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Estudio de Inteligencia Tecnológico de la Ceniza volante en el Concreto
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Estudio de Inteligencia Tecnológica:
Aprovechamiento de la Ceniza Volante
Generada de las Termoeléctricas a Carbón de
México como una Adición en el Concreto
Cecilia Ontiveros Rangel – Alianza FiiDEM
Paula Dávila Mercado - ICA
Eduardo Vidaud Quintana - IMCYC
Ignacio Manrique Maldonado - IMP
Rubén Loza Barillas - CFE
Índice
1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 4
ANTECEDENTES ................................................................................................................................................... 4
OBJETIVOS ......................................................................................................................................................... 4
ALCANCE ........................................................................................................................................................... 4
METODOLOGÍA ................................................................................................................................................... 5
a) Solicitud inicial y búsqueda exploratoria de información de acuerdo con los temas asignados ...... 5
b) Definición del estudio de inteligencia tecnológica ............................................................................ 7
c) Identificación de elementos para el análisis de la información ........................................................ 8
d) Colecta de información ..................................................................................................................... 8
e) Análisis de la información ................................................................................................................ 8
f) Síntesis de la información ................................................................................................................. 9
g) Elaboración del reporte y entrega de resultados .............................................................................. 9
2 ADICIONES EN EL CONCRETO. .............................................................................................................. 9
ASPECTOS GENERALES ......................................................................................................................................... 9
a) Humo de Sílice. ................................................................................................................................ 11
b) Escoria de Alto Horno. ..................................................................................................................... 12
c) Ceniza Volante. ............................................................................................................................... 12
DURABILIDAD DEL CONCRETO. ............................................................................................................................. 14
SUSTENTABILIDAD ............................................................................................................................................. 14
3 SITUACIÓN ACTUAL ........................................................................................................................... 15
HUMO DE SÍLICE ............................................................................................................................................... 16
a) Norma ............................................................................................................................................. 16
b) Producción ...................................................................................................................................... 16
c) Publicación ...................................................................................................................................... 17
d) Patentes .......................................................................................................................................... 18
ESCORIA .......................................................................................................................................................... 20
a) Norma ............................................................................................................................................. 20
b) Producción ...................................................................................................................................... 20
c) Publicaciones ................................................................................................................................... 23
d) Patentes .......................................................................................................................................... 24
CENIZA VOLANTE .............................................................................................................................................. 26
a) Norma ............................................................................................................................................. 26
b) Producción ...................................................................................................................................... 26
c) Publicaciones ................................................................................................................................... 29
d) Patentes .......................................................................................................................................... 30
e) Noticias de ceniza volante en México: ............................................................................................ 31
f) Casos de éxito del uso de ceniza volante ........................................................................................ 31
4 CENIZA VOLANTE (PROBLEMÁTICA EN CFE) ....................................................................................... 32
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................. 37
6 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 38
7 ANEXOS ............................................................................................................................................. 39
PROPUESTA DE GUÍA PARA REALIZAR UN ESTUDIO DE INTELIGENCIA ............................................................................. 39
COBERTURA DE BASES DE DATOS CONSULTADAS ..................................................................................................... 45
1 Introducción
Antecedentes
El estudio de inteligencia tecnológica inicia con la búsqueda de información en bases de
datos con una metodología que permite identificar la situación actual relacionada con la
evolución de publicaciones y patentes a nivel mundial sobre el uso de las adiciones
minerales en el concreto, como las cenizas volantes, humo de sílice y escoria granulada
de alto horno. Sin embargo, el estudio está focalizado al problema que tienen actualmente
las termoeléctricas en México que usan carbón como combustible, las cuales generan 4.3
millones de toneladas anualmente y son depositadas en grandes superficies, alterando el
medioambiente y por consiguiente la inutilización de los terrenos. La construcción de
estos depósitos requiere de un estudio previo a su diseño, que incluyan los aspectos
medioambientales a considerar.
El resultado del análisis demuestra que el uso de las cenizas volantes en el cemento y en
el concreto mejora la durabilidad y sustentabilidad, además de que permite a las
termoeléctricas economizar en terrenos, reducir costos de disposición, e incluso obtener
ingresos complementarios por su venta y distribución.
Objetivos
Establecer una propuesta de inteligencia tecnológica para buscar alternativas de uso óptimo de las adiciones en el concreto, haciendo hincapie en las cenizas volantes generadas en las termoeléctricas de México.
Alcance
El presente estudio está basado:
En la búsqueda, análisis y procesamiento de información en torno a la durabilidad
y la sustentabilidad del concreto, y específicamente en el uso de la ceniza volante
en el cemento y concreto.
Entrevistas con especialistas de las partes involucradas:
o Generadores de ceniza volante
o Productores de cemento y concreto
o Distribuidores de adiciones en el concreto
Las principales fuentes consultadas para el análisis del tema fueron las siguientes:
EVillage (Enginering Village): Es un servicio de información de Elsevier Engineering
Information Inc., que tiene una amplia cobertura temática sobre la producción de
literatura técnica y de ingeniería a nivel mundial.
ScienceDirect: Es una de las mayores colecciones en línea de la investigación
científica publicada en el mundo. Es operado por la editorial Elsevier y contiene cerca
de 10 millones de artículos de más de 2,500 revistas y más de 6,000 libros
electrónicos. Los artículos se agrupan en cuatro secciones principales: Ciencias
Físicas e Ingeniería, Ciencias Biológicas, Ciencias de la Salud, y Ciencias Sociales y
Humanidades.
OMPI (Organización Mundial de la Propiedad Intelectual): Es un organismo
especializado en la propiedad intelectual del Sistema de Naciones Unidas, que se
creó en 1967 con la firma del Convenio de Estocolmo. En general, se dedica a
fomentar el uso y la protección de las obras del intelecto humano.
Google Inc.: Es la empresa propietaria de la marca Google, cuyo principal producto
es el “motor” de búsqueda de información que lleva el mismo nombre.
ISI Web of Knowledge: Es un servicio en línea de información científica, suministrado
por ISI (por sus siglas en inglés Institute for Scientific Information), grupo integrado en
Thomson Reuters. Facilita el acceso a un conjunto de bases de datos bibliográficas y
a otros recursos que abarcan todos los campos del conocimiento académico.
Metodología
A continuación se presenta la metodología seguida por el Grupo Mat-FiiDEM para el
desarrollo del estudio de inteligencia tecnológica.
a) Solicitud inicial y búsqueda exploratoria de información de acuerdo con los temas
asignados
Se realizó una búsqueda previa con una estrategia de palabras claves muy enfocada a los
temas de la necesidad identificada inicialmente.
En la Tabla 1.1 se muestran los resultados obtenidos de las primeras busquedas a través
de la base de datos de EiVillage
Tabla 1.1 Número de registros
Estrategia Registros
Concrete 177, 707 Concrete and Materials 62, 626 Concrete and Materials and Corrosion 4, 654
En donde dos de los términos identificados con mayor frecuencia fueron:
Durability (Durabilidad)
Sustainable (Sustentabilidad)
Refinando la búsqueda inicialmente desarrollada y revisando las coberturas se
consultaron las 161 bases de datos con las que cuenta la UNAM, con el fin de definir
cuáles eran afines a los temas en cuestión. Culminada la refinación y revisión de
referencia, se reducen a 19 bases de datos, enfocadas a temas científicos, tecnológicos y
de ingeniería, mismas que se enlistan a continuación:
Academic search complete, Ceramic abstracts/World ceramics abstracts, Corrosion
abstracts, Current contents connect: agriculture, biology & environmental sciences,
Current contents connect: Physical, chemical & earth sciences, Dissertations & theses,
Engineered materials abstracts, Environmental sciences and pollution management,
Environment complete, Engineeringvillage 2, Essential science indicators, In4mex, ISI
journal citation reports, Latindex, Materials business file, MDConsult, Micro Patent
materials patents, NTIS y Periódica.
