Manual de Calidad de la Sal by Omar Caldera

Dedicado a mujeres y hombres que se dedican a la producción de la sal en la Salina de Nahualapa, cuyo oficio mediante la memoria oral se mantiene en el tiempo.

Autor UTAP . Unidad Técnica de Apoyo a Proyectos. Agencia Andaluza de Cooperación Internacional para el Desarrollo Edición Blanca Membreño Cristobal Herrera Naiara Ferrer

UTAP . Unidad Técnica de Apoyo a Proyectos.

Diseño y diagramación Omar Caldera Asistencia Técnica Msc. Hugo Alexis Pérez Torres UTAP . Unidad Técnica de Apoyo a Proyectos. La presente publicación ha sido producida en el marco del PROGRAMA DE DESARROLLO MUNICIPAL DE TOLA FASE I financiado por la Agencia Andaluza de Cooperación Internacional para el Desarrollo y ejecutado por la Alcaldía Municipal de Tola.

INDICE I.

Introducción

II.

Objetivos

III.

Sal

3.1 Concepto

3.2 Origen de la sal: el agua de mar

3.3 La calidad de la sal

3.4 Importancia

IV.

Proceso de Obtención de Sal de Mar

4.1 Descripción General del Proceso

4.2 Etapas del Proceso

4.3 Etapa de Bombeo

4.4 Etapa de Calentamiento

4.5 Etapa de Cristalización

Bibliografía

PROGRAMA DE DESARROLLO MUNICIPAL DE TOLA FASE I

I. INTRODUCCIÓN En el marco del Programa de Desarrollo Municipal de Tola Fase I financiado por la Agencia Andaluza de Cooperación Internacional para el Desarrollo y ejecutado por la Alcaldía Municipal de Tola; como parte del Componente de Desarrollo Económico se pretende fortalecer la economía local mediante el apoyo a sectores estratégicos para el municipio. Uno de los sectores priorizados ha sido el grupo de productores ubicados en la comunidad de Salinas de Nahualapa que se dedican a la extracción de sal de mar.

• El apoyo organizativo para la conformación de una cooperativa. • El fortalecimiento de capacidades y conocimientos en la producción de la sal con calidad. • La mejora de la infraestructura productiva. Con este Manual de Calidad en la producción de la Sal se pretende apoyar al grupo de productores a unificar los parámetros de calidad de su producto y de esta manera tener una ventaja competitiva en el mercado.

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El apoyo a este sector se define en tres lineamientos:

La utilidad del documento es que contiene información que permite conocer detalladamente el funcionamiento interno de la salina permitiendo una mejor inducción, adiestramiento y capacitación del personal que interviene en el proceso. Sirve también para el análisis o revisión de las operaciones de una unidad productiva. Por lo mismo, aumenta la eficiencia de los empleados y construye una base para el análisis posterior del trabajo y una definición clara de procedimientos y métodos. La lectura del manual guía al lector por todas las etapas del proceso detallando los puestos o unidades productivas, su participación y responsabilidad, la maquinaria, equipos, accesorios e insumos utilizados en los diferentes momentos y las recomendaciones que deben de tenerse en cuenta para garantizar la calidad en la producción. Los lineamentos del planteamiento del Manual de Calidad en la Producción de Sal están elaborados de forma clara y concisa, a fin de que sean comprendidos incluso por personas no familiarizadas con el proceso, perfectamente definidos en el marco general de actuación del personal, a efecto de que esté no incurra en fallas y lo suficientemente explicitas para evitar la continua consulta a los niveles jerárquicos superiores.

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II. OBJETIVOS a) Uniformar y controlar el cumplimiento de las rutinas de trabajo y evitar su alteraci贸n arbitraria. b) Facilitar el control interno y la vigilancia del trabajo del personal para simplificar la responsabilidad por fallas y errores mediante la normativa de las funciones de cada uno.

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c) Reducir los costos de producci贸n mediante el aumento de la eficiencia en todo el proceso.

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III. LA SAL 3.1 CONCEPTO Denominada cloruro sódico (NaC1) en el argot científico, la sal común es un elemento básico para la vida. Es una sustancia ordinariamente blanca cristalina, densa (2,19 g/cm3), que funde a 801 ºC y hierve a 1.440 ºC, de sabor propio bien señalado, muy soluble en agua y crepitante en el fuego. Es una de las sustancias minerales más abundante en la naturaleza, sea en estado de roca (sal gema), que se extrae del interior de la tierra mezclada con arcilla salina o en solución en el agua de mar (sal marina), que se extrae evaporando las aguas del mar.

3.2 ORIGEN DE LA SAL: EL AGUA DE MAR Los constituyentes fundamentales del agua del mar son el agua y los iones de cloro y sodio que se encuentran en forma de cloruro de sodio y que se conoce como sal común. El agua de mar no solo está compuesta de agua y cloro de sodio, sino que contiene en solución una gran variedad de elementos tales como: calcio, magnesio, potasio, sodio, cloro, sulfato y bromuro.

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El cloruro sódico (NaCl) es una sal neutra que contiene un 39,3% de sodio y un 60,7% de cloro. Una propiedad interesante es que, disuelta en el agua, baja el punto de congelación de la misma, impidiendo la formación de placas de hielo. Otra propiedad de las soluciones acuosas con sal es que conducen la electricidad y en este hecho se basa su poder para oxidar el hierro que se encuentra en contacto con ellas.

Tabla # 1: Iones más abundantes en la composición del agua de mar.

