M ANUAL DE M INIM IZACIÓN, TRATAM IENTO Y DISPOSICION

CONCEPTO DE M ANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS E INDUSTRIALES PARA EL GIRO DE LA GALVANOPLASTIA

Com i si ón Am bi ental M etr opol i tana

en col abor aci ón con:

GT Z - S o c i e d a d Al e m a n a d e Co o p e r a c i ó n T é c n i c a T ÜV ARGE – M E X

M éxico D.F., Se ptie mbre de 1998

Agradecimientos

Agradecimientos Agradecemos la valiosa colaboración de las siguientes empresas del giro de la galvanoplastia, sin las cuales no hubiera sido posible la elaboración del presente manual. ♦ Anodizados Especializados, S.A. de C.V. ♦ Anodizados Metálicos, S.A. de C.V. ♦ Artículos Metálicos Perea, S.A. de C.V. ♦ Caberi, S.A. de C.V. ♦ Cerraduras y Candados Phillips, S.A. de C.V. ♦ Cromadora las Torres, S.A. de C.V. ♦ Cromados Arregui, S.A. de C.V. ♦ Cromo Duro, S.A. de C.V. ♦ Electroacabados, S.A. de C.V. ♦ Ericsson Telecom, S.A. de C.V. ♦ Galvanizadora México, S.A. de C.V. ♦ Galvanizadora Nacional, S.A. de C.V. ♦ Galvanizadora Noval, S.A. de C.V. ♦ Galvanizados Especiales, S.A. de C.V. ♦ Galvanodepósitos, S.A. de C.V. ♦ Grupo Rosher, S.A. de C.V. ♦ Icroma, S.A. de C.V. ♦ Ingeniería Electroquímica Aplicada, S.A. de C.V. ♦ Navanodic, S.A. de C.V. ♦ Nicro, S.A. de C.V. ♦ Procesos Galvano, S.A. de C.V. ♦ Pulidos y Acabados Automotrices, S.A. de C.V. ♦ Ramón Pages, S.A. de C.V. ♦ Recubrimientos Metálicos de México, S.A. de C.V. ♦ Recubrimientos Metálicos Yasa, S.A. de C.V.

I

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

También agradecemos la invaluable cooperación de los participantes inscritos dentro del “Seminario sobre Conceptos Empresariales para el Manejo y Minimización de Residuos Industriales”, por continuar participando en la realización de las visitas técnicas a las industrias y en la elaboración de los reportes que forman parte del presente manual. Se agradece especialmente la colaboración de SIEMENS, por la donación de equipo de protección personal para los técnicos que realizaron las visitas industriales. Asimismo, hacemos patente nuestro agradecimiento a las siguientes instituciones públicas, educativas y de investigación, así como cámaras industriales que apoyaron decididamente los trabajos para la integración de los manuales a través de sus distinguidos representantes y colaboradores. §

Asociación Nacional de la Industria Química, A.C.

§

Cámara Nacional de la Industria de la Transformación

§

Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental

§

Confederación Nacional de Cámaras Industriales

§

Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica del Distrito Federal

§

Dirección General de Obras Públicas del Distrito Federal

§

Instituto Nacional de Ecología

§

Laboratorio de Bacteriología y Fisicoquímica del Distrito Federal

§

Laboratorio de Química Analítica Ambiental, UNAM

§

Procuraduría Federal de Protección al Ambiente

§

Secretaría de Ecología del Estado de México

§

Universidad Autónoma Metropolitana, Azcapotzalco

II

Indice

Indice AGRADECIMIENTOS PRÓLOGO 1

INTRODUCCIÓN

I VIII 1

1.1

Definición de las empresas que incluye el concepto del giro de la galvanoplastia

1

1.2

Datos estadísticos del giro de la galvanoplastia

1

1.3 Situación actual del manejo de residuos generados en la industria de galvanoplastia 1.3.1 Confinamiento Controlado 1.3.2 Reuso/Reciclaje 1.3.3 Almacenamiento temporal en planta 1.3.4 Relleno sanitario 1.3.5 Tratamiento físico-químico 1.3.6 Descarga al drenaje municipal 1.3.7 Resumen de la situación de manejo de residuos en las empresas de la galvanoplastia

2

BASES LEGALES PARA EL MANEJO DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS

5 6 7 7 7 8 8 9

10

2.1 La Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente 2.1.1 Reglamento de la LGEEPA en Materia de Residuos Peligrosos

10 12

2.2 Normas Oficiales Mexicanas aplicables al giro de la galvanoplastia 2.2.1 Caracterización de residuos peligrosos 2.2.2 Manejo de sustancias peligrosas 2.2.3 Almacenamiento, etiquetado y transporte de residuos peligrosos 2.2.4 Prevención y control de la contaminación del agua 2.2.5 Prevención y control de la contaminación atmosférica 2.2.6 Calidad de combustibles 2.2.7 Protección contra ruido 2.2.8 Protección y seguridad en áreas de trabajo

13 13 14 14 16 16 17 17 17

2.3

17

Proyectos de Normas Oficiales Mexicanas

3 CONCEPTOS EMPRESARIALES PARA EL MANEJO INTEGRAL DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS E INDUSTRIALES 3.1 Procedimiento 3.1.1 Análisis de la situación actual de la empresa 3.1.2 Identificación de los puntos y causas de la generación de residuos 3.1.3 Identificación de oportunidades de minimización y opciones de manejo 3.1.4 Monitoreo y evaluación del concepto de manejo de residuos.