Se previó utilizar estrategias filtradas en el Tesauro de EiVillage, para identificar
congruencia entre las palabras claves de la búsqueda. Finalmente se decide seleccionar
las dos siguientes estrategias de búsqueda:
Concrete and Durability
Concrete and Sustainable
Los registros totales localizados se procesaron para eliminar duplicados con ayuda de
PROCITE (Software especializado en la administración de referencias bibliográficas),
permitiendo la división en diferentes grupos. A continuación en la Fig. 1.1 se presenta la
frecuencia de las palabras claves por grupos:
Fig. 1.1 Palabras clave con mayor frecuencia
b) Definición del estudio de inteligencia tecnológica
Con base a los resultados obtenidos en las primeras búsquedas exploratorias se
identificaron términos para la definición de un Mapa de Descriptores (Mapa Conceptual);
quedando este de acuerdo a lo que se presenta en la Fig. 1.2
Fig. 1.2 Mapa de Descriptores
Del análisis del mapa conceptual se determinó que el estudio de inteligencia tecnológica
se orientaría hacia las adiciones minerales en el concreto, debido al interés de Comisión
Federal de Electricidad (CFE) de colocar el residuo de las cenizas volantes sin afectar el
medio ambiente.
c) Identificación de elementos para el análisis de la información
Las adiciones en el concreto se definieron en tres líneas de investigación: Humo de sílice
(silica fume) - concreto, escoria (slag) - concreto y ceniza volante (fly ash) – concreto.
Para cada uno de estos casos existen diversas necesidades y problemáticas a resolver, lo
que obligó al desarrollo de nuevas estrategias para la búsqueda de la información
correspondiente.
d) Colecta de información
La búsqueda y colecta de información se realizó a través de las fuentes de información
pública y bases de datos disponibles a las que tiene acceso la UNAM, algunas de las
cuales previamente se hizo referencia. Adicionalmente se hicieron búsquedas de carácter
general, a fin de encontrar informativos y noticias del tema de estudio.
e) Análisis de la información
Se definieron conceptos adicionales, tecnologías aplicables, empresas proveedoras,
centros (instituciones) de investigación líderes, autores sobresalientes en el tema, etc. a
través de:
• Tipo de documentos publicados
• Intensidad de publicación en el tiempo
• Soluciones tecnológicas reportadas
• Evolución de la publicación de soluciones tecnológicas
• Organizaciones con mayor cantidad de publicaciones
• Autores con mayor cantidad de publicaciones
• Redes de colaboración entre inventores y organizaciones
• Grupos de investigación
• Soluciones tecnológicas asociadas a los autores con mayor actividad
• Redes de colaboración entre organizaciones
f) Síntesis de la información
Preparación y presentación de los elementos del entorno, se genera un panorama
completo de los aspectos tecnológicos existentes para las conveniencias detectadas en el
estudio y específicamente la Situación Actual.
g) Elaboración del reporte y entrega de resultados
Se integraron los resultados y documentación obtenida en este reporte de inteligencia
tecnológica.
En el caso del Grupo Mat-FiiDEM paralelamente se fueron desarrollando otros productos
de inteligencia como son alertas semanales relacionadas con el tema asignado y
boletines bimestrales.
2 Adiciones en el Concreto.
Aspectos Generales
El hormigón, también denominado concreto (del inglés concrete) en algunos países de
Iberoamérica, es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante)
con agregados (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con agua se
denomina pasta, la de pasta con la arena se denomina mortero y la del mortero con los
agregados gruesos, como ya se comentó, se le denomina concreto.
Los componentes básicos del concreto son cemento, agua y agregados (gruesos y finos).
Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen formándose
nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratación que son estables tanto al
aire como sumergidos en agua. Hay varios tipos de cementos, las propiedades de cada
uno de ellos están íntimamente asociadas a la composición química de sus componentes
iniciales, que se expresa en forma de sus óxidos, que según sean, formarán compuestos
resultantes distintos en las reacciones de hidratación.
Los agregados son materiales inertes como la grava y arena que los cuales deben poseer
por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al concreto que se desee
fabricar. No se deben emplear caliza blanda, feldespato, yeso, pirita o roca friable o
porosa. Para la durabilidad en medios agresivos serán mejores los áridos silíceos, los
procedentes de la trituración de rocas volcánicas o los de calizas sanas y densas.
El agua de la mezcla interviene en las reacciones de hidratación del cemento. La cantidad
de la misma debe ser la estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la
hidratación del cemento se evaporará y creará huecos en el hormigón disminuyendo la
resistencia del mismo; por supuesto, que este proceso de evaporación repercutirá en el
desarrollo de esfuerzos de contracción en la masa de concreto, situación muchas veces
indeseadas, dado los niveles de agrietamiento que por lo general trae aparejada.
Otros componentes minoritarios que se pueden incorporar al concreto son las adiciones
minerales, los aditivos, las fibras y los pigmentos.
En el caso de los aditivos y de las adiciones minerales se refiere que estos pueden
usarse, siempre y cuando se certifique la factibilidad de su uso, mediante el desarrollo de
estudios experimentales, que evalúen tanto las proporciones adecuadas, como las
condiciones previstas, o sea que en la mezcla en general, se produzca el efecto deseado
sin perturbar excesivamente las restantes características del concreto, y que por supuesto
se garanticen las condiciones de durabilidad del concreto y de su armadura de refuerzo
correspondiente.
En general las adiciones minerales son materiales inorgánicos, puzolánicos o con
hidraulicidad latente que, finamente molidos, pueden ser añadidos al concreto (o al
cemento) al momento de su fabricación, con el objetivo de mejorar alguna de sus
propiedades o conferirle propiedades especiales. Los aditivos son sustancias o productos
que, en cantidades limitadas, se incorporan al concreto, antes o durante el mezclado,
produciendo la modificación de alguna de sus características, de sus propiedades
habituales o de su comportamiento; algunos de los aditivos más frecuentemente utilizados
son: los incorporadores de aire, los reductores de agua, los retardantes y los acelerantes.
La principal característica estructural del concreto es que resiste perfectamente los
esfuerzos de compresión, no así los de tensión, flexión, torsión y cortante; esta es la
razón por la que el uso del concreto debe de venir aunado con la del acero de refuerzo,
generándose así lo que se conoce como concreto armado. En resumen en una sección
estructural en donde exista una combinación de esfuerzos de compresión, con esfuerzos
de tensión, el concreto absorberá los esfuerzos de compresión y el acero los de tensión,
en la Fig. 2.1 se ilustra lo anterior.
Fig. 2.1 Principio de funcionamiento del concreto reforzado
Tal y como se observa en la viga de la Fig. 2.1, la carga genera solicitaciones de flexión
sobre la sección transversal de la misma, dichas solicitaciones de flexión induce a su vez
esfuerzos de tensión y de compresión, hacia los cantos inferior y superior,
respectivamente; por lo que entonces, en el canto inferior se hace necesario la adición de
acero de refuerzo que absorba los niveles de tensión que el concreto por sí solo no puede
absorber.
Muchas son las maneras de incrementar los niveles de compresión en el concreto, siendo
una de las más comunes el incremento del contenido de materiales cementantes en la
mezcla a utilizar; además del cemento, adiciones como el humo de sílice (silica fume), la
ceniza volante (fly ash) y la escoria de alto horno (slag), son de posible utilización; aunque
parámetros tales como: la relación agua-cemento (a/c), el tamaño máximo de la grava, las
condiciones de humedad durante el curado, la edad del concreto y la velocidad de
aplicación de la carga influye significativamente.
a) Humo de Sílice.
El humo de sílice Fig. 2.2 es un material puzolánico de alta reactividad, subproducto del
desecho de la fabricación de silicio metálico y aleaciones de ferrosílicio. Su proceso es
resultado de la reducción de cuarzo de pureza elevada (SiO2) con carbón en hornos de
arco eléctrico, a temperaturas mayores a 2000 ºC; en la Fig. 2.3 se presenta muy
brevemente, de forma esquemática el proceso de producción del humo de sílice.
Debido a su finura –varias veces superior a la del cemento– este compuesto mineral en la
mezcla de concreto permite una mayor y mejor oclusión de los poros, mejorando la
interfase matriz agregado, y ofreciendo de esta manera un producto más estable,
resistente y duradero.
Fig. 2.2 Humo de Sílice
Fig. 2.3 Proceso de Humo de Sílice
b) Escoria de Alto Horno.
