bombas y compresores
Compresor
$ 12’125.850
Datos
técnicos
Presión de trabajo efectiva normal: 7 bar / 102 psig
Nivel de potencia acústica máx: 99 dB
Capacidad de aceite: 24 L
Motor
Número de cilindros: 4
Potencia a velocidad nominal: 88 kW

Velocidad del motor (nominal): 2300 rpm
Dimensiones
de la unidad
Longitud total con lanza de remolque ajustable/fija:
4356/3941 mm
Anchura total: 1701 mm
Altura total: 1611 mm
e) Instrumentos
Cámara termográfica CA1886-150010
$16.644.275
Características
del detector
Detector: 160 x 120
Tipo: Microbolómetro UFPA, 8-14 μm
Frecuencia: 50 Hz
Sensibilidad (N.E.T.D): 0,1 °C a 30 °C
Medida
temperatura
Rango de temperatura estándar: -20 °C a +1500 °C
Precisión: ±(2 °C + 2 %)
Imagen
térmica
Campo de visión: 20° x 15°
Distancia mín: enfoque10 cm
Enfoque: Manual
Generalidades Batería: Autonomía: 3 h (uso en continuo)
Memoria: 1.000 (formato radiométrico) en 250 carpetas
Pantalla: 3,5 pulgadas orientable
f) Equipos especiales
Perforadora11
$59’268.639
Diámetro de la herramienta 150mm
Longitud de trabajo de la herramienta 665 mm
Número de golpes 300-600 gpm
Presión de servicio 60-180 bares
Trituradora de mandíbula
10
http://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-de-medida/medidor/camara-termografica-
chauvin-arnoux-group-c_mara-termogr_fica-ca1886-1500-det_296878.htm?_list=kat&_listpos=9
11 http://www.mascus.es/construccion/martillos-hidraulicos/atlas-copco-hb-2200/ev6qgwhj.html

$ 15’705.285
Tamaño de abertura para suministro
de materiales (mm)
400×250
Tamaño de suministro de materiales
máx. (mm)
210
Rango de ajuste de abertura de
descarga (mm)
20-80
Capacidad (T/H) 5-20
Potencia de motor eléctrico (Kw) 15
Dimensiones generales (mm) 1450×1315×1296
Banda transportadora
$ 436.774
Ancho de banda (mm) Longitud de banda (m)/Potencia(Kw): ≤12/2.2
Velocidad de banda
(m/s)
1.25-2.0
Capacidad (T/H) 30-60
Zaranda vibratorias inclinadas
$ 464.653
Tamaño de zarandas 1.5 x 4 m
Potencia 15 kW
Peso 2.8 - 5 ton
Molino de bolas
$ 55’502.999
Velocidad de rotación 36 rpm
Tamaño de alimentación 0-20mm
Capacidad 1.2-3.7 t/h
Potencia 37kW
Peso 12,5 t
Criba
$ 49’995.824
Peso Aproximadamente 9 toneladas
Dimensiones de transportes 2,55mx2,68mx6,80m

Potencia 61kW
Combustible Diesel
Volumen de recepción de la tolva 2,50m3
Altura de la carga (Tolva) 2,70m
Empacadora automática12
$ 18’516.971
el método de medición Doble- boca de peso bruto
precisión de embalaje 1%
medición de la velocidad 350-700bag/h
forma de embalaje la boca de la válvula
la presión de aire 0.5 mpa
Energía 220v 50hz
tamaño de material < 5mm
temperatura de trabajo Max 45 ° C
humedad relativa: 95%
Max- potencia 0.2kw
el consumo de gas 1.4m2/min
dimensión total mm 1300.1270*2000
peso propio de unos 1200 kg
Embalaje producto de polvo seco de materiales
dispositivo de alimentación de automatización que sopla
embalaje de número de la
boca
cada uno cerca de 4 bolsas/minutos
sistema de pesaje la pantalla digital
bolsas de vacío de
alimentación
de tipo manual
material de la bolsa de
descarga
Automática
cada bolsa de peso de los
envases
25-50 kg
Ciclón
$ 1’859.076
12
http://spanish.alibaba.com/product-gs/professional-powder-packing-machine-machine-packaging-
1961885220.html

