QUE ES UN SILO DE CEMENTO O DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN?
El silo de cemento vertical es una estructura elaborada para contener de manera cerrada (protegiendo
de los elementos y puntualmente de la humedad) materiales, en este caso es adecuado para el almacenamiento de cemento, ceniza volador, bentonita y otros materiales a granel.
Adaptado de Fuente
Estos se usan habitualmente y de manera temporal en obras de construcción que requieren de un suministro no menor de cemento, por lo cual las dimensiones de estos silos son de tal manera que puedan ser transportados en tractocamión (para un ancho de carretera de 2.7m a 3m máximo), también suelen emplearse en instalaciones ya sea para la elaboración de materiales de la construcción o en almacenes de ferretería de un formato mayor, por lo cual el diseño vertical permite ahorrar espacio en los sitios en donde se instalan.
- fondo cónico (u otra geometría, pero con un determinado ángulo de diseño para evitar atascamientos) con válvula de apertura para la dosificación del mismo.
- tornillo sin fin u otro dispositivo para retirar el material allí almacenado y dosificarlo según demanda del propietario.
- Escalera para inspecciones y mantenimientos hasta la parte superior del silo.
- Pasamanos en la parte superior del silo, para las actividades de mantenimiento y trabajos en alturas.
- diafragma u otro sistema para nivelar presiones en el silo durante el cargue del mismo o durante las operaciones de vaciado a fin de evitar el colapso del mismo debido a cambios considerables de presión.
- Sistema de desfogué o alivio de presión, usualmente relacionado a las operaciones de cargue del silo, el cual suele estar compuesto de filtros de cartuchos, filtros de mangas u otro medio filtrante a fin de prevenir la descarga de emisiones fugitivas por la parte superior del silo en las operaciones de cargue.
- Medidor de nivel para determinar el estado de cargue del silo y el registro de inventarios.
Existen diversas formas de clasificar los silos y en lo que se refiere a las consideraciones generales de diseño, podríamos clasificarlos según:
- Tamaño y Geometría: dependen de los requerimientos funcionales tales como el volumen de almacenamiento, el sistema y forma de descarga, las propiedades del material almacenado, el espacio disponible, consideraciones de tipo económico entre otras. Normalmente el depósito está constituido por una forma vertical (silo) con un fondo plano o con un fondo de paredes inclinadas (tolva). Suelen tener una sección transversal circular, cuadrada, poligonal. La figura 4 muestra secciones típicas de silos y tolvas. En cuanto a capacidad de almacenamiento de un silo de sección cuadrada, almacena un 27% más que uno cilíndrico de diámetro igual al lado del anterior. Si el silo tiene fondo plano su capacidad de almacenamiento es máxima para la misma altura. El tamaño del silo lo determina la relación entre la alimentación y la descarga, dependiendo así mismo de la cantidad de material a almacenar. Descargas muy rápidas requieren tolvas de paredes muy inclinadas y altas. Los silos de fondo plano se utilizan cuando la velocidad de descarga que se necesita es baja, el tiempo de almacenamiento es largo y el volumen de material es grande. La relación entre la altura del silo y su diámetro influye en las cargas que produce el material almacenado. El Eurocódigo los clasifica en esbeltos cuando h/dc > 1,5 y compactos si h/dc ≤ 1,5. Las tolvas son generalmente tronco-cónicas, tronco-piramidales u otras formas.
- Patrón de flujo de descarga: Algunos documentos como el Eurocódigo describe dos tipos de flujo. Son el flujo de masa y el flujo de embudo. La presión de la descarga está influenciada por dichos patrones y, por tanto, debe asegurarse dicho patrón antes del cálculo de las cargas debidas al material almacenado. En el caso de flujo de masa, todo el contenido fluye como una masa única y el flujo sucede de manera que el material que entra primero sale primero. En silos de flujo de embudo el material fluye por un canal central y, por tanto, el último que entra el primero que sale. El tipo de flujo depende de la inclinación de las paredes de la tolva y del coeficiente de rozamiento de material contra las paredes. El flujo de masa ocurre cuando las paredes de la tolva son altas e individuales mientras que el embudo aparece en silos compactos con paredes de tolva poco inclinadas. Tomando referencia al Eurocódigo, en éste se presenta un método gráfico (mostrado en la figura 5) para determinar el patrón de flujo en tolvas cónicas u otras formas, únicamente para efecto de diseño estructural. Cuando no es claro el tipo de flujo deben comprobarse ambos.
- Material Estructural: La mayoría de los silos son de acero o concreto armado. La elección depende, bajo el punto de vista económico, de los costos de materiales, de la fabricación y montaje. Hay otros factores tales como el espacio disponible. La elección de material estructural depende también de su geometría. Las paredes de los silos están sometidas a cargas horizontales y verticales. Las cargas verticales son debidas al rozamiento del material sobre las paredes y las horizontales debidas al empuje del material.
En cuanto al diseño del cono o de la parte inferior de la tolva:
Esta ultima fuente indica lo siguiente en cuanto a su autor:Luis NuñezIngeniero Civil, especialista en Estructuras de Concreto Reforzado y Acero. Docente con amplia experiencia formativa en diversos programas universitarios y académicos.