19 20 20 25 25 27

III

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

4 BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS MÁS IMPORTANTES EN LA GALVANOPLASTIA Y LOS TIPOS DE RESIDUOS GENERADOS EN ELLOS 4.1

Pretratamiento

29 29

4.2 Recubrimientos electrolíticos 4.2.1 Cobrizado 4.2.2 Niquelado 4.2.3 Cromado 4.2.4 Zincado 4.2.5 Estañado 4.2.6 Otros recubrimientos metálicos

32 33 34 35 37 38 38

4.3

Anodizado

38

4.4

Tratamiento de aguas residuales

41

4.5 Resumen de los tipos de residuos más importantes 4.5.1 Procedencia de los residuos 4.5.2 Clasificación de los residuos según la clave oficial para residuos peligrosos.

5 5.1

MEDIDAS PARA EVITAR O MINIMIZAR LA GENERACIÓN DE RESIDUOS Medidas generales para la minimización de residuos

43 43 44

48 48

5.2 Medidas específicas de minimización relacionadas a las sustancias utilizadas 5.2.1 Sustitución de materiales en los baños 5.2.2 Sustitución de materiales en el desengrase 5.2.3 Sustitución de otros materiales

49 49 51 51

5.3 Medidas de Minimización, referentes a los procesos 5.3.1 Medidas para la reducción del arrastre de sustancias contenidas en el baño 5.3.2 Optimización de la técnica de lavado/enjuague. 5.3.3 Recuperación y reciclaje de sustancias contenidas en el baño y en enjuagues

52 52 56 60

5.4 Medidas de control operativo 5.4.1 Mantenimiento de los baños 5.4.2 Mantenimiento y operación de los baños de desengrasado y limpieza 5.4.3 Mantenimiento de soluciones de decapado 5.4.4 Mantenimiento de los tanques en la industria de galvanoplastia

67 67 70 73 74

5.5

74

Medidas de minimización para instalaciones de anodizado

5.6 Control de emisiones y descargas de aguas residuales 5.6.1 Emisiones gaseosas 5.6.2 Tratamiento de aguas residuales

76 76 77

5.7 Medidas para reducir la generación de residuos mediante reuso/reciclaje 5.7.1 Recomendaciones referentes a buenas prácticas operativas y de organización 5.7.2 Manejo de Residuos 5.7.3 Otras medidas

81 81 82 83

5.8

83

IV

Resumen de medidas de minimización aplicables al giro de la galvanoplastia.

Indice

6 6.1

APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS Generalidades

6.2 Posibilidades de aprovechamiento de los lodos del giro de la galvanoplastia 6.2.1 Métodos de aprovechamiento 6.2.2 Sugerencias para incrementar las posibilidades de aprovechamiento de los lodos.

7

VÍAS DE MANEJO, TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS

89 89 89 89 92

93

7.1 Almacenamiento interno 7.1.1 Medidas de gestión 7.1.2 Medidas técnicas 7.1.3 Medidas de organización

93 93 93 95

7.2

Etiquetado de envases

96

7.3

Requerimientos legales para el transporte

97

7.4

Precios de manejo

97

7.5

Vías alternas para el reciclaje, reuso, tratamiento y disposición final de residuos.

99

8

FUENTES DE FINANCIAMIENTO

105

8.1 FUNTEC 8.1.1 Requisitos principales

105 106

8.2 Nacional Financiera -NAFIN 8.2.1 Operaciones de Crédito de segundo piso 8.2.2 Operaciones de crédito de primer piso 8.2.3 Programa de Garantías 8.2.4 Créditos a Tasa Fija 8.2.5 Programa NAFIN – PNUD para la modernización tecnológica 8.2.6 ECIP- European Community Investment Partners 8.2.7 NAEF–North America Environmental Fund