La escoria granulada de alto horno se produce como consecuencia de la reducción del
mineral de hierro en los altos hornos, cuyos elementos químicos que la componen son
similares a los del clinker, pero en proporciones diversas, según los componentes que se
introducen en el horno. Si la escoria a la salida del crisol se enfría bruscamente se
congelan los compuestos principales formados a esa temperatura, la microestructura se
vitrifica y se generan características que permiten su aprovechamiento en la elaboración
del cemento o del hormigón.
c) Ceniza Volante.
Las cenizas volantes son los residuos sólidos que se obtienen por precipitación
electrostática o por captación mecánica de los polvos que acompañan a los gases de
combustión de los quemadores de centrales termoeléctricas alimentadas por carbones
pulverizados.
Fig. 2.4 Ceniza Volante clase F (1)
Fig. 2.5 Vista microscópica de la Ceniza Volante (2)
En el capítulo 4 del presente documento se hace referencia al proceso de obtención de la
ceniza volante en plantas generadoras de electricidad.
La ceniza volante son partículas generalmente esféricas, más finas que el cemento
portland y que la cal, que se componen de tamaños que por lo general varían entre 10 y
100 micrones. Las características de forma y tamaño anteriormente referidas, mejoran la
fluidez y la trabajabilidad del concreto fresco; adicionalmente la finura es una de las
propiedades importantes que contribuye a la reactividad puzolánica de las cenizas
volantes.
En general, la utilización de la ceniza volante como adición en el concreto, añade
beneficios que mejoran su desempeño durante el tiempo de servicio del mismo, en otras
palabras aumenta la durabilidad del concreto, debido entre a otras cosas a la reducción
de la permeabilidad de la mezcla, lo que sin dudas está estrechamente relacionado con la
prueba de penetración de cloruros a la masa de concreto, de especial importancia en
estructuras sometidas a ambientes agresivos.
Durabilidad del Concreto.
La práctica actual de la construcción de obras de concreto estructural en el mundo tiende
darle un mayor nivel de importancia a los requisitos de durabilidad, ya los criterios de
resistencia nos son los únicos a considerarse en el desarrollo de un buen diseño. Las
reglamentaciones actuales, unas más que otras, comienzan a establecer requisitos en
cuanto a: resistencia a la compresión, contenido de cemento, características de en cuanto
a tamaño y profundidad de las grietas tolerables, relación agua cemento, nivel de
recubrimiento, uso de adiciones minerales; por supuesto previo conocimiento de las
características de la construcción del entorno que la rodea.
Las adiciones minerales tales como la escoria granulada de alto horno y las cenizas
volantes, son muy eficaces para la reducción del el calor de hidratación, de la resistencia
a la compresión y del módulo de elasticidad del concreto a edades temprana; esta es la
razón por la que se justifica el uso de buenas técnicas de curado en obras de concreto
fabricadas con mezclas que contengan importantes cantidades de estas adiciones
minerales; esta situación trae como consecuencia que se obtengan concretos menos
propensos a agrietarse, lo que induce a la vez que se obtengan concretos menos
permeables, con mayor resistencia a la acción de fenómenos tales como: corrosión, álcali-
reacción, contracción, y al ataque indeseado de agentes agresivos tales como cloruros y
sulfatos. Esta es la razón por la que en los nuevos códigos se deben de incorporar
directrices que especifiquen el uso de importantes cantidades de adiciones minerales en
el concreto, a fin de que se puedan lograr concretos con mayores niveles de durabilidad.
Sustentabilidad
Actualmente en el mundo la producción de cemento portland oscila entre 1.5 y 2 millones
de toneladas, lo que representa en más del 8% del dióxido de carbono de la atmósfera. El
cemento portland, no sólo es el material de construcción más producido en el mundo al
día de hoy, sino que también es el responsable de una gran cantidad de gases de efecto
invernadero. En general para producir una tonelada de cemento portland se requiere
aproximadamente 4 GJ de energía, emitiendo 1 tonelada de dióxido de carbono a la
atmósfera. Adicionalmente durante el proceso de producción de cemento se utilizan
enormes cantidades de materiales calizos y de arcillas, extraídos de las capas
superficiales del suelo, que de alguna manera también influyen negativamente sobre el
medioambiente; algo similar ocurre al utilizar del ambiente como combustibles los
yacimientos carboníferos. De acuerdo a lo anterior es evidente que una mezcla de
concreto estará compuesta por un porcentaje muy importante de materias primas
(cemento, arena y gravas), cuyo uso afecta de manera muy importante el entorno que nos
rodea.
El control en la producción de cemento portland es de vital importancia en la reducción,
tanto del consumo de energía, como de las emisiones de gases de efecto invernadero; de
ahí que se hace en extremo importante la valoración de nuevas fuentes para la obtención
de materiales cementicios que remplacen al cemento portland, sin que se afecte en
demasía el medio-ambiente. Esta situación, de primera instancia parece difícil de lograr,
siendo únicamente la combinación del cemento portland con otras adiciones minerales
tales como el humo de sílice, la ceniza volante y la escoria granulada de alto horno, la
única que puede cumplir con los requerimientos de resistencia a corto, mediano y largo
plazo, y de durabilidad, que se obtienen en mezclas convencionales, elaboradas
exclusivamente con cemento portland, como material cementante.
Actualmente no hay un crecimiento constante en el uso de combinaciones de cemento
portland con otras adiciones minerales; por ejemplo, las aplicaciones de las cenizas
volantes son mínimas, muchas veces este subproducto acaba como una aplicación de
bajo valor, tales como cortinas de presas o sub-bases de pavimentos de carreteras o
simplemente se acaba desechando, proceso que generalmente resulta sumamente
costoso para las entidades que la producen.
En los próximos años se espera que la producción de cemento continúe su crecimiento,
por lo que también sería importante que se generaran estrategias de combinación del
cemento portland con adiciones minerales, con ello, no solamente se reduciría la
reducción en la fabricación del volumen de cemento con la correspondiente reducción de
efectos medioambientales negativos, sino que también se lograrían obras más duraderas,
lo que sin dudas también influiría positivamente en la conservación de los recursos
naturales.
3 Situación Actual
En este capítulo se mostrara como se encuentran las adiciones en la actualidad en el
entorno nacional e internacional en cuanto a:
Normas
Producción
Intensidad de Publicaciones
Los países con mayor publicación
Instituciones con mayor publicación
Patentes, (base de datos de OMPI
Humo de Sílice
a) Norma
La utilización del humo de sílice en el concreto está estandarizada por la siguiente norma:
ASTMC-1240:„StandardSpecificationforSilicaFumeUsedinCementitiousMixtures‟, en la
siguiente figura mostramos los requerimientos físicos y químicos que nos señala la norma
antes mencionada.
Fig. 3.1 Requerimientos para el Humo de Sílice
Fuente: Elaboración propia con datos de ASTM 1240
b) Producción
Actualmente más de 15 millones m3/año de humo de sílice se produce globalmente y el
acumulado hasta ahora ha excedido los 200 millones de m3 o más. Del 15 millones de
toneladas teóricas del humo de sílice, menos de 1 millón es usado y teóricamente crecerá
a 2 millones de toneladas (3).
La asociación de humo de sílice estima que la producción del humo de sílice en EUA en el
2004 fue entre 110, 000 y 132, 000 de toneladas (EPA 2008) (4).
c) Publicación
El país con más publicaciones, es la India, seguida por los EUA, en la siguientes gráficas
nos muestra el top 10 en el mundo en intensidad de publicaciones, así como la intensidad
de publicación por años, y las instituciones afiliadas con las publicaciones y se puede
observar que el 2007 es un año con mayor auge en publicación, tomando en cuenta que
en el 2011 es un año que continúa la publicación.
Fig. 3.2 Evolución de Intensidad de publicación por año – Humo de Sílice
Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
Fig. 3.3 Intensidad de publicación por países – Humo de Sílice Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
0
2
4
6
8
10
12
14
2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002
Pu
blic
acio
ne
s
Año
11 10
9 9
5
3 3 2 2
1
Fig. 3.4 Intensidad de publicación por compañías – Humo de Sílice Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
d) Patentes
Se realizan búsquedas de patentes, ya que aquí se encontrara el 80% de la información
publicada, en esta ocasión se realizó la búsqueda con la estrategia: concrete and silica
fume, pero en ocasiones se requiere hacer una búsqueda más profunda acerca del tema
deseado, por ejemplo por clasificación o por compañía.