TABLA DE TAMAÑOS DE SILOS PARA CEMENTO
| Capacidad de carga, m3 | Diámetro, mm | Altura del tanque, mm | Altura sobre patas de apoyo, mm | Peso, kg |
| 8 | 2400 | 5000 | 6400 | 2000 |
| 10 | 2400 | 6600 | 8000 | 2500 |
| 15 | 2400 | 8475 | 9700 | 3000 |
| 20 | 2400 | 10350 | 11900 | 4500 |
| 25 | 2400 | 10950 | 12350 | 5000 |
| 30 | 2400 | 11550 | 13000 | 5500 |
| 35 | 2400 | 13475 | 15000 | 7500 |
| 40 | 3000 | 10890 | 12220 | 8000 |
| 60 | 3000 | 11650 | 13000 | 9000 |
| 80 | 3000 | 13200 | 14700 | 10000 |
| 100 | 3000 | 14650 | 16000 | 11000 |
| 120 | 3000 | 16890 | 17000 | 12000 |
DIVERSAS GUIAS PARA EL MANEJO DE ESTOS SILOS
El siguiente documento publicado por una entidad oficial del país Colombia presenta una guía en diversos aspectos para el manejo de estos silos, desde el punto de vista ambiental se pueden presentar situaciones de ruido y de diversas emisiones fugitivas acorde al mismo, a continuación se recuperan algunas recomendaciones en lo relacionado a los silos de cemento:
Manejo de silos para el almacenamiento de cemento o áridos (pagina 39 del documento):
- Verifique que los filtros superiores estén en buen estado. Revise también las mangueras, tuberías y accesorios. Tenga en cuenta que el cargue del silo es el momento crítico de emisión.
- Al final del tubo de desfogue, coloque una caneca con agua cubierta con geotextil. Así evita el esparcimiento del polvo de cemento que se produce en el momento de inyectar cemento del carro-tanque al silo.
- Aísle el área de la base del silo con geotextil humedecido, dejando solo un lado libre para permitir el cargue de material en los coches.
- Para evitar la caída o desperdicio de cemento, se debe prolongar la boca del silo mediante un tubo que llegue directamente a los coches utilizados en el transporte del cemento a la concretadora.
Manual de gestión socio-ambiental para obras en construcción
Obligatoriedad de equipos de control de emisiones en algunas operaciones, información recuperada de la guía consultada y publicada por la entidad INVIAS (país Colombia):
Para el caso de las plantas de concreto se debe tener especial cuidado con los equipos de control, puesto que los silos de cemento por ser alimentados por bombas neumáticas desde los camiones deben contar con filtros sobre los silos, con una capacidad superior al de las bombas. Lo mismo debe considerarse para la tolva báscula y el cargue de vehículos, cuyo control también deberá efectuarse por medio de filtros que pueden manejar un caudal adecuado. Este control deberá estar acompañado de un sistema de captación que cubra la zona de cargue y ventile la tolva báscula.(pagina 114 del documento de referencia).
GUÍA DE MANEJO AMBIENTAL DE PROYECTOS DE INFRAESTRUCTURA SUBSECTOR VIAL
SILOTOP Y EMISIONES
Actualmente el elemento filtrante encontrado con mas frecuencia en los silos, corresponde aun diseño que comúnmente se conoce como silo-top, también puede ser otro tipo de sistema de filtros.
DESCRIPCIÓN
Esta misma fuente contiene un video ilustrativo cargado directamente en su web, razón por la cual la pagina de blogger no me permite cargarlo pues no se encuentra en youtube o no es un video propio.
Adicional esta pagina web, permite descargar un folleto (silotop_en_0316_edit.pdf) del producto en donde se destaca la siguiente información allí contenida:
CAMBIO DE FILTROS Y CUBIERTA DE UN SILO CON FALLAS EN SU LIMPIEZA
CUBIERTA DE UN SILO FIN FILTRO
En este caso podemos ver en el video la parte superior del silo, pero en este caso no cuenta con filtro, lo que si podemos ver que tiene la válvula de seguridad de alivio de presión y un manhole (agujero de inspección), en este caso el video nos sirve para ejemplificar que en ausencia de un filtro se escapa una cantidad no despreciable de material por la parte superior del silo.
En cuanto a algunos elementos de diseño de este:
Colector de polvo de silo de cemento
No importa si es a granel o en bolsa.; corrientemente, la mayor parte del cemento es transportado por energía eólica. La entrada de cemento para eliminar el aire requiere el uso de colectores de polvo de silo de cemento.
Hoy en día, comúnmente se usa un filtro de bolsa. El aire con polvo de cemento pasa a través de la bolsa de tela del colector de polvo, y el aire pasa a través de la bolsa de tela para mantener el polvo de cemento en la tela de la bolsa. El colector de polvo del silo de cemento hace vibrar periódicamente la bolsa para que el cemento caiga en el contenedor de cemento., manteniendo así el rendimiento de ventilación de la bolsa..
La velocidad del aire filtrado de la tela de la bolsa es menor o igual a 1 m/s ~ 2 m/s. Con aire a alta presión para transportar el cemento al silo, el volumen de aire es <9m3/min. con baja presion, el aire es de unos 15m3 /min. Entonces el área de 14 metros cuadrados es suficiente para el filtro de mangas.
Si el cemento es transportado al almacén por viento de alta presión, el colector de polvo del silo de cemento puede estar sin el ventilador de tiro inducido; la presión restante es suficiente para pasar la bolsa de filtro; si se utiliza el viento de baja presión, es mejor llevar el ventilador de tiro inducido al escape, que también ayuda al transporte del viento. Porque el colector de polvo tipo bolsa está instalado en la parte superior del silo de cemento, está sujeto a los vientos más fuertes y, a menudo, está mojado por la lluvia. Por lo tanto, la forma de este colector de polvo es preferiblemente en forma de barril para reducir la fuerza del viento y debe ser resistente a la lluvia.
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