Iones

Cantidad en el agua de mar a 3.5 0Bé (g/kg)

Cantidad en la salmuera saturada a 26 0Bé (g/kg)

H2O Agua Ca++ Calcio Mg++ Magnesio K+ Potasio Na+ Sodio ClCloro SO4Sulfato BrBromuro

965.81 0.408 1.265 0.380 10.48 18.95 2.643 0.065

727.36 0.338 10.42 3.128 86.79 156.23 15.26 0.535

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Algunos elementos presentes en el agua de mar reaccionan durante el proceso de evaporación, formando así diversas sales. Las cuales comienzan a incrementar su densidad conforme avance el proceso de evaporación formándo así cristales que posteriormente precipitarán. Una vez que va disminuyendo el volumen de agua, que mantiene en disolución a los iones, por efecto de la evaporación, los iones encuentran cada vez mayor dificultad para rodearse de moléculas de agua. Superado cierto umbral, los iones comienzan a unirse entre ellos, precipitando en forma de agregados cristalinos.

3.3 LA CALIDAD DE LA SAL El control del proceso busca obtener sal cruda con estándares de calidad para su comercialización, fundamentalmente como materia prima de otros procesos. Los requerimientos de calidad son los siguientes: a) Un alto grado de pureza de cloruro de sodio del 86% de NaCl.. Éste grado de puereza se logra buscando como separar el cloruro de sodio de otras sales que lo acompañan. b) En teoría la producción de sal es de 1 quintal de sal cruda procesada por cada 5 metros cúbicos de salmuera a 25.4ºBé. c) Control de la humedad. Otra característica deseable es la humedad resultante en la sal cruda. Lo recomendable es un 3.5% de humedad. sta humedad se logra buscando como separar el agua pura que acompaña a las aguas salobres a través de la evaporación y el agua que acompaña a la sal a través del secado por exposición a los rayos solares. d) El nivel de blancura de la sal se realiza por observación visual. Para lograr dicha blancura, la sal debe estar libre de contaminantes sólidos como piedras, tierra, partículas de polvo y remanentes muertos de insectos y plantas. Las buenas prácticas de manejo de la sal desde la cristalización hasta su almacenamiento determinan el éxito en lograr este propósito.

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3.4 IMPORTANCIA La importancia de la sal se da por la diversidad de usos que se le puede dar, y por lo mismo la oportunidad de comercializarla en diferentes sectores. Dentro de los usos podemos mencionar los siguientes: • Para consumo humano. • Para consumo animal. • Conservación de alimentos y pieles.

• En la fabricación de materiales colorantes. • En la extracción de plata. • En metalurgia del hierro. • En la obtención de aguas artificiales minerales. • En mezclas frigoríficas. • Para la salazón de carnes y pescados.

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• En la industria para la obtención de sodio, sosa, cloro, ácido clorhídrico.

• En la fabricación de jabones, conservación de madera, preparación de tabaco, medicina, etc.

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IV PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA SAL DEL MAR. Fuerza de la gravedad

Vientos favorables

Figura 1

Importantes extensiones de terreno llano

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Buena incidencia de los rayos solares y escasas lluvias

Fuentes de agua salobre

RES

IZ TAL CRIS

RES

DO ORA

8 a 20 0Bé

3.5 a 8 ºBé

Figura # 1: Flujo de Proceso de una Salinera.

5% Agua

33% Agua

50% Agua

ADO

20 a 25.4 0Bé

P EVA QUE TAN

RES

ADO

25.4 a 29.5 0Bé

ADO ENT

CAL

SEC

25% de CaSO4

5.4% Agua 72% de Cloruro de sodio 15% de CaSO4 Sulfato de magnesio (- -) Cloruro de magnesio (- -) Bromuro de sodio (- -)

Oxido de hierro Carbonato de calcio 60% de CaSO4

Partículas Sólidas

Basadas en las características encontradas en las unidades de producción de las Salinas de Nahualapa.

4.1 Descripción General del Proceso La figura # 1, muestra una representación espacial del proceso de obtención de sal. En la práctica y tomando en cuenta la realidad de las unidades de producción de las Salinas de Nahualapa podemos decir que es difícil encontrar desarrollos estructurales tan bien alineados, la variedad de los espacios sobre los que se han desarrollado nos muestran elementos y arquitecturas adaptadas a cada uno de ellos. En este sentido, podemos afirmar que no existen dos salinas iguales. Son tres los factores clave en la ubicación de una instalación salinera y en su arquitectura: • La geomorfología1 del lugar que propicia la existencia de fuentes de agua salobre.

• Las condiciones climáticas (buena incidencia de los rayos solares, escasas lluvias y régimen de vientos favorables) y la disponibilidad de combustible.

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• La topografía2, pues la instalación salinera necesita de importantes extensiones de terreno llano sobre el que implantar las superficies de evaporación3. La fabricación de la sal en una salina tradicional es un proceso artesanal, basado en la conjunción perfecta de cinco poderosos elementos: 1. El agua salobre, que es de donde se obtiene la sal. 2. La incidencia de los rayos solares, es la que permite la evaporación del agua para concentrar4 las sales contenidas en el agua salobre.

4. La fuerza de la gravedad, se utiliza para hacer circular el agua salobre por todas las pilas para su calentamiento. 5. El tiempo, debido a que desde que el agua es captada hasta que se obtiene la sal pueden pasar desde tres días a una semana. Cuanto menos tiempo tarde la sal en aparecer, mayor será la producción de la salina. Entre los factores que hacen variar el tiempo del proceso productivo destacamos: el tamaño de la salina, la salinidad de la fuente de agua salobre y las condiciones climáticas.

