Microscopia Optica

En la industria del cemento se tiene controles de calidad químicos y físicos en todo el proceso de producción. Sin embargo se muestran constantes cambios en la calidad de clinker producido, por lo que se requiere una optimización del proceso de producción para controlar las condiciones de operación en un rango establecido

 La microscopia óptica del clinker es una técnica muy práctica para observar las características del proceso de clinkerización. La investigación microscópica revela información crucial para la optimización de la producción de clinker.

Al optimizar todo el proceso de obtención de cemento se obtiene muchos beneficios:

• Información sobre las variables más críticas del proceso.
• El sistema trabaja de manera estable y en condiciones adecuadas.
• No existe un desperdicio de energía (sólo se consume la energía necesaria).
• Se obtiene clinker con mejores propiedades químicas y físicas, lo cual se muestra en una mejora de la calidad del cemento (satisfacción del cliente).

 Un análisis microscópico óptico tiene como objetivo evaluar las microestructuras de un compuesto o elemento, ya que éstas revelan la historia térmica a la que fueron sometidas y, la composición química de la materia prima que los conforma. El análisis microscópico consta de tres etapas: preparación de la muestra, análisis cualitativo y cuantitativo.

  Esta última etapa es donde se puede aplicar el Método de Ono en el estudio de la calidad del clinker, el cual permite la determinación del Índice de Calidad de Clinker por Microscopia (ICCM)

 Lo que se pretende con este trabajo es que los estudiantes desarrollen un trabajo de investigación sobre microscopía óptica en el clinker, aplicando métodos específicos de evaluación (Método de Ono).

• Esta tarea consiste en formar grupos de trabajo (tres integrantes), realizar un trabajo de investigación sobre la microscopía óptica en el caso de estudio del clinker del cemento.

• Una vez que se tenga la información y se hayan familiarizado con el tema, cada estudiante trabajará de forma individual en el laboratorio, realizando un análisis cuantitativo a la muestra tratada (aplicar el Método de Ono).

• Cuando todos los integrantes del grupo tengan sus datos determinados, se procederá a un tratamiento estadístico y se determinará un valor para el ICCM.

• La parte teórica del trabajo y la parte práctica de la investigación se realizaran en google docs, compartiendo el contenido entre el grupo de estudiantes y el docente. Con el visto bueno del docente, podrán realizar una presentación de resultados en power point dentro de la misma herramienta.

En su guía de laboratorio se encuentra la descripción de la preparación de la muestra.

 A continuación se detalla el método cuantitativo a seguir:

• Este método consiste en medir cuatro parámetros en las muestras preparadas: tamaño del silicato tricálcico (alita), tamaño del silicato dicálcico (belita), color de la belita y birrefringencia de la alita. A estos cuatro parámetros se les asigna un valor de acuerdo a la siguiente tabla.

 Una vez ya asignados los valores los reemplazamos en las siguientes ecuaciones:

RP = 25.309 + 0.513 (ETA) + 2.027 (EBA) + 0.334 (ETB) + 2.179 (ECB)                         [1]

 BL = 1513 + 171 (ETA) + 167 (EBA) + 417 (ETB) - 153 (ECB)                                      [2]

Donde:

RP = Es la resistencia potencial del mortero a los 28 días [MPa].

BL = Es el área específica potencial Blaine [cm2/g].

ETA = Evaluación del tamaño de alita.

EBA = Evaluación de la birrefringencia de la alita.

ETB = Evaluación del tamaño de belita.

ECB = Evaluación del color de la belita.

 La primera ecuación refleja la resistencia potencial del clinker a los 28 días. Este parámetro es muy importante para medir toda la resistencia que ofrecerá ese material.

 La segunda ecuación muestra la molturabilidad del clinker, es decir, la facilidad de poder triturarlo en el proceso de elaboración de cemento.

 Se evalúan los resultados de las anteriores ecuaciones (1 y  2), con las siguientes ecuaciones

 Calificacion RP = ((RP - 25.309)/20.212)*100                       [3]

 Calificacion BL = ((BL - 1513)/2867)*100                            [4]

Al tener estas ecuaciones definidas (3 y 4), se procede al cálculo del Índice de Calidad de Clinker por Microscopia (ICCM) mediante la siguiente ecuación.

  ICCM = (Calificacion RP + Calificacion BL)/2

La bibliografía requerida es la siguiente:

• Información científica que se encuentra en la carpeta “Microscopia óptica” en Google Drive
• https://es.scribd.com/doc/117591969/Microscopical-Examination-and-Inter…

• El trabajo se lo debe realizar a lo largo del bimestre.
• El trabajo tendrá un valor del 30% de la nota final de la materia. La parte teórica tendrá un valor de 10% y la parte práctica 20%.
• Cada grupo podrá elegir sus integrantes y repartirse las tareas correspondientes.
• Se evaluará la calidad de la investigación y la precisión de los resultados obtenidos en laboratorio.

• Al finalizar este trabajo de investigación, el estudiante será capaz de definir la microscopia óptica y aplicar con facilidad en el laboratorio.
• Con los conocimientos adquiridos el estudiante contará con la capacidad de trabajar en laboratorio la nueva herramienta aprendida.
• El estudiante será capaz de desarrollar un trabajo de investigación integro, con teoría y práctica, lo cual lo familiarizará con el entorno científico y de desarrollo