106 106 107 107 107 108 108 108

9

CONTACTOS PARA MÁS INFORMACIÓN

10 BIBLIOGRAFÍA

110 113

V

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

INDICE DE TABLAS Y FIGURAS Tabla 1.2-1. Distribución de unidades económicas de galvanoplastia en el país y su relación con el personal ocupado. 2 Tabla 1.2-2. Distribución de unidades económicas del giro de la galvanoplastia en el Zona Metropolitana de la Ciudad de México. 2 Tabla 1.2-3. Clasificación de las empresas visitadas en relación a los parámetros establecidos por SECOFI. 2 Tabla 1.2-4. Tipo de residuos característicos en galvanoplastia y volumen generados, en las empresas visitada. 3 Tabla 1.3-1. Manejo identificado de los residuos en el giro de la galvanoplastia 6 Tabla 3.1-1. Fuentes de información necesarias para elaborar un Concepto Empresarial de Manejo de Residuos.20 Tabla 3.1-2. Hoja de datos de residuos por instalación. 22 Tabla 3.1-3. Hojas de datos de residuos 23 Tabla 3.1-4. Lista detallada de lo materiales empleados en toda la planta 24 Tabla 3.1-5. Lista de residuos en toda la planta 24 Tabla 3.1-6. Lista detallada de materia prima y materiales auxiliares en la instalación o proceso “A” 24 Tabla 3.1-7. Lista de residuos en la instalación o proceso “A” 24 Tabla 3.1-8. Instrumentación de un Concepto Empresarial de Manejo de Residuos 27 Tabla 4.2-1. Propiedades y aplicaciones de algunos recubrimientos electrolíticos 32 Tabla 4.5-1. Residuos identificados en las distintas áreas del proceso en la industria de galvanoplastia 43 Tabla 4.5-2. Residuos generados en la industria de galvanoplastia que oficialmente tienen un código INE contemplado en la NOM-052-ECOL-1993 en la legislación mexicana. 45 Tabla 4.5-3. Clasificación de los residuos del giro de la galvanoplastia que cumplen un criterio CRETIB 46 Tabla 4.5-4. Tipos de residuos a los cuales no se les asignó ni número INE ni clave CRETIB, pero que pueden contener sustancias tóxicas dependiendo de su procedencia 47 Tabla 5.3-1. Volumen de arrastre para superficies planas y curvas, en diferentes baños. 55 Tabla 5.3-2. Concentración máxima de electrolitos en la última etapa de enjuague 58 Tabla 5.3-3. Requerimientos específicos de agua fresca para enjuagues en cascada, para diferentes criterios de enjuague (CL). 59 Tabla 5.6-1. Rango de pH al cual se presenta una solubilidad mínima en agua 77 Tabla 5.8-1. Medidas para reducción de arrastres 84 Tabla 5.8-2. Medidas para optimizar enjuagues 84 Tabla 5.8-3. Recuperación de sustancias contenidas en los baños 85 Tabla 5.8-4. Mantenimiento de baños de recubrimiento 86 Tabla 5.8-5. Mantenimiento de baños de desengrase 87 Tabla 5.8-6. Mantenimiento de baños de decapado 87 Tabla 5.8-7. Medidas de minimización en el proceso de anodizado 87 Tabla 5.8-8. Opciones de sustitución de materiales 88 Tabla 7.4-1. Precios de manejo de residuos en la industria de la galvanoplastia. 98 Tabla 7.5-1. Vías de manejo recomendadas 100

Figura 1.2-1. Estructura nacional de la industria de la galvanoplastia Figura 1.3-1. Residuos que se envían a confinamiento controlado Figura 3.1-1. Ejemplo de diagrama de flujo general en una industria de la galvanoplastia Figura 3.1-2. Esquema de manejo de residuos Figura 4.1-1a. Principio de los recubrimiento electrolíticos. Figura 4.1-1b. Diagrama de balance de materiales en el tratamiento mecánico Figura 4.1-2. Diagrama de balance de materiales en la operación de desengrase acuoso. Figura 4.1-3. Diagrama de balance de materiales en la operación de decapado. Figura 4.2-1. Diagrama de balance de materiales para las operaciones de recubrimiento electrolítico Figura 4.2-2. Diagrama de flujo de un proceso de cobrizado alcalino Figura 4.2-3. Diagrama de un proceso de Niquelado Figura 4.2-4. Diagrama de un proceso de Cromado Figura 4.2-5. Diagrama de un proceso de zincado alcalino

VI

2 6 21 26 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Indice

Figura 4.3-1. Diagrama de flujo para un proceso de anodizado 41 Figura 4.4-1. Operaciones más importantes de un proceso físico-químico de tratamiento aguas residuales de una empresa con líneas de recubrimientos electrolíticos 42 Figura 5.3-1. Arrastres de electrolito, en ml/m2, para piezas en bastidor en diferentes posiciones 53 Figura 5.3-2. Diagrama de un sistema de enjuague en cascada 58 Figura 5.3-3. Enjuague en ciclo cerrado 60 Figura 5.3-4. Recuperación de ácido sulfúrico y aluminio del anodizado, por intercambio iónico 62 Figura 5.3-5. Retrocirculación en el caso de desengrases acuosos 63 Figura 5.3-6. Recuperación de electrolito mediante ósmosis inversa 64 Figura 5.3-7. Recuperación de metales por evaporación 65 Figura 5.3-8. Recuperación de níquel, a través de electrólisis y depuración con carbón activado 66 Figura 5.4-1. Funcionamiento de un separador de aceites 72