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3. Los vientos, que permiten remover los vapores de agua, que producto de la evaporación se alojan en la superficie del agua salobre.

En términos generales, podemos decir que las salinas consisten en un conjunto de pilas artificiales, poco profundas, por las que se conduce el agua por medio de canales y compuertas. Es en estas pilas dónde por efecto de los rayos solares y del viento se obtiene la sal.

Geomorfología: Tiene por objeto la descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de la interferencia de los agentes atmosféricos sobre la superficie terrestre. 2 Topografía: Estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales. 3 Evaporación: Es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. Este proceso se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquélla. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. 4 Concentración: Es la relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y viceversa. 1

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Se parte entonces, de su proximidad a un litoral costero, que permite la existencia de brazos de mar que se adentran hacia zonas de extensión llanas donde se pueden ubicar las pilas. Los brazos de mar son tomados como canales de alimentación, atendiendo a su caudal producto del efecto de las mareas, cada cierto tiempo estos tendrán un caudal de agua suficiente para utilizarla en todo el proceso. En el caso de las Salinas de Nahualapa se utiliza para inundar la primera pila de la salinera o bien para llenar un pozo profundo, que se construye al final del canal de alimentación. A lo largo de todo el proceso, hay una interrelación de las funciones que realizan todas las pilas que intervienen en el proceso. Es decir, todas las pilas son estanques de almacenamiento, calentadores, evaporadores, concentradores y algunas son también cristalizadores. Se trata de acentuar cual es su función principal, de esta forma tenemos que el Tanque cuya función es almacenar agua, también es un calentador evaporador ya que por su gran superficie expuesta al sol y por el tiempo que permanece el agua salobre en éste, el agua se calienta y se evapora. Al mismo tiempo concentra el cloruro de sodio y otras sales ya que la presencia de éstas aumenta en concentración por la eliminación de agua, esto mismo ocurre con los calentadores evaporadores donde ocurre concentración de sales por evaporación de agua y a su vez son cristalizadores puesto que en ellos precipitan algunas sales. En los calentadores concentradores, también ocurre la evaporación de agua y la cristalización de las sales y por último en los cristalizadores ocurre el calentamiento de agua, la evaporación de agua y la concertación de sales. Lo expuesto anteriormente da lugar a la existencia de varios gradientes5 a lo largo de todo el proceso: • Gradiente de concentración de sales, las sales son sólidos disueltos en el agua y su medición se realiza a través de los grados Baumé6 que presenta el agua salobre. • Gradiente de evaporación de agua, el agua evaporada se puede medir a través de un balance de componentes en un laboratorio o por la humedad que presentan las sales, lo que aplicaría solo en la cristalización.

Gradiente: Implica definir una escala determinada y proyectar esta escala hacia un máximo o mínimo posible. 6 Grados Baumé: Es una escala usada en la medida de las concentraciones de ciertas soluciones. Mide la cantidad de sólidos disueltos en la solución. 5

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• Gradiente de precipitación de sales al cristalizarse, la medición de estas precipitaciones se logra mediante el análisis de muestras de agua salobre en distintos momentos de transcurso del proceso.

Atendiendo a los gradientes que se forman en el proceso de obtención de sal y a su determinación práctica, podemos decir que el control sobre el proceso reside en el seguimiento de la concentración salina ya que hay elementos en el agua salobre que precipitan o cristalizan a diferentes concentraciones. De esta forma es más fácil medir en el terreno la concentración de sales utilizando un sencillo instrumento llamado aerómetro, también denominado densímetro. Éste permite relacionar la densidad del agua con su concentración en sales y utilizan habitualmente una escala en grados Baumé.

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Estos gradientes se muestran también en la figura # 1, acompañando al flujo de proceso, para dar una ubicación exacta de donde se tomaron las muestras para el análisis. Estos datos fueron tomados de trabajos de tésis de grado que se encuentran en la bibliografía consultada. En el gradiente de precipitación de sales, se colocan en algunos casos la fórmula química de los compuestos que precipitan por un problema de espacio. En la tabla # 2 se pueden referir los nombres de cada compuesto. La simbología (--) significa pequeñas cantidades y (++) significa grandes cantidades.

4.2 Etapas del Proceso Basados en el flujo de proceso de obtención de sal y en características propias de aplicación de estructuras, tiempo, recursos materiales y humanos, las salinas de Nahualapa han establecido dividir el proceso en tres etapas importantes: I.Bombeo: Comprende fundamentalmente el recorrido del agua salobre desde el canal de alimentación hasta su almacenamiento en el Tanque. II.Calentamiento: Comprende el recorrido del agua salobre desde la salida del tanque, pasando por los calentadores evaporadores, hasta los calentadores concentradores. III.Cristalización: Comprende el recorrido desde la salida de los calentadores concentradores, pasando por los cristalizadores, hasta la eliminación de la lejía y el almacenamiento de la sal común.