México cuenta con una actividad inferior al 1%; En la siguiente grafica se observa cómo
se encuentra la distribución de la intensidad de las patentes en el mundo.
Fig. 3.5 Intensidad de patentes en el mundo - Humo de Sílice
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
0
5
10
15
20
25
55% 30%
8% 5% 1%
1% 0%
PCT
Oficina Europea de Patentes Republica de Corea
Sudafrica
Israel
México
Brasil
Las compañías y los años con mayor número de patentes se muestran a continuación:
Fig. 3.6 Compañías con mayor intensidad de patentes - Humo de Sílice
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
Fig. 3.7 Evolución de intensidad de patentes por año - Humo de Sílice
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and silica fume, agosto 2011)
0 5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
0
20
40
60
80
100
120
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Escoria
a) Norma
Su utilización en el concreto está estandarizada por la siguiente norma:
ASTM C-989: „Standard Specification for Ground Granulated Blast-Furnace Slag for Use
in Concrete and Mortars‟
Fig. 3.8 Requerimientos para la Escoria
Fuente: Elaboración propia con datos de ASTM C-989
b) Producción
Es importante señalar que por cada tonelada de acero se produce media tonelada
escoria. En el 2005 la producción mundial de acero fue de 1131.8 millones de
cifra establecida por parte de “The International Iron and Steel Institute's 2006
en la
Tabla 3.1 se muestra de forma descendente, los principales países productores.
Tabla 3.1 Producción de acero
País
Millones de Toneladas (Mton)
País Millones de
Toneladas (Mton)
1 China 394.9 Mton 12 Francia 19.5 Mton
2 Japón 112.5 Mton 13 Taiwán 18.6 Mton
3 Estados Unidos 118.8 Mton 14 España 17.8 Mton
4 Rusia 66.1 Mton 15 México 16.2 Mton
5 Corea del Sur 47.8 Mton 16 Canadá 15.3 Mton
6 Alemania 44.5 Mton 17 Reino Unido 13.2 Mton
7 Ucrania 38.6 Mton 18 Bélgica 10.4 Mton
8 India 38.1 Mton 19 Sudáfrica 9.5 Mton
9 Brasil 31.6 Mton 20 Irán 9.4 Mton
10 Italia 29.3 Mton 21 Polonia 8.4 Mton
11 Turquía 21.0 Mton
Total 1131.8 Mton
Unión Europea (25 países)
186.8 Mton
Los principales productores de Escoria en México son las siderúrgicas que a continuación
se ilustra en la Fig. 3.9.
Fig. 3.9 Mapa de Siderúrgicas en México (5)
La producción de acero según CANACERO 2006 se muestra en la Tabla 3.2:
Tabla 3.2 Producción de acero en México
Generación de Escorias de Acero
Tipo de Horno Kg/Ton Acero Alto Horno 250-300 Horno de Arco Eléctrico
100-250
BOF 150-250
En el año 2005 se generaron 16.2 millones de toneladas de acero y 8.1-12-96 millones de
toneladas de escoria para México. (6) (7)
c) Publicaciones
Los países con mayor publicación son China y Estados Unidos con 480 y 219
respectivamente, en la Fig. 3.10 se muestran los años con mayor intensidad de
publicación del periodo de 2002 al 2011, teniendo en cuanta que en este año continúan
las publicaciones y en la Fig. 3.11 se pueden observar los 10 países con mayor intensidad
de publicación en el mundo.
Fig. 3.10 Evolución de intensidad de publicación por año Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and slag, agosto 2011)
0
50
100
150
200
250
300
2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002
Fig. 3.11 Intensidad de publicación por países - Escoria Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and slag, agosto 2011)
d) Patentes
En la siguientes graficas se muestran los países, las compañías y los años de patentes en
el mundo para la estrategia concrete and slag.
Fig. 3.12 Intensidad de patentes en el mundo – Escoria Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and slag, agosto 2011)
480
210 190 178
117 101 91 80 60 60
47%
33%
11% 6% 3%
0%
0%
PCT
Oficna Europea de Patentes
Republica de Corea
Sudafrica
Israel
México
Fig. 3.13 Compañías con mayor intensidad de patentes - Escoria
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and slag, agosto 2011)
Fig. 3.14 Evolución de intensidad de patentes por año - Escoria
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and slag, agosto 2011)
0
10
20
30
40
50
60
70
0
50
100
150
200
250
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Ceniza Volante
a) Norma
Su utilización en concreto está estandarizada por la siguiente norma:
ASTM C-618: „Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or calcined Natural
Pozzolan for Use in Concrete‟.
Fig. 3.15 Requerimientos para la Ceniza Volante
Fuente: Elaboración propia con datos de ASTM C-618
b) Producción
En la Fig. 3.16 se muestra el porcentaje de consumo energético a nivel mundial de
carbón, del periodo 2007 al 2035.
Fig. 3.16 Porcentaje mundial de consumo energético (8)
En la Fig. 3.17 se presenta la proyección de la producción mundial de energía por
combustible y se observa la tendencia del carbón a aumentar su consumo, esto quiere
decir que a mayor consumo de carbón mayor producción de ceniza volante, tomando en
cuenta que aproximadamente en México se generan por una tonelada de carbón de 36 a
38% de CV.
Fig. 3.17 Producción mundial de energía por combustible (9)
La producción de ceniza volante en el mundo (2007) se ilustra en la Fig. 3.18, Europa generando la mayor producción de ceniza volante con 72, 400 toneladas y tan solo una utilización de 15, 582 y Estados unidos en segundo lugar; la utilización es mínima aun en los países con mayor producción.
38.00
39.00
40.00
41.00
42.00
43.00
44.00
2007 2020 2035
Po
rde
nta
je
Año
Fig. 3.18 Producción y Reutilización de Ceniza Volante
Fuente: Elaboración propia con datos de US, ACAA 2007, ECOBA, 2004, CIRCA 2004,
Actualmente existen en el país tres centrales carboeléctricas generadoras de ceniza
volante: J. López Portillo (Río Escondido, Nava, Coahuila), Carbón II (Nava, Coahuila), P.
Elías Calles (Petacalco, Guerrero), en las cuales se generan 4.3 Millones de toneladas al
año de ceniza volante, utilizándose menos del 1%
En la Fig. 3.19 se muestra la producción y consumo de carbón (toneladas) en México por
año.
Fig. 3.19 Producción y consumo de carbón en México (10)
0
10000000
20000000
30000000
40000000
50000000
60000000
70000000
80000000
EUA EUROPA CANADA
Ton
ela
das
País
Producción
Reutilización
0.00
5,000.00
10,000.00
15,000.00
20,000.00
25,000.00
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Producción
Consumo
c) Publicaciones
En la siguientes figuras se observan los 10 países con mayor número de publicaciones
con la estrategia concrete and fly ash. Siendo China el principal país con 777
publicaciones seguido de Estados Unidos, así como los años con mayor intensidad de
publicación.
Fig. 3.20 Evolución de intensidad de publicación por año – Ceniza Volante Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and fly ash, agosto 2011)
Fig. 3.21 Intensidad de publicación por países – Ceniza Volante
Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and fly ash, agosto 2011)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002
777
631
258 240 190
152 98 80 77 76
d) Patentes
En la siguiente tabla se muestran los países, las compañías y los años de patentes para
la estrategia concrete and fly ash.
Fig. 3.22 Intensidad de patentes en el mundo – Ceniza Volante
Fuente: Elaboración propia con datos de OMPI (Estrategia concrete and fly ash, agosto 2011)
Fig. 3.23 Compañías con mayor intensidad de patentes - Ceniza Volante
Fuente: Elaboración propia con datos de Engineering Village
(Estrategia concrete and fly ash, agosto 2011)
53% 30%
10% 5%
2% 0% 0%
0%
0%
PCT
Oficina Europea de Patentes
Republica de Corea
Sudáfrica
Israel
México
0
10
20
30
40
50
60
70
e) Noticias de ceniza volante en México:
Algunas noticias relevantes en el tema de las adiciones:
• Se incrementará la demanda de carbón de 10.8 millones de toneladas anuales de
2000 a 25.6 millones en 2024.