Flujo 500 m3/h
Peso 53 kg
COMERCIALIZACIÓN
a) Ventas y servicios de ventas (métodos de venta y distribución,
propaganda requerida, servicios técnicos requeridos).
 Logo de la empresa
 Estrategia de ventas
Se utilizará una página web para dar a conocer la empresa y los
productos que se ofrecen. También se hará un portafolio de productos
mediante el cual los clientes encuentren información técnica y de
contacto. La estrategia de ventas se verá orientada a atraer cementeras
e industrias que requieran cal viva o hidratada en cantidades
significativas dentro de sus procesos. Inicialmente se espera cubrir la
demanda del municipio de Nobsa, Boyacá y sus alrededores pero el
ideal es ampliar esa demanda.
Como estrategia de lanzamiento se pretende dar un precio económico
(promoción) para el primer mes con el fin de tomar mercado y dar a
conocer la calidad de nuestros productos. Además se pretende llevar el
producto hasta el lugar donde el cliente lo necesite para generar
confianza, así como una política de devoluciones que le a los clientes
garantías sobre nuestro producto. El uso de obsequios (artículos de
publicidad como esferos, agendas, llaveros, entre otros) para los
clientes principales o dar un obsequio pequeño por la compra de una
determinada cantidad de producto.

El uso de redes sociales será parte importante de esta estrategia puesto
que hoy en día es una herramienta para la comercialización de
productos.
También se pretende participar en ferias y eventos relacionados con
esta área de la industria con el fin de darnos a conocer y poder llegar a
otros departamentos.
Finalmente después de generar confianza y seguridad esperamos que
las referencias de nuestros clientes nos abran más puertas y nos den
paso a nuevos mercados.
 Distribución
Como se nombró anteriormente la distribución se hará a domicilio, ya
que debido a la ubicación de la planta para algunos clientes pueda ser
difícil el acceso, por lo que se hace necesaria la entrega en el lugar que
el cliente necesite el producto. Cabe aclarar que dependiendo de la
cantidad este servicio puede generar un costo adicional, ya que el costo
del acarreo puede llegar a disminuir la utilidad de la venta
representativamente si esta es muy pequeña. Por esta razón se
determinaría una cantidad mínima en la que no se genere un costo
adicional llamando la atención del cliente a comprar mínimo ese valor
con el fin de no cobrar el domicilio y asegurar una venta mayor.
 Propaganda requerida
En el numeral de estrategia de ventas se determinó el uso de una
página web, material publicitario como esferos, agendas, llaveros,
pisapapeles y calendarios que tengan el logo de la empresa.
El portafolio de servicios o brochure, que contendrá información técnica
de nuestro producto y los medios de contacto.
 Servicios técnicos
En este caso los servicios técnicos están relacionados con la
caracterización del producto, es decir, el cliente no requiere un servicio
técnico, ya que previo a la compra ya se han aclarado las características
del producto. En caso de que el producto no cumpla con las
especificaciones de calidad, el producto se recoge y se examina
cuidadosamente para determinar las posibles causas y corregir errores,
obviamente se le dará un manejo a esta clase de situaciones pero los
servicios técnicos no están relacionados directamente con el cliente.

b) Condiciones de envío del producto (recipientes y restricciones).
El producto se empacará en bolsas de polipropileno en presentación de
25 y 50 kg.
Etiqueta blanca-negra de sustancia corrosiva. No transporte con
sustancias explosivas, sustancias que en contacto con el agua
desprenden gases inflamables, radioactivas, ni alimentos (bcalco).
c)
d)
e)
f)
g)
La rotación de los sacos en bodegas no debe ser mayor a 180 días.
Almacenar sobre estibas en lugares ventilados, frescos y secos. Lejos
de fuentes de calor e ignición. Sacos debidamente sellados, rotulados y
en buen estado. Almacenar en el área correspondiente a corrosivos
(Procecal).
Usar siempre protección personal así sea corta la exposición o la
actividad que se realice con el producto. Mantener estrictas normas de
higiene, no fumar, ni comer en el sitio de trabajo. Usar las menores
cantidades posibles. Conocer en dónde está el equipo para la atención
de emergencias. Leer las instrucciones de la etiqueta antes de usar el
producto. Reducir al mínimo la generación y acumulación de polvo.
Evitar el contacto con la ropa y otros materiales combustibles. Lugares
ventilados, frescos y secos. Lejos de fuente de calor, ignición y de los
rayos directos de sol. Separar de materiales incompatibles.
c) Situación de la patente y restricciones legales
En este caso no hay una patente, por lo que ya es un proceso común y
comercial. Las distinciones están en la forma de hidratación y el horno
que se utilice ya que estos son diseñados y mandados hacer de acuerdo
a los requerimientos.