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4.3

BOMBEO

El objetivo de esta etapa del proceso consiste en almacenar grandes volúmenes de agua de mar a través de la entrada directa de altas mareas o por bombeo al tanque diseñado para este fin. Todo con la finalidad de tener reservas de agua para el proceso y la decantación o precipitación de las posibles impurezas en forma de partículas sólidas que pueda contener el agua en suspensión (ver figura 2). Figura 2

1.00

Densímetro

Probeta recolectora de muestras

1.00 1.00

C 40 30 20

F 100 80

Bombear agua de mar del pozo de succión al Tanque COMPUERTA DE ALIMENTACIÓN

BOMBA

MAREA

Agua de Mar POZO DE SUCCIÓN

EQUIPAMIENTO, ACCESORIOS E INSUMOS El principal equipo que interviene en esta etapa es el motor-bomba, cuya capacidad estará determinada por la demanda de bombeo de agua de mar que requiera la salina. Este puede ser eléctrico o de combustión; en el caso de que sea eléctrico se debe instalar un transformador para el mismo, así como los cables de alta tensión que requiera. Los motores de combustión necesitan una batería para su funcionamiento. En cualquiera de los dos casos deben estar provistos de sus tuberías de succión y descarga, preferiblemente de aluminio o plástico. El otro equipo que se utiliza en esta etapa es el aerómetro o densímetro para medir la concentración de sales en el agua salobre. Se requiere que maneje una escala en grados Baumé de 0º a 30ºBé para tener

Tanque

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1.00

NIVEL DE AGUA 40 a 50 cm

mayor precisión de la lectura. Además, junto a él debe existir la probeta recolectora de muestras, que también es el instrumento donde se realiza la medición.

INFRAESTRUCTURA La estructura física más importante de esta etapa es el Tanque de Almacenamiento de agua de mar. Su diseño en cuanto a superficie varía según la capacidad de procesamiento de la salina. Sus muros deben medir aproximadamente 1 metro de alto por 1 metro de ancho y durante el proceso se llena hasta 40 o 50 centímetros de agua de mar. Posee una compuerta de alimentación de agua a los calentadores evaporadores y una estación de bombeo donde se coloca el motor-bomba (ver figura 2).

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PROCEDIMIENTO:

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1. Limpieza y reparación de la infraestructura: La finalidad de este procedimiento es devolver a las estructuras las características de diseño originales, afectadas fundamentalmente por las lluvias que erosionan los muros y traen corrientes de agua con lodo. Primeramente, se limpia el canal de alimentación y el tanque. El lodo extraído se coloca en los laterales para el fortalecimiento de los muros que estos poseen de forma natural. También se limpia el pozo de succión para recuperar su profundidad.

4. Bombear agua de mar del pozo de succión al Tanque: Hay que asegurarse que la compuerta de alimentación a los calentadores evaporadores este cerrada. Posteriormente se inicia el bombeo cuando la marea sube y el pozo tiene el nivel de llenado necesario para el bombeo (se bombea de 3 a 6 horas según la marea). 2. Revisión de Compuertas: se comprueba el buen funcionamiento de la compuerta de alimentación a los calentadores evaporadores.

COMPUERTA DE ALIMENTACIÓN EN BUEN ESTADO

ALTA

BAJA

Se dejará de bombear cuando la marea baja y ya no existen condiciones de profundidad en el pozo de succión. Para continuar bombeando hay que esperar otra subida de marea por lo que este proceso puede durar entre 3 a 8 días en dependencia de la capacidad de bombeo y del tamaño del tanque. Una vez que el tanque este lleno y el proceso de suministro de agua a los calentadores empiece hay que seguir bombeando para mantener el nivel de agua de mar en el Tanque.

Bombearemos hasta alcanzar la profundidad del pozo de succión adecuada

MAREA

3. Mantenimiento del motor-bomba y de la caseta de bombeo: Consiste en garantizar; pintura, engrase, cambio de aceite, cambio de balinera, ajuste del soporte del motor y chequeo en general.

agua de mar

NIVELES DE AGUA ADECUADO DE 40 A 50 CM DE AGUA COMPUERTA DE ALIMENTACIÓN CERRADA

Tanque

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RECOMENDACIONES: 1.Utilizar la tabla de marea publicada por INITER: Es importante la utilización de la tabla de marea para poder programar los tiempos de bombeo según la hora de subida y bajada de la misma, ya que esta es variable.

3.Colocar estacas milimetradas: Deben colocarse en puntos estratégicos del tanque para poder visualizar el nivel de los 40 a 50 centímetros de agua de mar que debe tener. Además este nivel es el punto de referencia para saber cuanto y cuando bombear agua de mar. Sirve también para detectar si el agua del tanque bajó sin haber realizado extracciones lo cual indicaría una fuga. 4. Medir los grados Baumé en puntos críticos. Debe medirse al iniciar y finalizar el bombeo. El primer punto crítico es en el pozo de succión, puesto que al inicio de la temporada de cosecha de sal, los grados Baumé del agua de mar que llegan al pozo son muy inestables. Se necesitan al menos entre 30 y 45 días para que se estabilice. Ésto debido

Los otros dos puntos críticos son en el área del tanque y la compuerta de salida del tanque. Estos dos puntos marcan un gradiente de concentración de sales que contiene el agua de mar y es el indicativo para que el agua salobre pase a la segunda etapa del proceso. 5.Diseñar e implementar la tabla de control y registro de datos del proceso. Dentro de las variables a controlar tenemos: a.Los grados Baumé en el Tanque en la compuerta de salida, en la descarga de la bomba y en el pozo de succión, tanto al inicio como al terminar el bombeo. b.Hora de inicio de subida y bajada de la marea. c.La profundidad del pozo de succión cuando baja y sube la marea. d.Hora de inicio y terminación del bombeo. e.El nivel de llenado del tanque cuando baja y sube la marea. f.La cantidad de combustible utilizado y horas de consumo de energía, según el caso. g.El tiempo de trabajo empleado en esta etapa del proceso.

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2.Utilizar una regla milimetrada en el pozo de succión. Esta permitirá saber la profundidad del pozo de succión, evitando de esta forma una posible rotura de la bomba por falta de profundidad de agua para bombear y al mismo tiempo saber el punto en que empieza a bajar la marea.

a que el agua salobre esta contaminada con agua dulce que desemboca al mar y por el lavado de los suelos salinos de los brazos de mar a consecuencia de las corrientes que generan las lluvias.