México 2010, www.offnews.com
• TRM, filial de Cemex, comprará cerca de 250.000 t anuales de ceniza volante de
carbón para suministrar el mercado nacional. México-2006, www.bnamericas.com
• CFE adjudicó a la firma local Tecnologías de Recursos Minerales (TRM) un
contrato para comprar cenizas residuales a las generadoras de carbón José López
Portillo y Carbón II. México-2006, www.bnamericas.com
• SEMARNAT reconoce a CANACERO la reciclabilidad de escorias. México 2006,
www.cmic.org
Entidades mexicanas que participan en el estudio de aplicaciones de ceniza volante en el
concreto son:
CIMAV (Chihuahua)
Universidad Autónoma de Nuevo León
UAEM
CEMIT
CINVASTEV
Instituto Tecnológico de Saltillo
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
f) Casos de éxito del uso de ceniza volante
• El desarrollo Park lane en Halifax, Nueva Escocia, Canadá es una estructura de
siete pisos y fue construido con gran volumen de cenizas volantes en el concreto
55%.
• En los EE.UU., el estado de Wisconsin ha estado utilizando un 60% de cenizas
volantes de la clase F en la mezcla de concreto desde 1989.
• HVFA concreto se ha encontrado un nicho comercial en el mercado de la
construcción de Sydney y está incluido en el ensayo de las instalaciones
Olímpicas de Sydney.
• El Crown Casino, Connell Wagner requiere de alta duración y de baja contracción
por secado de hormigón para la construcción de la planta baja 55.000 metros
cuadrados que se encuentra debajo del nivel freático(Melbourne, Australia)
• El edificio de concreto del Instituto Jonas Salk( San Diego, California ), fue
construida con hormigón de cenizas volantes.
• El edificio ubicado en NCCBM Ballabhgarh (India) (11)
4 Ceniza Volante (problemática en CFE)
En México una de las fuentes generadoras de energía es la combustión del carbón, entre
las dos principales centrales carboeléctricas, José López Portillo y Carbón II se consume
alrededor de 10 millones de toneladas de carbón al año. Si se considera un promedio de
36% de ceniza contenida en el carbón, se obtienen 3.6 millones de toneladas al año.
La Carboeléctrica Plutarco Elias Calles consume alrededor de 5.2 millones de toneladas
de carbón por año. Con un promedio de 13% de ceniza y se obtienen por año
aproximadamente 680,000 toneladas. En general entre las tres centrales se generan
aproximadamente 4.3 millones de toneladas de ceniza por año, de la cual 80% es ceniza
volante y 20% ceniza de fondo.
A continuación en la Fig. 4.1 se presenta proceso de generación de la ceniza volante,
producto de la combustión del carbón en las carboeléctricas.
Fig. 4.1Proceso de generación de Ceniza Volante
El funcionamiento de una planta termoeléctrica de carbón y la generación de cenizas
volantes, como la presentada en la Fig. 4.1, es la siguiente: el combustible está
almacenado en los parques adyacentes de la planta y mediante bandas transportadoras,
es conducido al molino para ser pulverizado. Una vez pulverizado se inyecta mezclado
con aire caliente a presión, para su combustión en la caldera.
Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los álabes de los cuerpos de las
turbinas de alta presión, media presión y baja presión, haciendo girar el rotor de la turbina
con el rotor del generador, donde se produce energía eléctrica.
El vapor pasa a la fase líquida en el condensador, y el agua obtenida por la condensación
del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento y se inyecta de nuevo en la
caldera en las condiciones de presión y temperatura más adecuadas para obtener el
máximo rendimiento del ciclo.
El vapor pasa a un precipitador electrostático, en donde la ceniza volante se separa,
continuando el paso del vapor hacia la desulfuración de gases de combustión, y por último
pasa a una chimenea, en donde se dispersan los contaminantes en las capas altas de la
atmósfera.
Las características de la ceniza volante pueden variar significativamente según la fuente del carbón mineral que se quema:
Las cenizas de clase F son normalmente producidas de la quema de la antracita o
de carbones bituminosos y generalmente poseen un contenido bajo de calcio, y
cuya suma de óxidos ácidos es mayor del 70%.
Las cenizas de Clase C son producidas cuando se queman carbones sub-
bituminosos y poseen típicamente propiedades puzolánicas y cuya suma de
óxidos ácidos es mayor del 50%. En algunos casos pueden llegar a contener
proporciones superiores al 10% de cal libre (CaO).
Diariamente se generan cantidades considerables de cenizas volantes, debido al alto
consumo de carbón de las carboeléctricas. De la producción total de cenizas solo una
proporción muy baja es utilizada y actualmente menos de 1% de ceniza volante, la cual es
destinada para la industria de la construcción a clientes como CEMEX y algunas fábricas
de la región. A pesar de los numerosos antecedentes en países desarrollados acerca de
la utilidad de las cenizas, en nuestro país es mínima, y esto puede ser debido a diversos
factores en los cuales destaca el costo que genera el transporte de las cenizas hacia las
empresas cementeras debido a las distancias que necesitan recorrer; sin embargo,
también hay que considerar el costo que se genera para depositar las cenizas en un lugar
con ciertas características.
Para la disposición final de las cenizas se utilizan, generalmente, rellenos sanitarios,
lagunas y terraplenes. En todos los casos, los sitios deben estar cercanos a la central
carboeléctrica con el propósito de minimizar el transporte. Los depósitos de cenizas se
construyen con el fin de disponer los residuos generados en las centrales termoeléctricas
a carbón, específicamente cenizas volantes y cenizas de fondo. La cantidad de cenizas
generadas depende en parte del procedimiento empleado; sistema de carbón pulverizado,
lecho fluidizado o gasificación, siendo principalmente elevados cuando se utilizan
carbones de baja calidad (12).
Actualmente las carboeléctricas generan más del 75% de toda la energía eléctrica
producida en el mundo. En México, en la central de Río Escondido se construyó un
depósito de material seco para la disposición de la ceniza, el cual consiste en un terraplén
de 14 m de alto donde, con rodillos vibradores se realiza una compactación del 85% al
90% colocando el material en capas de 30cm. La ceniza volante se coloca en primer
término y se cubre con ceniza de fondo; posteriormente se riega con agua. La ceniza de
fondo tiene mucha mayor humedad que la ceniza volante. Cuando el terraplén alcanza la
altura de diseño se coloca tierra vegetal y se plantan fundamentalmente pastos que fijan
el suelo y evitan la erosión (13).
Una de las grandes dificultades que presenta la construcción de los depósitos es el
disponer de grandes terrenos cumpliendo con todas las especificaciones ambientales que
requieren. Por otra parte, las lluvias prolongadas hacen que requiera de sistemas de
recolección y manejo de aguas pluviales afluentes al depósito, las cuales pudieran
contaminarse por arrastre de las cenizas depositadas.
Las actividades a realizar en el funcionamiento del depósito corresponden al traslado,
manejo y disposición de los residuos de la combustión. La ceniza volante es colectada de
los gases de combustión por medio de precipitadores electrostáticos, para de ahí ser
transportada por medio de tuberías a silos de almacenamiento primario y posteriormente
a los silos de concreto y después ser transportada por camiones hasta el depósito de
cenizas. De forma sincronizada, se adiciona a los residuos agua necesaria para evitar
dispersión del material particulado durante la carga, posterior transporte y disposición. El
agua a agregar será aproximadamente un 25% de su peso y la humedad óptima es
verificada posteriormente con ensayos de laboratorio. La exigencia técnica que debe
cumplirse es una humedad de compactación de los materiales comprendida entre ± 2%
de la humedad óptima, determinada de acuerdo al método ASTM D 1557.