VII

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Prólogo

M

undialmente la protección al ambiente es uno de los retos más importantes de la actualidad. En el caso del Valle de México esto es especialmente importante por concentrar la mayor densidad de población del país y además por ser un importante centro industrial que a su vez genera una carga de importante de contaminantes al medio ambiente. La industria está consciente de esto y se está declarando, en su mayoría, partidaria de una protección activa y preventiva del medio ambiente. Una de las áreas que está causando cada vez mayores problemas y que no ha llamado la atención del público, como el problema de la contaminación atmosférica, es el de los residuos y en especial de los residuos peligrosos. En Alemania, el "Concepto Empresarial de Manejo de Residuos" resultó ser el instrumento más importante para iniciar un manejo ordenado de los residuos a nivel empresa. Este concepto sirve, sobre todo, para optimizar el manejo de residuos y, al mismo tiempo, reducir los costos del manejo y la disposición final para la empresa. Es en este contexto que, por encargo de la Comisión Ambiental Metropolitana y la Asociación de Cooperación Técnica Alemana – GTZ (Gesellschaft Für Technische Zusammenarbeit), con el financiamiento por parte de la Secretaría Federal Alemana de Cooperación Económica - BMZ (Bundes Ministerium für Zusammenarbeit) en el marco de la cooperación México-Alemania, se elaboró este Manual de Minimización, Tratamiento y Disposición en el que se enmarca el Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia, mismo que se incluye también a las empresas de anodizado. Este manual coadyuva a la política establecida VIII

por el Programa para la Minimización y Manejo Integral de los Residuos Industriales y Peligrosos en México 19962000. Es evidente que este manual no puede sustituir la labor intensiva de elaborar un concepto propio de manejo de residuos específico por empresa; únicamente tiene la intención de brindar apoyo proporcionando información básica en el aspecto de cómo se pueden evitar, minimizar, aprovechar y tratar a través de determinadas medidas, los residuos que se generan, para mejorar a corto, mediano y largo plazo la situación ambiental de las empresas de este giro. En este contexto el manual para el giro de la galvanoplastia presenta un panorama de medidas, incluyendo opciones técnicas actuales, para evitar, minimizar y manejar residuos. También pueden encontrarse las bases para que las empresas puedan enfocar de manera independiente el problema de mejorar su situación ambiental. Puesto que, a diferencia de otras industrias, en las empresas del giro de la galvanoplastia el consumo de agua es considerable, también se presentan algunas medidas para minimizar el consumo de agua. Con esta información y en colaboración con las autoridades, asociaciones, empresas que manejan y reciclan residuos y fabricantes de equipos, se pueden sentar las bases para elaborar soluciones integrales para evitar, minimizar o, en su caso, disponer adecuadamente las cantidades de residuos generadas. De igual manera, los colaboradores de autoridades y asociaciones reciben con este concepto por giro, un instrumento de trabajo que les facilitará dar asesorías y elaborar estrategias de solución. La base del presente manual de manejo de residuos por giro, está constituida por la

Prólogo

información recabada a través de la visita a 25 empresas de la industria de la galvanoplastia, que incluyen también las empresas que trabajan con el método de anodizado y las áreas de galvanoplastia que formaban parte de dos empresas del giro de la metalmecánica. Tras lo cual se realizó una evaluación de cada uno de los conceptos empresariales de manejo de residuos elaborados para cada una de ellas, por expertos mexicanos y alemanes de la CAM y TÜV ARGE-MEX. Los conceptos de manejo de residuos se evaluaron respecto a: • los materiales y métodos empleados, • los productos residuales y residuos que se generan, • el aprovechamiento o la disposición final de estas materias sobrantes y residuos, y

• las posibles medidas a corto, mediano y largo plazo para mejorar la situación en torno a los materiales residuales y residuos. Con base en la información de campo (recabada en la ciudad de México), bibliografía, así como información de las experiencias en otros países para este mismo giro, se elaboró el presente concepto para el giro de la galvanoplastia, el cual se enfoca en las necesidades de la industria de esta ciudad, y que sin embargo puede ser extrapolado y usado para otras ciudades o corredores industriales de México. Cabe hacer mención que el presente manual es el cuarto de una serie de seis que abarca los giros de: fundición, metalmecánica, química, galvanoplastia, textil e impresión.