3.5 ºBé

1.00 1.00 1.00

REGLA MILIMETRADA

1.00 1.00

C 40 30 20

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.00

F 100 80

C 40 30 20

mar

DENSIMETRO

1.00

8 ºBé

1.00

C 40 30 20

F 100 80

Tanque

POZO DE SUCCIÓN

Punto crítico

ESTACAS MILIMETRADAS

100

1.00

Punto crítico

COMPUERTA DE SALIDA

Punto crítico

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Tareas de esta etapa: La persona que se encarga de esta etapa recibe el nombre de Bombero y sus principales responsabilidades son: Supervisar el estado del motor-bomba y darle mantenimiento (bandas, cheque de la bomba, cables de energía y otros).

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No abandonar su puesto de trabajo durante el tiempo de bombeo.

Supervisar las fugas de agua del Tanque. En el caso de motores eléctricos bajar las cuchillas cuando falte la electricidad y cuidar del chequeo de la bomba.

Cuidar la batería y su traslado, el densímetro y la probeta. Realizar el control del área atendiendo a los parámetros establecidos para cada una de las variables del proceso, así como su registro en las tablas de control. Coordinarse con las otras etapas del proceso cuando amerite la situación. Cumplir con los procedimientos establecidos para la etapa y acatar las recomendaciones que se han señalado Cualquier anomalía del proceso deberá reportarlo al jefe de producción de la salina.

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4.4

CALENTAMIENTO El objetivo de esta etapa del proceso consiste en obtener salmuera saturada rica en cloruro de sodio. El agua del tanque es bombeada a una estación de calentadores, donde se incrementa gradualmente su densidad debido a la acción del sol y del viento, que van evaporando el exceso de agua hasta que alcance el punto de saturación de cloruro de sodio. (Ver Figura 3)

Energía Solar

Figura 3

Viento

Tanque

Calentadores

Evaporadores 40 a 50 cm

10 a 15 cm

Agua de mar 3.5 ºBé

Salmuera 8 ºBé

Salmuera 20 ºBé

Punto crítico

INFRAESTRUCTURA Sus muros deben medir aproximadamente 40 centímetros de altura por 50 centímetros de ancho y durante el proceso se llena de 10 a 15 centímetros de salmuera para los Calentadores Evaporadores y de 5 a 10 centímetros para los Calentadores Concentradores (Ver figura 3). Deben tener un grado de inclinación tal que posibilite el flujo de salmuera por gravedad desde la compuerta de alimentación a la compuerta de salida. Equipamiento, accesorios e insumos: El principal equipo que interviene en esta etapa es el aerómetro o densímetro para medir la concentración de sales en la salmuera. También debe existir la probeta recolectora de muestras, que se utiliza para realizar la medición.

Calentadores 5 a 10 cm Concentradores Salmuera 25.4 ºBé Punto crítico

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Agua evaporada

Otro equipo que participa, es el motor-bomba de gasolina que se utiliza principalmente para alimentar salmuera de 25.4 ºBé a los Cristalizadores y además para trasladar salmuera entre los Calentadores de forma rápida en caso de que existan inconveniente en las operaciones. En el caso de una cristalización adelantada en el último calentador concentrador o en el recipiente, se resuelve suministrándole salmuera de más bajo grado Baumé. Dentro de los accesorios más utilizados tenemos: palas punta redonda, palines, tubos de plástico o mangueras para el traslado de salmuera con el motor-bomba de gasolina y chisperos para el motor. Los insumos que demanda esta etapa son: gasolina, aceite y grasa para su mantenimiento. También se utilizan botas y sombrero para el controlador de agua y su ayudante.

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PROCEDIMIENTO:

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1.Limpieza y reparación de la infraestructura: El orden de limpieza de los Calentadores debe de ser según la continuidad del recorrido del agua. El trabajo de limpieza de los Calentadores debe garantizar la nivelación de la superficie interior con un ángulo de inclinación que tenga una pendiente hacia la compuerta de salida. En la práctica para poder lograr esto se utiliza la técnica del espejo de agua. Esta consiste en verter una pequeña cantidad de agua vertida sobre la superficie interior del calentador. Esta película de agua nos indica primeramente donde hay tumultos de lodo que habrá que desbastar para nivelar la superficie y también nos guia con la pendiente pues esta película correrá en un sentido o se empozara en determinadas partes, lo que nos llevará a tomar las correcciones pertinentes para concebir nuestro objetivo.

3.Estabilizar el proceso: Una vez que la salmuera esté lista, se procederá a llenar todos los calentadores, o bien se llenarán en la medida que se vayan acondicionando para el proceso. Inicialmente, tendrán la misma concentración. En los calentadores la temperatura de la salmuera varía en dependencia de la cantidad de líquido que contenga el calentador y el efecto de los rayos de sol en ésta. Los que tengan menor cantidad de líquido se calentarán más siendo la evaporación más intensa y alcanzando mayores concentraciones de sal. Debido a estas variaciones es necesario medir el gradiente de concentración o grados Baumé de cada uno. Para establecer el gradiente se necesita un período de 30 días. PERÍODO DE 30 DÍAS PARA LA MEDICIÓN DE GRADOS BAUMÉ

1.00 1.00

Tanque

DESBASTAR PARA NIVELAR LA SUPERFICIE

TUMULTO

C 40 30 20

F 100 80

Punto crítico

Calentador PENDIENTE HACIA LA COMPUERTA DE SALIDA

2.Revisar las Compuertas: Se comprueba el buen funcionamiento de las compuertas de alimentación y salida de los Calentadores. Se espera que el recorrido del agua se realice por gravedad, por lo que es necesario que en la secuencia de calentadores haya un desnivel que garantice la pendiente. COMPUERTAS DE ALIMENTACIÓN

Punto crítico

4.Establecer el flujo continuo de calentamiento de salmuera: Para tener un proceso continuo de producción es necesario mantener el mismo nivel de salmuera en las diferentes pilas. Es por eso que cuando se descarga salmuera de los calentadores a los cristalizadores es necesario volver a reponer la cantidad vertida. El éxito de esto radica en la abertura que se le deje a la compuerta de los calentadores. Esta abertura estará determinada por el gradiente de grados Baumé que debe cumplir con los establecidos puntos críticos del proceso.