LOCALIZACION, CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LA
PLANTA
a) Distribución de la planta de proceso (almacenamiento, laboratorios,
vestuario, transporte).
En el esquema se tuvo en cuenta la distribución por proceso pues que se cuenta
con un producto en curso (cal viva) para su posterior aprovechamiento en otro
producto (cal hidrata), el recorrido es de manera secuencial puesto que cada
operación unitaria necesita de una previa.
De esta forma:
 Se reduce el manejo de material, mejorando el proceso.
 Un uso efectivo de mano de obra:
- Se seleccionó la cantidad mínima requerida de personal en las áreas de
operación de planta,
- Ubicación de una zona de control frente a la planta, siendo este un sitio
estratégico para estar al tanto de cualquier falla y obtener visión de todo el
proceso,
- La zona administrativa se encuentra alejada para no tener contando con el
polvillo que se pueda generar en planta, obteniendo bienestar.
 Mayor control del proceso de planta
 Reduce tiempo de transporte por la proximidad de la mina y la fácil
obtención de la materia prima
 El área de suelo ocupado es mínima puesto que los equipos se ubican de
manera vertical , teniendo un menor uso de terreno
 Las operaciones son continuas para disminuir distancias entre cada
proceso, teniendo una circulación mínima.
 Se tiene un límite de área para cada proceso
 Se muestra un proceso automatizado por lo que se requiere menor mano
de obra, instalando un puesto de control el cual es manejado por el
ingeniero de planta a distancia donde se puede apreciar las variables de los
equipos por medio de una computadora.
Además…
Se ve un flujo vertical donde la entrada y la salida son a distinto nivel siendo la
entrada en la parte superior y la salida en la parte inferior, aclarando que la
distancia de la parte superior a la inferior es de 5 metros aproximadamente. Lo
cual es beneficioso en el aprovechamiento de espacio y en la disposición de los
equipos.
La empacadora es automática por lo que solo sea hace necesario la presencia de
un trabajador en la zona, el cual se encarga de poner las bolsas en la misma, la

cual viene fijada con el peso y se rota según el producto que se esté empacando
ya se cal viva e hidrata.
En la zona de descargue se encuentra un peso que tiene calibrado el peso del
camión con lo que se tiene la medida exacta de la materia prima.
BOSQUEJO DE LA PLANTA

De manera más detallada, el área de planta:

En la siguiente imagen se puede observar de manera más detallada el área de
oficinas y de bienestar de los empleados:
El primer piso se encuentra:
 Una cafetería
 Una zona de descanso
 Un baño y zona de vestuario para los empleados de planta
 Área de laboratorio (calidad)

En el segundo piso:
 Área administrativa
 Área de control, el cual se situá en frente de la planta obteniendo una
panorámica del proceso
 Con su respectivo baño
Las dimensiones son las siguientes:
El área total es de aproximadamente una hectárea, la división del terreno se da de
la siguiente manera:
 El área de la planta es de 375 m2, donde el primer piso tiene un área de
221 m2 y el segundo de154 m2 las dimensiones de pisos varían como se
muestra en las imágenes, según la disposición de equipos.
 El área de recepción de materia prima es de 40 m2, con campo suficiente
para que entre un camión tolva con la carga y pueda ser descargado sin
problema alguno.
 El área de parqueo se ubica en el primer piso, cerca al producto final para
ser despacho por los camiones, esta área cuenta con 80,34 m2: puede
albergar máximo 4 camiones.
 El área de oficinas es de dos pisos como se muestra anteriormente y
cuenta con un tamaño de 11 × 14; lo que representa 154 m2
 Las vías de acceso a la empresa, tienen un ancho de 3 metros por donde
se puede mover los camiones y vehículos de los trabajadores.

b) Planos detallados para la construcción de equipos
Criba
Tomado de Backers:
http://backers.de/sites/default/files/technisches_Datenblatt_2-
ha_spanisch.pdf
Hidratador
Tomado de cimprogetti:
(http://www.cimprogetti.com/html/hidratacion_de_cal.htm

Ciclón
Tomado de Nederman:
(http://www.nederman.es/products/cyclones/~/media/ExtranetDocuments
/PublishedTechnicalLeaflet/150246_Cyclone%20NC500_2500.ashx)
Tomado de
Nederman:http://www.nederman.es/products/cyclones/~/media/Extranet
Documents/PublishedTechnicalLeaflet/150246_Cyclone%20NC500_250
0.ashx

Horno
Tomado de cimprogetti:
http://www.cimprogetti.com/html/calcinacion_de_piedra.htm
Zarandas

Tomado de Ferreyros: http://lib.hpublication.com/publication/f56005d7/
Empacadora
Tomado de Alibada: http://spanish.alibaba.com/product-gs/professional-powder-
packing-machine-machine-packaging-1961885220.html
c) Diagramas de tuberías
Para el diagrama de tuberías se calcularon las perdidas correspondientes a
los accesorios que son dos codos y la expansión y contracción gradual.
También se determinó la caída de presión