IX

1 Introducción

1

Introducción

1.1 Definición de las empresas que incluye el concepto del giro de la galvanoplastia

L

as empresas aquí descritas son empresas galvanizadoras y anodizadoras, la mayoría de éstas son empresas con un número de entre 10 y 60 trabajadores. Sin embargo también se consideraron las áreas de galvanoplastia pertenecientes a empresas mayores del giro de la metalmecánica. Generalmente, todas las empresas galvanizadoras o anodizadoras tienen en común el esmerilado y pulido de las piezas brutas; así como el desengrasado y recubrimiento y acabado en diferentes baños que en parte contienen sustancias tóxicas. Un aspecto importante dentro de las empresas de galvanizado y anodizado, es el uso de considerables cantidades de agua en sus procesos, es por ello que dentro de este manual se hace hincapié en medidas que posibiliten el ahorro de agua. En la industria de galvanoplastia y de anodizado existen procesos muy variados, entre los cuales los más comunes son: §

Cobrizado

§

Niquelado

§

Cromado

§

Zincado

§

Latonado

§

Estañado

§

Tropicalizado

§

Desengrase

§

Decapado

1.2 Datos estadísticos del giro de la galvanoplastia La industria manufacturera mexicana sigue siendo una de las actividades económicas más dinámicas para la economía del país, contribuyendo con cerca del 19% del Producto Interno Bruto (PIB). Dentro de este sector macro, se ubica una actividad de importancia económica y ambiental, la industria de los acabados metálicos y galvanoplastia, los bienes producidos en este sector cada vez son más aceptados en el mercado nacional así como también en el extranjero; no obstante, los procesos involucrados para obtener tales beneficios, de manera implícita generan residuos que por sus características peligrosas requieren una atención especial para su adecuado manejo. Por tanto, el análisis de la información estadística básica es indispensable para la elaboración de diagnósticos y para la formulación e instrumentación de planes y programas, a fin de evaluarlos en su justa dimensión. La estructura nacional de la industria de galvanoplastia, clasificada bajo la rama de fabricación de productos metálicos, se detalla en la siguiente figura 1.2-1, tomando como base información estadística del INEGI 1993.

1

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Figura 1.2-1. Estructura nacional de la industria de la galvanoplastia REFESTILOSECARÁBIGO PEQUEÑA 23%

MEDIANA 6%

GRANDE 3%

MICRO 68%

Total de establecimientos: 612

Tabla 1.2-1. Distribución de unidades económicas de galvanoplastia en el país y su relación con el personal ocupado. Tamaño de empresa

Número de unidades económicas

Personal ocupado

Micro

417

2,120

Pequeña

140

5,621

Mediana

36

5,852

Grande

19

9,772

612

23,365

Total:

Fuente: Características principales de los establecimientos manufactureros por sector, rama o actividad y estratos de personal ocupado total promedio, INEGI 1993

De las industrias dedicadas a ésta actividad y que son miembros de CANACINTRA, se presenta a continuación la tabla 1.2-2. En ella se muestra la distribución de unidades económicas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Para el Estado de México sólo se listan los municipios en donde existen empresas de galvanoplastia. Tabla 1.2-2. Distribución de unidades económicas del giro de la galvanoplastia en el Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Entidad Federativa/ (Delegación o Municipio)

Distrito Federal Alvaro Obregón Azcapotzalco Benito Juárez Coyoacán Cuauhtémoc

2

Número de unidades económicas

5 17 5 2 6

Gustavo A. Madero Iztacalco Iztapalapa Miguel Hidalgo Venustiano Carranza Estado de México Atizapán Nezahualcóyotl Ecatepec Los Reyes Naucalpan de Juárez Tlalnepantla Tultitlán Total

11 7 12 3 3 2 4 3 1 4 8 2 95

Fuente: Directorio Metalmecánica, CANACINTRA, México 1995

Con base en la información de la tabla 1.2-2 el 74.73 % de las industrias dedicadas a esta actividad en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, se ubican en el Distrito Federal y el resto se encuentran distribuidas en los municipios del Estado de México; sobresale la contribución de la delegación Azcapotzalco por ser un importante corredor industrial en la zona. Para la base de estudio, se consideraron 25 empresas del ramo de galvanoplastia que por sus procesos y tamaño de industria fueran representativas del giro. La distribución de las empresas visitadas respecto a los rangos establecidos por la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial (SECOFI), para definir el tamaño de la empresa, se muestra a continuación en la siguiente tabla. Tabla 1.2-3. Clasificación de las empresas visitadas en relación a los parámetros establecidos por SECOFI. Número de empleados