La protección del medio ambiente se lleva a efecto mediante la construcción de bancos de
apilado diseñados con estrictas normas de construcción para el deposito adecuado de la
ceniza generada en la central, de esta manera se previene la contaminación del medio
ambiente (aire, suelo y aguas subterráneas) en su transporte así como en los lugares
donde es depositada y se construyen de la siguiente manera:
El desplante de la pila de ceniza volante se lleva a cabo en una base de arcilla ya
existente, a la cual se le retira la maleza y se compensa con una capa de arcilla de relleno
del mismo terreno existente para darle la pendiente de drenaje y nivelación del desplante
de la pila, dichos trabajos consisten en la incorporación de agua para su homologación,
extendido y compactación.
El sello de arcilla protector consiste en la incorporación de agua para la homogenización
de la arcilla extendido y compactación al 93 % proctor, nivelación y afine en dos capas de
25 cm; resultando una capa única de 50 cm. de espesor, cuyos taludes tendrán
pendientes aproximadamente una razón de 3:1. La homogenización se hace en los
bancos de arcilla, y el sello de arcilla en los taludes se colocará con buldózer. En la
corona se tiene una pendiente del 0.2% del centro de la pila, la cual drena las aguas de
lluvia hacia el oriente y poniente para que en este extremo se canalice el agua a través de
los lavaderos.
Cuando el depósito ha llegado a su capacidad, se establece una cubierta vegetal en la
corona de los bancos de apilado de ceniza, la cual consta de la colocación de una capa
de tierra vegetal de 10 cm de espesor, una preparación del terreno con rastra de discos y
tractor agrícola, un suministro y aplicación de catalizadores para ayudar a la semilla a
germinar y enraizar.
La otra manera de evitar la contaminación ambiental por el manejo de la ceniza volante es
mediante la promoción de la venta de ceniza volante a diferentes empresas tanto de la
localidad como de otras partes de la República.
Se tienen registro de que en el 2005 y 2006, MRT (Mineral Resources Technologies)
realizó un estudio muy completo relacionado con la calidad de la ceniza volante enfocado
a utilizar hasta 400,000 toneladas en la industria de la construcción (14).
El proyecto contempla:
Utilizar la producción de la ceniza volante de dos unidades de generación
Procesar la ceniza hasta obtener la finura requerida
Trabajar en coordinación con la central para reducir los niveles de inquemados
Las centrales carboeléctricas liberan dióxido de azufre (SO2), monóxido de nitrógeno (NO), mercurio y otros contaminantes a la atmósfera cuando se quema el carbón. Todas las cenizas que se obtienen del proceso de combustión, como se mencionó anteriormente, requieren de un manejo seguro y un depósito especial para su desecho, por lo que es importante que estas cenizas tengan una reutilización para que no se contamine el ambiente. En el caso de Petacalco, las cenizas tienen un periodo de confinamiento a cielo abierto, lo que representa una amenaza potencial para las poblaciones que se encuentran cerca de la zona, ya que algunos de los residuos contienen metales pesados altamente tóxicos como el arsénico, berilio, vanadio y cadmio. De acuerdo a las proyecciones en la perspectiva del 2007 - 2016 de la Secretaría de Energía (SENER), se muestra un aumento del 12 por ciento de la producción de energía eléctrica mediante el uso del carbón. Considerando la dependencia del exterior, la volatilidad de los precios del gas natural para la generación de energía, así como las diferencias de precio respecto a otros combustibles, se necesita considerar al carbón mineral, como una alternativa en el mediano y en el largo plazo para la generación de energía eléctrica, por lo que también es necesario la implementación de tecnología que permita quemarlo con el menor daño posible al ambiente, y que también sus productos como las cenizas volantes, sean manejadas y reutilizadas para garantizar menos contaminación al ambiente (15). Se puede apreciar que la operación de un depósito representa un costo para las
carboeléctricas, adicional del costo de producción para la generación de energía eléctrica.
Este costo podría ser abatido si existiera una entidad intermedia (“eslabón”) que
transportara las cenizas volantes de las carboeléctricas a las concreteras, para que se
pudiera llevar a cabo un uso sustentable de éstas y no contaminaran el medio ambiente,
además de que el uso de cenizas volantes como adiciones en el concreto asegura
beneficios, tanto en las propiedades del concreto fresco, como en las propiedades del
concreto endurecido. Otros beneficios debidos a la utilización de ceniza volante son la
reducción de los costos del concreto, el empleo provechoso de un material destinado al
relleno de tierra y la reducción de la energía y la emisión de CO2, asociadas con la
producción del cemento.
En un paso intermedio, en donde participa el “eslabón”, se necesitará procesar la ceniza
hasta obtener la finura requerida, y poder ser empleada como adición en el concreto,
además de que se tendrán que evaluar constantemente las propiedades de la norma
ASTM 618, las cuales se llevaran a cabo mediante pruebas de laboratorio. En la Fig. 4.2
se puede observar un esquema del proceso de clasificación de la ceniza volante.
Fig. 4.2 Proceso de clasificación de Ceniza Volante
5 Conclusiones y recomendaciones
De acuerdo a lo definido anteriormente se pueden emitir las siguientes conclusiones y
recomendaciones:
Es absolutamente necesario incorporar una entidad intermedia entre la generación de la
ceniza volante y la fabricación del cemento y concreto. Esta entidad podrá ser la
encargada de evaluar la calidad de la ceniza volante para su uso como adición en el
concreto, tanto transportarla y comercializar la materia prima lista para su uso en la
industria de la construcción.
El uso de la ceniza volante como adición en el concreto nos genera beneficio desde el
punto de vista de la sustentabilidad debido a:
o Elimina la necesidad de que la empresa generadora de ceniza volante invierta en
su proceso de depósito.
o Disminuye la explotación de los bancos minerales haciendo mínimo el uso del
cemento en el concreto.
o Disminuye de la generación de CO2 en la fabricación del cemento que a su vez
repercute en la disminución del efecto invernadero
El uso de la ceniza volante como adición en el concreto mejora la durabilidad en el
concreto haciéndolo más resistente a la acción de agentes agresivos (carbonatación,
acción química, corrosión de acero).
Por lo general el uso de la ceniza volante en el concreto induce a que se obtengan
mejorías tanto en el concreto fresco como en el endurecido (resistencia a la compresión,
módulo elástico, porosidad, permeabilidad, etc.).
Es recomendable que se concientice a los involucrados en el uso de la ceniza volante como
adición al concreto con base a lo especificado anteriormente.
Es recomendable que se promueva el desarrollo de estudios y proyectos de investigación
que permitan evaluar la factibilidad del uso de la ceniza volante como adición en el
concreto.
6 Bibliografía
1. http://www.curacreto.com.mx/productos-para-concreto/aditivos/fly-ash-tipo-f-ceniza-
volante.html. [En línea]
2. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fly_Ash_FHWA_dot_gov.jpg. [En línea]
3. http://www.ibracon.org.br/eventos/50cbc/plenarias/PER_FIDJESTOL.pdf. [En línea]
4. http://www.epa.gov/wastes/nonhaz/define/pdfs/silica-final.pdf. [En línea]
5. www.cmic.org/mnsectores/Agua/.../canacero/ESCORIAS2006.pdf - Similares. [En línea]
6. http://www.worldsteel.org/pictures/storyfiles/Crude%20Steel%20Dec%2005.pdf. [En línea]
7. World Steel in figures (PDF). International Iron and Steel Institute (2006). [En línea]
8. www.eia.gov/emeu/international. Projections: EIA, World Energy Projection System Plus (2010).
[En línea]
9.
http://www.chileresiduos.cl/chileresiduos/userfiles/file/PROYECTO_DE_TITULO_CLAUDIA_SALAZA
R.pdf. [En línea]
10.
http://www.indexmundi.com/energy.aspx?country=mx&product=coal&graph=production+consu
mption. [En línea]
11. High Volume Fly Ash. Dr. Wilbert Langley and Dr. Gordon Leaman.
12. Salazar Rivera, Claudia Margarita. Estimación de la generación de cenizas de centrales
térmicas a carbón y su reúso en la industria del cemento y hormigón. Santiago de Chile : Facultad
de Ecología Y Recursos Naturales, Escuela de Ingeniería Ambiental, 2009.