DESNIVEL QUE GARANT

ICE LA PENDIENTE

MISMO NIVEL DE SALMUERA

1.00

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RECOMENDACIONES: 1.Colocar estacas milimetradas: Deben colocarse en las compuertas de entrada y salida de los Calentadores para visualizar que cumpla con los niveles establecidos para cada calentador. Sirve también para detectar si los Calentadores tienen fugas de salmuera o filtraciones de otros Calentadores o aguas cercanas de diferente grado Baumé. Esto se puede verificar cuando el nivel de salmuera baja o sube sin haber suministrado o extraído salmuera del calentador.

natos cálcicos (CaCO3) y el 60% del sulfato de calcio, aquí también se evapora el 33% del agua.

La mezcla de salmueras de diferentes concentraciones trae trastornos al proceso, por eso es vital mantener el control de salmuera que se procesa en el calentador. 2.Medir los grados Baumé en puntos críticos: Debe medirse a la entrada y salida de los Calentadores para llevar el control del funcionamiento correcto del mismo. Tendremos un margen para acomodar el proceso entre varios calentadores siempre y cuando se respeten los valores en los puntos críticos.

3.Diseñar e implementar la tabla de control y registro de datos del proceso: Dentro de las variables a registrar tenemos: a.Grados Baumé de la entrada y salida de cada Calentador. b.Niveles reportados en las estacas milimetradas, esto debe realizarse por cada vaciada del último Calentador Concentrador. c.La hora de descarga del último calentador.

Son puntos críticos la entrada y la salida de los Calentadores Evaporadores, estos dos puntos marcan un gradiente de concentración de las sales que contiene la salmuera y es el indicativo para que ésta pase a los Calentadores Concentradores. Durante este intervalo el gradiente de salinidad se eleva hasta los 20 ºBé como mínimo para poder pasar a los Calentadores Concentradores. Al mismo tiempo precipitan todos los óxidos de hierro, los carbo-

1.00 1.00

C 40 30 20

d.La cantidad de combustible utilizado. e.El tiempo de trabajo utilizado en esta etapa del proceso.

20 ºBÉ COMO MÍNIMO PARA PASAR A LOS CALENTADORES CONCENTRADORES

1.00

EVAPORA EL 33% DEL AGUA

100 80

1.00 1.00 1.00

1.00 1.00

1.00

20 ºBÉ C 40 30 20

1.00

25.4 ºBÉ COMO MÍNIMO PARA PODER PASAR A LOS CRISTALIZADORES

1.00

100 80

C 40

EVAPORA EL 5% DEL AGUA

25% de sulfato de sodio (yeso)

40 a 50 cm Calentadores Evaporadores

25.4 ºBÉ

1.00

carbonatos 60% del óxidos de cálcicos hierro (CaCO3) sulfato de calcio

Punto crítico

Manual de Calidad de la Sal

El otro punto crítico es la salida de los Calentadores Concentradores, que junto a la salida de los Calentadores Evaporadores o entrada a los Calentadores Concentradores forman un gradiente de concentración de las sales que contiene la salmuera y es el indicativo para que la salmuera pase a los Cristalizadores. Durante este intervalo el gradiente de salinidad se eleva hasta los 25.4 ºBé como mínimo para poder pasar a los Cristalizadores. Al mismo tiempo, precipitan el 25% de sulfato de sodio (yeso) y el 20% de cloruro de sodio, aquí también se evapora el 5% del agua.

Punto crítico

30 20

F 100 80

20% de cloruro de sodio

Calentadores Concentradores

Punto crítico

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Tareas de esta etapa: En esta etapa se ven involucrados dos actores: el Controlador de agua y su Ayudante. Las tareas a realizar son:

Supervisar el estado del motor-bomba de gasolina y darle mantenimiento.

Coordinarse con las otras etapas del proceso cuando amerite la situación.

Supervisar las posibles fugas y filtraciones de los Calentadores.

Realizar el control del área atendiendo a los parámetros establecidos para cada una de las variables del proceso, así como su registro en las tablas de control.

Tomar decisiones sobre el recorrido de la salmuera. Supervisar la contaminación del agua.

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Ajustar y revisar la abertura de las compuertas.

Manejar con mucho cuidado el momento y la cantidad de salmuera que se deposita en los Cristalizadores.