Tamaño de empresas

Número de empresas

1-15

Micro Empresa

10

16-100

Pequeña Empresa

12

101-250

Mediana Empresa

1

>250

Grande

2

1 Introducción

Empresa

De estas empresas 2 son empresas (grandes) que pertenecen al giro de la metalmecánica y de telecomunicaciones, sin embargo cuentan con un área de pulido, de galvanoplastia e incluso de pintado y anodizado. En cuanto al resto de las empresas, 14 se dedican a la elaboración de recubrimientos metálicos por vía electrolítica (1 mediana, 6 pequeñas y 7 microempresas), 5 empresas recubren por inmersión (4 pequeñas y 1 microempresa) y 4 empresas se dedicaban al acabado metálico por anodizado (2 pequeñas y 2 microempresas) se dedican a la maquila de piezas galvanizadas. Claramente se observa que la micro y pequeña empresa tienen el mayor porcentaje de unidades económicas dedicadas a esta actividad. Esta situación es de particular interés dado que en relación a lo observado durante las visitas, la infraestructura con que se cuenta en

algunas empresas, aún es insuficiente para dar manejo adecuado a los residuos generados. Por otro lado, el caso es diferente para las grandes empresas del mismo ramo que cuentan con los recursos económicos para dar seguimiento al manejo de los residuos en el lugar donde se generan, incluyendo la etapa de almacenamiento, hasta la distribución del producto terminado. La cantidad total de residuos industriales reportados por las 25 empresas visitadas, revelan que 1,991.15 toneladas anuales corresponden a residuos peligrosos y no 3 peligrosos en estado sólido y 807.7 m /año a residuos líquidos. Durante las visitas a las industrias se identificaron los residuos que se presentan en la tabla 1.2-4.

Tabla 1.2-4. Tipo de residuos característicos en galvanoplastia y volumen generados, en las empresas visitada. REFESTILOSECARÁBIGOREFESTILOSECARÁBIGOREFESTILOSECARÁBIGOREFESTILOSECARÁBIGO Residuo

Generación anual

Basura industrial *

849.82 ton

Lodos de tratamiento de aguas residuales y de las operaciones de desengrase.

825.40 ton

Efluentes de agua residual provenientes de los procesos de galvanoplastia

803.40 m3

Aluminato de sodio

60.00 ton

Aceites lubricantes gastados y de corte usados en las operaciones de maquinado. +

4.30 m3

Residuos provenientes de las operaciones de barrenado, esmerilado y polvos de pulido. +

53.60 ton

Residuos de pinturas, solventes, usados en las operaciones de pintado y limpieza. +

22.00 ton

Viruta de metal + Resinas sintéticas fenólicas

163.43 ton 3.80 ton

Otros. **

13.10 ton

Total ***.

2,798.85 ton

3

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

*

Basura Industrial: Cartón, papel, plástico, vidrio, latas, residuos del área de pulido y esmerilado, envases vacíos de materia prima, estopas impregnadas de aceite generadas en el área de mantenimiento . ** Otros: Tierras de recuperación del proceso de galvanoplastia por inmersión, Aserrín impregnado con gasolina blanca. *** Total considerando 1 ton=1 m 3 + Estos residuos son generados durante la etapa de preparación de piezas en el área metalmecánica.

Se observa que la contribución de la basura industrial define el límite mas alto en cuanto a la generación, tal situación se puede atribuir a algunas prácticas de manejo: la forma más común es la mezcla de los residuos sólidos municipales que no son peligrosos (residuos de oficinas, servicios sanitarios, residuos alimenticios etc.), con algunos de los residuos peligrosos generados en los procesos y/o durante el mantenimiento.

Una representación gráfica de la tabla 1.2-4 muestra comparativamente la relación porcentual de la generación de residuos.

También se puede observar que algunos de estos residuos son característicos del giro metalmecánico (residuos de pulido, aceites lubricantes gastados, virutas metálicas), esto se debe a que algunas de las empresas visitadas (13 empresas) cuentan con un área de pulido como etapa de preparación o de acabado; o bien dentro de empresas metalmecánicas se encuentran como área de galvanoplastia (1 empresa). REFESTILOSECARÁBIGOFigura 1.2-1. Representación gráfica de la generación de residuos identificados durante las visitas de campo. 35 30,36

29,49

28,7

30 25 20 15 10

5,84

Total de residuos generados : 2798.85 ton/año Fuente: Información recabada durante las visitas de campo a las industrias, 1997

4

0,13 Resinas fenólicas

0,15 Aceites gastados

0,46 Otros

0,78 pinturas y solventes

1,91 Residuos de pulido

Aluminato de sodio

Viruta de metal

Efluentes

Lodos

Basura

2,14

5 0

Porcentaje de generación %

1 Introducción

De la gráfica anterior se observa que los residuos que por su volumen y características peligrosas también requieren una atención particular de manejo son las descargas de aguas residuales de los procesos electrolíticos y áreas de enjuague, así como los lodos generados a partir de los sistemas de tratamiento de aguas residuales y del mantenimiento de los baños electrolíticos. 1.3 Situación actual del manejo de residuos generados en la industria de galvanoplastia Con base en los residuos identificados y a partir de los reportes elaborados para cada empresa, se identificó que las prácticas actuales de manejo de residuos son las siguientes: 1. Confinamiento controlado 2. Reciclaje/Reuso 3. Almacenamiento temporal en planta 4. Relleno sanitario 5. Tratamiento fisicoquímico 6. Descarga al drenaje municipal En la tabla 1.3-1 se detalla la distribución del manejo actual de los residuos peligrosos en el giro de galvanoplastia.