𝑚 𝐶𝑂2
= 0,528 𝑇𝑜𝑛/ℎ
𝜌 𝐶𝑂2
= 0,8939 𝑘𝑔/𝑚3
𝜇 𝐶𝑂2
= 14,833 ∗ 10−6
𝑁𝑠/𝑚2
𝑄 =
0,528𝑇𝑜𝑛
ℎ
∗
1000𝑘𝑔
1𝑇𝑜𝑛
0,8938 𝑘𝑔/𝑚3
=
591𝑚3
ℎ
= 0,16 𝑚3
/𝑠
Tamaño de la tubería 1 ½ cedula 40 acero L=1,3 m
𝐷𝑖𝑛 = 40,9 𝑚𝑚
𝐷𝑒𝑥 = 48,3 𝑚𝑚
𝐴𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 = 1,314 ∗ 10−3
𝑚2
𝜖 = 4,6 ∗ 10−6
𝑚
𝐿
𝐷
=
1,3𝑚
0,0409𝑚
= 31,78
𝐿𝑒
𝐷
= 30 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑑𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 90°
𝐿𝑒
𝐷
= 30 ∗ 2 = 60
𝑣 =
𝑄
𝐴
=
0,16𝑚/𝑠
1,134 ∗ 10−3 𝑚2
=
121,77 𝑚
𝑠
𝑣2
2𝑔
=
(
121,77𝑚
𝑠
)
2
2 ∗ 9,81𝑚/𝑠2
= 755,76 𝑚
𝑅𝑒 =
𝑣𝐷𝜌
𝜇
=
121,77
𝑚
𝑠
∗ 0,0409 𝑚 ∗ 0,89389 𝑘𝑔/𝑚3
14,833 ∗ 10−3 𝑁𝑠/𝑚2
= 300139,78
𝐷
𝜖
=
0,0409 𝑚
4,6 ∗ 10−6 𝑚
= 8891,3
𝑓 = 0,012 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑜𝑑𝑦
𝑓𝑇 = 0,021 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 1
1
2
Para expansión gradual
𝐷3 = 48,3 𝑚𝑚

𝐷4 = 126 𝑚𝑚
𝐷4
𝐷3
=
126 𝑚𝑚
48,3 𝑚𝑚
= 2,65 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
𝜃2 = 20° 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑜
𝐾2 = 0,305 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 − 𝑒𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑎𝑙
Para contracción gradual
𝐷1 = 140 𝑚𝑚
𝐷2 = 48,3 𝑚𝑚
𝐷1
𝐷2
=
140 𝑚𝑚
48,3 𝑚𝑚
= 2,9 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠
𝜃2 = 20° 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑜
𝐾1 = 0,048 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 − 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑎𝑙
Perdidas
ℎ 𝐿 = 𝑓 (
𝐿
𝐷
) (
𝑣2
2𝑔
) + 𝑓𝑇 (
𝐿𝑒
𝐷
) (
𝑣2
2𝑔
) + 𝐾1 (
𝑣2
2𝑔
) + 𝐾2 (
𝑣2
2𝑔
)
ℎ 𝐿 = 0,012 ∗ 31,78 ∗ 755,76𝑚 + 0,021 ∗ 60 ∗ 755,76𝑚 + 0,305 ∗ 755,76𝑚
+ 0,048 ∗ 755,76𝑚
ℎ 𝐿 = 2006,59𝑚
Caída de presión
𝑃1 − 𝑃2 = 𝛾ℎ 𝐿 = 15,68
𝑁
𝑚3
∗ 2006,59 𝑚 = 31463,33 𝑃𝑎 = 31,46 𝑘𝑃𝑎
𝑃1 = 𝑃2 + 31,46 𝑘𝑃𝑎 = 132,79 𝑘𝑃𝑎