13. Jiménez Cisneros, Blanca Elena. La contaminación ambiental en México: causas, efectos y
tecnología apropiada. México : Limusa, Colegio de Ingenieros Ambientales de México, A.C.,
Instituto de Ingeniería de la UNAM, 2001.
14. Comisión Federal de Electricidad. Cenizas volantes. 2011.
15. Fernández Montiel, Manuel Francisco. Tendencias Tecnológicas. Nuevos combustibles: coque
(de petróleo), carbón y emulsiones. México : Boletín IIE, 2008.
16. http://www.ibracon.org.br/eventos/50cbc/plenarias/PER_FIDJESTOL.pdf. [En línea]
17. World Steel in figures (PDF). International Iron and Steel Institute (2006). [En línea]
7 ANEXOS
Propuesta de guía para realizar un estudio de inteligencia
DRAFT DE GUÍA TÉCNICA
PARA REALIZAR UN ESTUDIO DE INTELIGENCIA TECNOLÓGICA
IT-01.
Mat FiiDEM
30 SEPTIEMBREDE 2011
VERSIÓN: PRIMERA Faltaría con cuadros de referencia quienes proponen y elaboraron, quien revisa, fechas, logos, etc. HOJA DE AUTORIZACIÓN PROPONE: Paula Dávila Mercado-ICA Cecilia Ontiveros Rangel-FiiDEM Eduardo Vidaud Quintana-IMCYC Ignacio Manrique Maldonado-IMP Rubén Loza Barillas-CFE AUTORIZA:
ÍNDICE
1. OBJETIVO
2. ALCANCE Y RESPONSABILIDADES
3. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES
1. OBJETIVO Establecer los criterios y lineamientos bajo los cuales se desarrollará un estudio de inteligencia tecnológica con el fin de asegurar que sea congruente con los objetivos y estrategias establecidas. 2. ALCANCE Y RESPONSABILIDADES. La presente guía es aplicable y específico para la realización de un estudio de inteligencia tecnológica. Responsabilidades: Usuario: Es responsable de revisar, validar y aprobar los resultados que se den durante y al final del estudio de inteligencia a través de reporte y/o avances. En este caso el rol de usuario corresponde a las personas encargadas de haber realizado la solicitud del estudio, a las personas que plantearon la necesidad o los coordinadores de la Unidad de Inteligencia. Realizador: Es responsable de identificar, colectar e integrar la información necesaria para establecer los resultados del estudio de inteligencia tecnológica que sean consistentes con los objetivos y estrategias de la Unidad de Inteligencia. En este caso el rol corresponde al responsable del Grupo de Inteligencia Tecnológica y a los integrantes de dicho grupo.
1. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES Una vez planteada una necesidad para un estudio de inteligencia tecnológica:
a) Identificar información documental. El realizador identifica, colecta, revisa y organiza la información documental oficial y vigente del solicitante(s).
b) Identificar información a través de fuentes humanas. El realizador identifica información relacionada con percepciones, opiniones, conjeturas, consideraciones que tienen los solocitantes y que puede ser de utilidad para el planteamiento de premisas. El realizador deberá identificar al personal clave que pueda aportar información relevante y llevará a cabo una colecta de información con ellos, con un plan de trabajo que incluye estrategias de colecta y el diseño de instrumentos (entrevistas, cuestionarios, encuestas, etc.), para recopilar la información. Una vez que se realizan las entrevistas, el realizador organiza e integra la información obtenida.
c) Realizar búsquedas exploratorias de información de acuerdo con los temas asignados
El realizador efectúa búsquedas exploratorias de información de acuerdo con los temas asignados. El realizador propone estrategias de búsqueda, utilización de Tesauro para identificar congruencia en las palabras clave, formación de grupos y términos, elaboración de Mapa de Descriptores y/o Mapa Conceptual.
d) Planear el estudio de inteligencia El realizador Planea la utilización de estrategias, Tesauro (identificar congruencia en las palabras clave), formación de grupos y términos, elaboración de Mapa de Descriptores y/o Mapa Conceptual.
e) Definir del estudio de inteligencia tecnológica El realizador define el Marco Conceptual, que debe ser revisado y validado por el usuario para evitar desviaciones en el desarrollo objetivo del estudio.
f) Identificar de elementos para el análisis de la información El realizador identifica las directrices a seguir para el estudio, estrategias principales y adicionales, herramientas a utilizar, metodología, etc.
g) Planear el estudio de inteligencia
El realizador define de acuerdo con los objetivos y el alcance las acciones del estudio de inteligencia. El realizador define la realización y distribución de actividades específicas en la colecta y análisis con recursos necesarios.
h) Colectar información El realizador identifica, colecta, revisa y organiza la información documental de diversas fuentes con el impacto e importancia en cada caso.
i) Analizar información
El realizador analiza la información colectada en los puntos anteriores tomando en cuenta lineamientos estratégicos y criterios para: • Tipo de documentos publicados • Intensidad de publicación en el tiempo • Soluciones tecnológicas reportadas • Evolución de la publicación de soluciones tecnológicas • Organizaciones con mayor cantidad de publicaciones • Autores con mayor cantidad de publicaciones • Redes de colaboración entre inventores y organizaciones • Grupos de investigación • Soluciones tecnológicas asociadas a los autores con mayor actividad • Redes de colaboración entre organizaciones, etc…
j) Sintetizar información El realizador prepara y presenta los elementos del entorno en función de las etapas anteriores.
k) Elaborar reporte y resultados El realizador elabora el reporte de resultados conforme a la estructura acordada con los coordinadores de la Unidad de Inteligencia.
Cobertura de Bases de Datos Consultadas
Academicsearch complete Base multidisciplinaria que indiza direcciones y resúmenes para más de 10,000 publicaciones, brinda el acceso a 5,000 publicaciones en texto completo, sobre arqueología, estudios del área, astronomía, biología, química, ingenierías civil, eléctrica e industrial, ciencia y tecnología de alimentos, ciencia en general, geografía, música, psicología, religión, etc. Ceramicabstracts/Worldceramicsabstracts Base de datos global para la industria de la cerámica, ofrece una cobertura internacional sobre la fabricación, procesamiento, aplicaciones, propiedades y las pruebas de la cerámica tradicional y avanzada. Las fuentes que cubre incluyen más de 3.000 publicaciones periódicas, actas de congresos, informes técnicos, patentes, libros y comunicados de prensa. Corrosionabstracts Es la fuente más completa del mundo de la información bibliográfica en el área de la ciencia y la ingeniería de la corrosión. Las fuentes internacionales de la literatura son escaneados y resumidos en las áreas de la corrosión en general, las pruebas, las características de la corrosión, las medidas de prevención, materiales de construcción y funcionamiento y equipos para muchas industrias. Proporciona a los ingenieros y científicos un recurso para la solución de problemas de corrosión mediante la revisión de la experiencia documentada de otros y proporcionar los resultados resumidos de los artículos. Las fuentes cubiertas incluyen más de 3.000 publicaciones periódicas, actas de congresos, informes técnicos, revistas comerciales etc. El registro más antiguo en la base de datos tiene una fecha de publicación de 1950; el 50% de sus registros tienen fecha de publicación de 1994 o posterior. Current contents connect: agriculture, biology & environmental sciences Proporciona acceso a los contenidos de la literatura internacional generada en agricultura, biología y ciencias ambientales. Se tiene acceso en línea desde 1999 a la fecha. Ofrece referencias bibliográficas y resúmenes. Su actualización es semanal. La base de datos incluye más de 1,040 títulos de revistas. Current contents connect: Physical, chemical & earth sciences Proporciona fácil acceso a las tablas completas de contenido, resúmenes, información bibliográfica y del resto de los artículos significativos en ediciones recientemente publicadas. Incluye más de 1,050 revistas y libros seleccionados por su relevancia a la investigación en las ciencias físicas, química y ciencias de la tierra. Estas publicaciones se clasifican en disciplinas tales como: Física Aplicada/Materia Condensada/Ciencia de los Materiales; Matemáticas; Inorgánica y Química Nuclear. Dissertations&theses Colección más completa del mundo de disertaciones y tesis. Archivo oficial de disertaciones digitales para la Biblioteca del Congreso y la base de datos de registro para la investigación de posgrado. Incluye 2,7 millones de citas de disertaciones y tesis de todo el mundo desde 1861 hasta la actualidad, junto con 1,2 millones de disertaciones en texto completo que están disponibles para su descarga en formato PDF. Más de 2,1 millones de títulos disponibles para la compra como copias impresas. La base de datos ofrece texto completo para la mayoría de las disertaciones añadidas desde 1997 y fuerte