5

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Tabla 1.3-1REFESTILOSECARÁBIGOREFESTILOSECAR ÁBIGO. Manejo identificado de los residuos en el giro de la galvanoplastia Manejo

Porcentaje de manejo %

Confinamiento Controlado

33.33

Reciclaje/Reuso

18.52

Almacenamiento en planta

temporal

14.81

Relleno sanitario

14.81

Tratamiento fisicoquímico

11.13

Drenaje municipal Total

7.40 100.00

En los datos presentados, se puede observar que la opción de manejo más frecuente es enviar los residuos a confinamiento controlado. Esto se da en virtud de que uno de los residuos con mayor tasa de generación son los lodos de los procesos electrolíticos y derivados del tratamiento de aguas residuales que por sus características requieren enviarse a confinamiento controlado; en proporción mucho menor también se envían a confinamiento controlado los residuos de pinturas y solventes. Es importante resaltar que más del 20% de los residuos peligrosos se están disponiendo de manera inadecuada en rellenos sanitarios para residuos sólidos municipales, y en el sistema de alcantarillado municipal, para los residuos líquidos.

• Lodos de tratamiento de las aguas residuales (incluye los lodos generados en la operaciones de limpieza de piezas, sedimentos en los baños electrolíticos y lodos generados en el tratamiento de aguas residuales). • Resinas fenólicas • Residuos de pintura y solvente de las operaciones de pintado Generalmente dentro de las empresas generadoras, los residuos que se envían a confinamiento controlado son sometidos a operaciones de deshidratación y compactación de lodos con filtro prensa, centrifugación, o bien vía térmica con hornos de secado, para eliminar el exceso de agua y reducir su volumen. Una vez deshidratados, los lodos se almacenan en tambos metálicos de 200 l, para ser transportados al sitio de confinamiento. Por su parte los residuos de pintura y solventes que también se envían a confinamiento controlado, se almacenan temporalmente en planta, en tambos metálicos, hasta completar el volumen mínimo para ser transportado por alguna empresa autorizada Figura 1.3-1REFESTILOSECARÁBIGO. Residuos que se envían a confinamiento controlado Lodos 97.0%

1.3.1 Confinamiento Controlado De los residuos identificados en los estudios de campo, se pudo determinar que el 33% de ellos son canalizados a industrias autorizadas para disponerlos en confinamiento controlado. Particularmente los residuos que se envían a confinamiento son los siguientes: 6

Resinas fenolicas 0.4%

Residuos de pintura y solventes 2.6%

Total de residuos que se confinan: 932.8 ton/a

La atención prioritaria en la generación de los lodos se hace visible dado su volumen

1 Introducción

de generación y las características fisicoquímicas que los hacen peligrosos.

1.3.3 Almacenamiento planta

1.3.2 Reuso/Reciclaje

Un gran número de las industrias visitadas cuentan con un área específica para almacenar temporalmente los residuos generados, no obstante, generalmente en esta área se almacenan tanto los residuos peligrosos como los no peligrosos. Los residuos son almacenados desde varios días hasta años, uno de estos casos es el de los aceites lubricantes gastados y aceites solubles empleados en las operaciones de enfriamiento, que se almacenan temporalmente hasta que se acumule el volumen mínimo para ser enviado a disposición final.

Considerando los residuos identificados durante las visitas a las empresas, se pudo detectar que el 34% de ellos tienen una posibilidad de ser reciclados externamente, actualmente de estos sólo el 20.6% se recicla. Los residuos susceptibles de ser reaprovechados son los lodos provenientes del anodizado, en el cual se recupera el contenido metálico de aluminio para producir sales de sulfato de aluminio, útiles en el tratamiento de aguas residuales. Por otro lado los residuos que pueden ser factibles de ser reusados, son generalmente los envases vacíos de materia prima, que algunas empresas ya retornan a los proveedores. Algunos de los sacos que no han estado en contacto con la materia prima, son utilizados para almacenar la basura municipal y luego son apilados en contenedores de gran capacidad. Sólo en tres de los casos observados, el agua residual que ha sido tratada fisicoquímicamente, se aprovecha en el mismo proceso para reducir los consumos de agua y los costos. Sin embargo en la mayoría de las empresas que están instalando o que tienen planes a futuro para la instalación de plantas de tratamiento o sistemas de recuperación se tiene previsto el reuso del agua tratada. Otro de los residuos que son reciclados son las aceites lubricantes gastados, estos se someten a un reciclaje energético, utilizándolos como combustible alterno en hornos de cemento.