d) Riesgos de las unidades de procesos
PROCESO PRODUCTIVO
El mantenimiento es pieza clave en la empresa y empieza con la inspección de la
infraestructura, donde se debe hacer una revisión contante de paredes, techos y
pisos. Previniendo grietas y/o hundimientos que puedan hacer que la
infraestructura se caiga o pierda inestabilidad. Este proceso es por parte de todo el
personal que esté al servicio de la empresa.
La producción de cal viva tiene varios puntos de emisión de contaminantes a la
atmósfera. Los procesos de trituración, clasificación y calcinación son las
actividades principales de éste tipo de empresas.
De esta manera se encuentra factores de emisión por parte del horno; donde se
encuentra: PST13, PM10
14
, NOX, CO y SO2, de esta manera nos muestra la
importancia de llevar un control de las emisiones que son generadas en los hornos
debido a la reacción que allí ocurre a elevadas temperaturas, alcanzando 1500°C.
Los factores de Emisión para Trituración en producción de cal generar un mayor
impacto en la última trituración, puesto que el polvo que queda del producto es
más fino generando mayor acumulación del mismo.
Por lo mencionado el principal riesgo que se presenta es debido al material
particulado que surge en el proceso de producción de cal, ya que se maneja un
tamaño pequeño, acarreando un problema de gran envergadura provocando en el
caso más extremo una explosión, por lo que cada mes se debe hacer una
exhaustiva limpieza de todos los equipos previniendo cualquier riesgo.
A su vez, para mantener el control dentro del proceso se hizo necesario el uso de
un ciclón, los cuales usan el principio de la fuerza centrífuga para remover el
material particulado. En un ciclón, el flujo contaminante es forzado a un
movimiento circular. Este movimiento ejerce fuerza centrífuga sobre las partículas
y las dirige a las paredes exteriores del ciclón. Las paredes del ciclón se angostan
en la parte inferior de la unidad, lo que permite que las partículas sean
recolectadas en una tolva. El aire limpio sale del ciclón por la parte superior de la
cámara, pasando por un espiral de flujo ascendente o vórtice formado por una
espiral que se mueve hacia abajo.
Lo cual presente ventajas:
 Bajos costos de capital.
13
Partículas suspendidas totales
14
Material particulado menor a 10 micrómetros

 Falta de partes móviles, por lo tanto, pocos requerimientos de
mantenimiento y bajos costos de operación.
 Caída de presión relativamente baja (2 a 6 pulgadas de columna de agua),
comparada con la cantidad de MP removida.
 Las limitaciones de temperatura y presión dependen únicamente de los
materiales de construcción.
 Colección y disposición en seco
 Requisitos espaciales relativamente pequeños
Se presentan dos reacciones:
Una endotérmica en el proceso de calcinación con 4 GJ/t de cal producida a
temperaturas que están en el rango de 1200-1300°C y una exotérmica en la
hidratación desprendiendo -66,5 kJ a una temperatura entre 90 y 99°C, las
variables deben ser controladas para la obtención de la cal.
De esta forma el calor total requerido para calcinación, por tonelada de cal
producida, puede dividirse en dos partes: calor sensible para elevar la roca a la
temperatura de descomposición, y el calor latente de disociación. Este cambio se
da a los 900°C, donde aproximadamente 1,4 GJ son para el calor sensible y de
2,7 GJ para el calor latente. Por lo que cerca del 40% es calor sensible y el resto
latente de descomposición.
A su vez las altas temperaturas a la salida del horno pueden producir problemas
de choques térmicos dentro de la estructura, corrosión entre las conexiones. Se
propone un mantenimiento predictivo en el horno a través de una cámara
termografía, ya que esta puede leer valores de temperaturas elevados y
predecirme fallas que pueden ser solucionadas a tiempo y que no son perceptibles
al ojo humano, sin recurrir a un mantenimiento correctivo que suelen ser más
costosos puesto que implica el cambio de una parte del equipo.
Las fugas son un punto vital en varios equipos, de esta forma se puede tener
perdida de material y se pueden presentar en diferentes equipos:
 Los intercambiadores de calor por el flujo de vapor generando
incrustaciones y corrosión
 En sistemas de uso de combustible como el horno previniendo explosiones.
 En el hidratador puesto que la lechada de cal se hace con agua
Las bandas transportadoras son susceptibles a sufrir daños: se debe hacer una
limpieza de la banda, cuidarla del impacto en la caída de material instalando
barras de impacto, se debe controlar la alineación, problemas de deslizamiento,
problemas de polvo.

Para los molinos y las zarandas se realizan pruebas de ultrasonido la cual permite
estudiar la frecuencia producida por los equipos, detectando señales de ruido
como desequilibrio y desalineación.
La planta tiene una zona llamada control donde se ubica un cuarto de
automatización del proceso, el cual es asistido por computadora y por medio de
sensores me indica el índice de nivel, presión y temperatura de los equipos.
Activando las alertas que sean necesarias para el control del proceso.
En el almacenamiento se debe tener en cuenta:
 La humedad puesto que la cal es higroscópica y puede volver a su estado
inicial (CaCO3)
 El control de plagas que puedan afectar el producto terminado
Se mantiene un aislamiento en los equipos con estructuras previniendo cualquier
cambio climático.
LA PROBLEMÁTICA MEDIOAMBIENTAL
Se puede resumir en la siguiente tabla:

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