cobertura retrospectiva en texto completo de las obras antiguas de posgrado. Más de 70,000 nuevas disertaciones y tesis de texto completo se agregan a la base de datos cada año. Engineered materials abstracts Esta base de datos proporciona una cobertura profunda en los temas de polímeros -con una creciente importancia-, la de la cerámica y la de los compuestos de usos estructurales y la de otras aplicaciones avanzadas. Las citas son dirigidas a la investigación, a las prácticas de fabricación, a las características y aplicaciones de estos materiales. Esta base de datos inicio en 1986 con subarchivos de una base de datos electrónica con información de Cerámica, Compuestos y Polímeros. La base esta diseñada específicamente para apoyar a los investigadores, ingenieros y científicos del área de ciencias materiales. Cubre más de 3,000 revistas, memorias de conferencias, informes técnicos, revistas comerciales, boletines de noticias, patentes, libros y comunicados de prensa. El registro más antiguo data de 1953; en tanto que cerca del 50% de sus registros están fechados en 1993 o años posteriores. Tiene una frecuencia mensual de actualización, en tanto que 20,000 nuevos registros se suman al año. Comprendemás de 724,868 registros. Environmental sciences and pollution management Base de datos multidisciplinaria con cobertura amplia y sin paralelo sobre las Ciencias del medio ambiente. Contiene resúmenes y citas de más de 10,000 revistas científicas, memorias de congresos, informes, monografías, libros y publicaciones oficiales. Las áreas de mayor cobertura son: Biotecnología agrícola; Calidad del aire; Contaminación acuática; Bacteriología; Ecología de recursos energéticos; Biotecnología ambiental; Ingeniería ambiental; Declaraciones de consecuencias para el medio ambiente (E.E.U.U.); Higiene industrial de desechos peligrosos; Microbiología relacionada con aspectos medioambientales e industriales; aspectos medioambientales; Contaminación: tierra, aire, agua, ruido, basura sólida, radiactiva; Evaluación de riesgos; Ciencia de la seguridad; Toxicología y emisiones tóxicas; Contaminación del agua; Administración de desechos; Temas de recursos hidráulicos. Su actualización es mensual con cerca de 6,000 registros y comprende más de 3,307,495 registros. Para los suscriptores de esta base de datos también se tiene acceso a TOXLINE y a ConferencePapersIndex. Environment complete Esta base ofrece una amplia cobertura en las áreas de agricultura, ecología en ecosistemas, recursos en energía renovable, recursos naturales, ciencia marinas y pesquera, geografía, administración en contaminación y deshechos, tecnología ambiental, legislación ambiental, política pública, impacto social, planeación urbana y más. La base contiene más de 2,265,500 registros de más de 2,100 títulos de revistas con cobertura de los Estados Unidos e Internacionales algunos de éstos desde 1888 (más de 1,250 títulos pertenecen a la literatura básica), esta base contiene el texto completo de más de 820 revistas, incluyendo las más empleadas en esta disciplina tales como Environment (desde 1975), Ecologist, ConservationBiology, etc. De igual forma proporciona el texto completo a más de 220 monografías, como la Encyclopedia of WorldEnvironmentalHistory (3 volumes), Advances in WaterTreatment&Environmental Management, etc. Engineeringvillage 2 Base de datos bibliográfica más completa y disponible para la investigación científica y técnica en ingeniería, cubre todas las disciplinas de la ingeniería. Incluye millones de citas bibliográficas y resúmenes de miles de revistas y memorias de conferencias sobre
ingeniería. Cuando se combina con el EngineeringIndexBackfile (1884-1969) cubre más de 120 años de la literatura básica en ingeniería. Essential science indicators Esta recopilación única y completa de las estadísticas de rendimiento ciencia y las tendencias de los datos científicos se basa en el recuento diario de publicación de artículos y datos de bases de datos de citas de Thomson Scientific. Es un recurso ideal de análisis para los responsables políticos, administradores, analistas y especialistas en información de agencias gubernamentales, universidades, empresas, laboratorios privados, empresas editoriales y fundaciones... Esta base de datos multidisciplinaria tiene acceso a 10 millones de artículos de más de 11,000 títulos de revistas de todo el mundo. Cuenta con bases sólidas en la comparación del funcionamiento de las diferentes investigaciones: Incluye líneas de fondo, que sirve para comparar y evaluar el impacto de las investigaciones. In4mex Ofrece el acervo actualizado e histórico de más de 1000 publicaciones de México y Latinoamérica, con una base de datos de más de 1,800,000 documentos. Proporciona el texto completo de: Libros, Tesis, Diario Oficial de la Federación, Estadísticas, Información Legal, Noticias, Revistas de opinión, Revistas Científicas y de Investigación, Colecciones Especiales, Agencias Noticiosas, Columnistas, Información de Gobierno, Directorios y Guías. ISI journalcitationreports Herramienta por excelencia donde los investigadores acuden para la actualización de información científica de calidad y actualidad. Se tiene acceso en línea desde 2001 a la fecha. Acceso a referencias bibliográficas, citas a trabajos publicados y resúmenes. Su actualización es anual. Se ofrece acceso a más de 1,714 revistas. Latindex Sistema de Información sobre las revistas de investigación científica, técnico-profesionales y de divulgación científica y cultural que se editan en los países de América Latina, el Caribe, España y Portugal. La idea de creación de Latindex surgió en 1995 en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y se convirtió en una red de cooperación regional a partir de 1997. Actualmente Latindex ofrece tres bases de datos: 1) Directorio, con 18,382 registros normalizados y de contacto de todas las revistas registradas, ya sea que se publiquen en soporte impreso o electrónico; 2) Catálogo, con 4,363 títulos seleccionados que incluye únicamente las revistas –impresas o electrónicas- que cumplen los criterios de calidad editorial diseñados por Latindex y 3) Enlace a Revistas Electrónicas, con más de 3,669 enlaces a los textos completos en los sitios en que se encuentran disponibles. En la sección “Productos” se hace una mayor descripción de estos recursos y la forma de consultarlos. Materialsbusiness file Cubre noticias de la industria, de productos y desarrollo de procesos, desarrollo de la planta y la construcción, los datos del comercio internacional, las regulaciones gubernamentales, y de gestión relacionados con las industrias cubiertas por otros subarchivos de CSA TechnologyResearchDatabase (TRD). MDConsult
Ofrece el acceso instantáneo a artículos de texto completo de más de 80 revistas médicas y clínicas, 50 referencias médicas principales en una amplia gama de especialidades médicas, información de medicamentos clínicamente relevantes y más de 10,000 folletos de los pacientes. MicroPatentmaterialspatents Contiene resúmenes de Estados Unidos, Europa y del PatentCooperationTreaty (PCT), las patentes relacionadas con las ciencias de materiales. Los más de 60,000 registros en la base de datos han sido seleccionados específicamente para complementar las bases de datos de las ciencias materiales ofrecidos en IDS. NTIS Con más de 2 millones de registros bibliográficos, es el recurso por excelencia para el acceso a las últimas investigaciones patrocinadas por los Estados Unidos y gobiernos extranjeros selectos. Los contenidos incluyen la investigación y el desarrollo en relación con programas informáticos, la agricultura, la biotecnología, negocios, comunicación, energía, ingeniería, medio ambiente, la salud y la seguridad, la medicina, la tecnología espacial, y el transporte. Periódica Base de datos bibliográfica creada en 1978 en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). La base de datos se actualiza diariamente y más de 10 mil registros son agregados cada año. Ofrece alrededor de 265 mil registros bibliográficos de artículos originales, informes técnicos, estudios de caso, estadísticas y otros documentos publicados en cerca de 1,500 revistas de América Latina y el Caribe, especializadas en ciencia y tecnología.