Cumplir con los procedimientos establecidos para la etapa y acatar las recomendaciones que se han señalado

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4.5

CRISTALIZACIÓN El objetivo de esta etapa del proceso es cristalizar las sales

de cloruro de sodio contenidas en la salmuera que se obtiene en la etapa de calentamiento. Es necesario obtener una sal cruda con poco contenido de humedad y sacar la lejía de retorno al mar (ver figura 4). Figura 4

Energía Solar

Viento

Calentadores Concentradores

40 a 50 cm

Agua de mar 20 ºBé

Salmuera 25.4 ºBé

Punto crítico

5 a 7 cm de salmuera

Cristalizadores

evacuar la lejía

Mar

Salmuera 30 ºBé

Manual de Calidad de la Sal

Agua evaporada

Punto crítico

INFRAESTRUCTURA Los Cristalizadores pueden ser de tres tipos: Los Cristalizadores ocupan una menor extensión, puesto que se ha reducido mucho el volumen del agua inicial, pero son las más importantes debido a que es en ellos donde se da la precipitación del cloruro sódico (NaCl), que es en definitiva la sal que buscamos. La sal precipita al formar agregados cristalinos, por lo que es más apropiado hablar de “cristalización” y por ello estas pilas reciben el nombre de Cristalizadores que son las estructuras físicas de esta etapa. Esto ocurre cuando la salmuera alcanza los 25.4 ºBé. Los cristalizadores deben estar situados en la parte más baja de las salinas, para continuar la circulación por gravedad. Su diseño en cuanto a superficie debe relacionarse con el volumen de salmuera capaz de producir la etapa de calentamiento. Sus muros deben medir aproximadamente 20 centímetros de altura por 30 centímetros de ancho y durante el proceso se llena de 5 a 7 centímetros de salmuera.

•Cristalizador de piso de ladrillo: Su construcción tiene similitud a la estructura de tierra que hace el cimiento para cada uno de ellos. Debe construirse con material selecto y luego compactarse. Este tipo de piso se forra colocando ladrillos de barro con mezcla de cemento en toda su superficie y en los muros. Tiene la ventaja de contar con una larga vida útil pero requiere de mucho mantenimiento porque la sal socava este material y lo hace cada vez más poroso.

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Manual de Calidad de la Sal

•Cristalizador de piso Salino: consiste en crear una capa de sal sobre el cimiento compactado. Esto se logra dejando precipitar la sal hasta crear una capa sólida y compacta. Tiene como ventaja que su costo es bastante bajo en relación a los otros Cristalizadores; pero su tiempo de elaboración pudiera sobrepasar los 30 días hasta que se pueda utilizar. Dándole un mantenimiento adecuado pudiera tener una vida útil prolongada. •Cristalizador de Piso de Plástico: Este tipo de piso pudiera ser el más eficiente, puesto que se logra forrando la compactación con plástico; el cuál es un material cuya vida útil puede llegar hasta los 10 años dependiendo de la calidad del mismo. Otra ventaja es que por las características del mismo eleva aun más la temperatura de la salmuera obteniéndose la precipitación de la sal en tiempos relativamente corto. Esto provoca un aumento en la producción aun en el inicio de la temporada, cuando los rayos del sol no tienen la incidencia necesaria para agilizar la evaporación de agua. Los secaderos y el Depósito de Lejía: juegan un papel importante y su diseño debe ajustarse al tipo y tamaño de cada Cristalizador. El depósito de lejía se debe de colocar a un nivel inferior de los Cristalizadores para utilizar la gravedad. De esta forma se permite separar la lejía de la sal.

Cristalizador

Nivel inferior de los Cristalizadores

EQUIPAMIENTO, ACCESORIOS E INSUMOS: El principal equipo que interviene en esta etapa es el aerómetro o densímetro para medir la concentración de sales en la salmuera. También se necesita la probeta recolectora de muestras. Otro equipo a utilizar es un motor-bomba de gasolina que se utiliza principalmente para regar con agua toda el área de trabajo, evitando el levantamiento de polvo que contamina la cosecha de la sal. Además puede utilizarse para eliminar la lejía de la salina que no se haya podido extraer por gravedad. Es indispensable contar en esta etapa con una báscula para cuantificar la cantidad de sal que se obtiene y tener un mejor control de la producción. Dentro de los accesorios más utilizados tenemos: la palas punta cuadrada, palines, palas de plástico, carretillas de madera o plástico, cepillos de plástico, tablas de madera para caminar sobre la sal y chapaletas que son arrastradores de tabla. Los insumos que demanda esta etapa son: sacos y mecates para el traslado de la sal, botas, sombrero y lentes que utilizan.

Depósito de Lejía

La fuerza de la gravedad, se utiliza para hacer circular la lejía

Agua de Mar

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PROCEDIMIENTO: 1.Limpieza y reparación de la infraestructura: La limpieza de los Cristalizadores se realiza en primera instancia con el lavado de los mismos para quitar el lodo que queda después del invierno. Se lavan y se cepillan los pisos hasta lograr su limpieza. En el caso de piso de ladrillo y piso salino se tiene que crear una capa de sal que cubra la porosidad en el ladrillo y las posibles grietas en el piso salino.

Agua rica en salinidad evacuar la lejía

mar

Segundo Sal del centro

Primero Sal de la orilla contiene mas impurezas

Capa de sal que cubra la porosidad en el ladrillo y las posibles grietas en el piso salino

2.Cristalización: Una vez que se han llenado los cristalizadores al nivel de salmuera establecido, la sal empieza a precipitar en pocas cantidades y aumenta a medida que pasa el tiempo. Es importante, realizar mediciones de los grados Baumé de la salmuera para detener el proceso al cuando ésta alcance los 29.5 ºBé. 1.00

Manual de Calidad de la Sal

Se reparan los muros de forma general y en el caso de los de piso plástico se cubre con pega las posibles roturas que pueda tener. Ésto estará en dependencia de la calidad de plástico utilizada. Además se tienen que limpiar el depósito de lejías y los secaderos.

Posteriormente, se procede a evacuar la lejía. Una vez evacuada se incorpora un poco de agua rica en salinidad para lavar la sal y mejorar su calidad. La sal se recoge en montones, primero la sal de la orilla porque es la que contiene la mayor cantidad de impurezas y luego la del centro. De esta forma se consigue una selección de la sal en base a su calidad.

Luego se extrae el agua de lavado y se empaca la sal en sacos para ponerla a escurrir y secar por lo menos 3 días. Finalmente, la lejía se devuelve al mar y la sal seleccionada es llevada a la zona de almacenamiento. Escurrir y secar la sal por lo menos durante 3 días empacada en el saco

1.00

Medición de grados Baumé (ºBe)

1.00

1.00 1.00

C 40 30 20

Cristalizadores al nivel de salmuera establecido

F 100 80

SAL

Cristalizadores Salmuera 29.5 ºBé Punto crítico

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RECOMENDACIONES:

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1.Colocar muros de tabla alrededor de los Cristalizadores: Deben colocarse muros de tabla para evitar que durante el invierno penetre mucho lodo en los Cristalizadores para que no se contamine la sal.

2.Medición de los grados Baumé en puntos críticos: Son puntos críticos la entrada y salida de los Cristalizadores, estos dos puntos marcan un gradiente de concentración de las sales que contiene la salmuera y es el indicativo para que se detenga el proceso. Durante este intervalo el gradiente de salinidad se eleva hasta los 29.5 ºBé como máximo para no contaminar la sal con sales amargas de potasio. En este mismo intervalo de tiempo se da la precipitación del 72% de cloruro de sodio, 15% de sulfato de calcio, pequeñas cantidades de sulfato de magnesio, cloruro de magnesio y bromuro de sodio, aquí también se evapora el 5.5% del agua. EVAPORA EL 5.5% DEL AGUA 72% cloruro de sodio

Pequeñas cantidades de sulfato de magnesio, cloruro de magnesio y bromuro de sodio

15% de sulfato de calcio

40 a 50 cm Salmuera 25.4 ºBé Punto crítico

Cristalizadores

Salmuera 30 ºBé Punto crítico

3.Implementar la operación de molida de la sal: para realizar la molida de la sal es necesario contar con un molino de sal. La molida de la sal determina el tamaño del grano. Aquellas salineras que carecen de molino de sal, venden una sal cruda gruesa que es el grano de mayor tamaño; la cual solamente tiene mercado en los procesadores de sal cruda y pagan un bajo precio por dicha sal. Se recomienda moler la mayor cantidad de sal para alcanzar otros mercados industriales. Dependiendo del grosor del grano se distinguen diferentes tipos de sal; tales como: •Sal de salazòn: granos de 6 a 7 milímetros. •Sal de fomento: granos de 4 a 4.5 milímetros. •Sal de molida cero: granos de 3 a 3.5 milímetros.

Grano más fino mejor precio Molino

4.Diseñar e implementar la tabla de control y registro de datos del proceso: Dentro de las variables a registrar tenemos; Grados Baumé de la entrada y salida de los Cristalizadores, además de la cantidad de sal obtenida por cristalizador. Los tiempos de carga y descarga de los Cristalizadores. Otro parámetro a controlar es la cantidad de gasolina utilizada.

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Tareas de esta etapa: Son varias las personas se encargan del trabajo de esta etapa, un Jefe de Producción, un Regador y varios Pileros y Dieros, su cantidad estará determinada por los volúmenes de producción de sal en las salinas. Serán las personas encargadas de sacar la sal de los Cristalizadores, seleccionarla, pesarla en sacos, ponerla a secar, trasladarla hacia la zona de almacenamiento, evacuar la lejía resultante del proceso y regar toda el área de trabajo y sus principales responsabilidades son: Para el jefe de producción:

Cumplir con los procedimientos establecidos para la etapa y acatar las recomendaciones que se han señalado. Realizar el control del área atendiendo a los parámetros establecidos para cada una de las variables del proceso, así como su registro en las tablas de control. Manejar con mucho cuidado el momento y la cantidad de salmuera que se deposita en los Cristalizadores. Coordinarse con las otras etapas del proceso cuando amerite la situación. Diseñar la incorporación de la operación de molida de la sal para buscar nuevos mercados a mejores precios.

Mantener la higiene del área de trabajo. Dieros: Enfardar la sal que está en los secaderos y bodega. Traslado de sal. Moler la sal. Mantenimiento en proceso. Regador: Regar agua para aplacar el polvo en todas las

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Supervisar el estado del motor-bomba de gasolina y darle mantenimiento.

Velar por la selección de calidad de sal.

áreas.

Pileros: Lavar las pilas. Despegar la sal. Recoger la sal. Depositar al secadero.

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V BIBLIOGRAFÍA 1.Garrett D. Production of Potassium chloride, sodium sulphate and potassium sulphate. US Pat No. 3,528,767. March 16, 1996. 2.Guerrero R. Boratos e iones más abundantes en aguas hipersalinas. BCS. México. Tesis Doctoral. Instituto de Ciencias del Mar y Limnologia. UNAM. 1990.

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3.Kirk R. y Othemer D. Enciclopedia de Tecnología Química. Tomo XIV. UTEHA. México. 1963.

4.Perry J.H. Chemical Engineers, Handbook. 3rd Edition. New York, Toronto and London. Mc Hill Book Company. Inc. 1950. 5.Quiñónez S. Estudio Técnico Sobre la Producción de Sal Común y Sales Mixtas a Partir de Agua de Mar por Evaporación Solar. Universidad de Sonora. Escuela de Ciencia Químicas. Tesis. 1981.