temporal

en

Sin embargo, sólo algunas de las instalaciones de almacenamiento temporal cuentan con los requisitos establecidos por la normatividad vigente (Reglamento de la LGGEPA en materia de residuos peligrosos Arts. 15 - 21, ver capítulos 2 y 7) para almacenar sustancias y residuos peligrosos sólidos y líquidos. 1.3.4 Relleno sanitario De acuerdo a lo observado, la mayoría de las empresas no llevan a cabo un programa de separación de residuos no peligrosos. Esto ocurre principalmente por el desconocimiento de los empresarios, aunado a la falta de infraestructura adecuada de acopio y disposición. Por lo cual, bajo esta opción de manejo, se están disponiendo inadecuadamente residuos peligrosos mezclados con la basura municipal. La gravedad de la situación se complica dado que la generación y disposición de ellos se suma año con año. Entre los residuos peligrosos que con mayor frecuencia se están disponiendo en rellenos sanitarios, se encuentran los polvos generados en las operaciones de esmerilado y pulido de piezas, los cuales se caracterizan por contener una elevada concentración de metales, los residuos 7

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

generados en las actividades de mantenimiento de maquinaria y equipo (estopas impregnadas de aceites o solventes), así como también los envases y embalajes de materia prima. 1.3.5 Tratamiento físico-químico El agua residual derivada de los procesos electrolíticos y del laboratorio de control de calidad, requiere ser tratada para reducir su grado de contaminación. Del total de empresas visitadas el 68% de ellas cuenta con planta de tratamiento de agua residual proveniente del proceso, mientras que el agua de uso doméstico se descarga directamente al drenaje municipal. El tratamiento del agua de proceso generalmente inicia con un ajuste del pH. En el caso de los baños de proceso cianurados, el cianuro se reduce de cianuros a cianatos mediante hipoclorito de sodio, para eliminar la toxicidad del mismo. A continuación, generalmente se mezclan con el resto de las aguas residuales para someterse e un proceso de precipitación fisicoquímico. En el caso de las soluciones que contienen cromo VI, antes de mezclarlas con el resto de las aguas residuales, se lleva a cabo una reducción de cromo hexavalente a cromo trivalente empleando bisulfito de sodio. Cabe hacer notar que el 70 % de las microempresas visitadas cuentan con un sistema de tratamiento de aguas residuales, que incluye la oxidación de los cianuros y la reducción de Cr VI, muchas de estas empresas además reusan el agua tratada en alguna etapa del proceso. El resto de las microempresas solamente realizan una decantación y neutralización antes de descargarlas o reusarlas. Los lodos generados en el tratamiento de las aguas residuales se envían a confinamiento controlado, una vez deshidratados. El 16% del total de industrias visitadas sólo neutralizan sus aguas residuales en una 8

cisterna o cárcamo y posteriormente son descargadas a la red de alcantarillado. El 16% restante de las empresas no emplea ninguna medida para tratar sus aguas residuales, por lo tanto, las descargan directamente a la red de drenaje municipal. También cabe destacar que un gran número de empresas visitadas, contempla dentro de sus inversiones futuras la instalación o ampliación de plantas de tratamiento de aguas residuales a fin de poder cumplir con los parámetros de descarga, establecidos en la normatividad vigente. En cuanto al reuso posterior del agua tratada solamente 3 empresas (microempresas) reusan el agua tratada para alguna etapa del proceso, el resto de las empresas con sistemas de tratamiento descarga los efluentes al drenaje. 1.3.6 Descarga al drenaje municipal En la industria de galvanoplastia, particularmente en los procesos electrolíticos, el agua es uno de los elementos básicos para que los procesos de electrorecubrimiento y enjuague de piezas, se lleve de manera adecuada. Como consecuencia de ello, se generan cantidades importantes de concentrados líquidos y enjuagues, considerados como tóxicos y corrosivos, que requieren tratamiento antes de poder ser descargados. Como ya se ha mencionado, el 68% de las industrias cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales, donde por lo menos se neutralizan las aguas antes de ser desechadas a la red de alcantarillado municipal. Sin embargo, el resto de las empresas descargan directamente sus aguas residuales sin tratamiento previo.

1 Introducción

1.3.7 Resumen de la situación de manejo de residuos en las empresas de la galvanoplastia Como resultado del análisis anterior a continuación se presenta un resumen de las situación actual de manejo de los residuos, para el giro de la galvanoplastia: ⇒ Aproximadamente el 62% de los residuos que se identificaron durante las visitas a las empresas participantes, están regulados oficialmente por la norma NOM- 052-ECOL/93, esto significa que la fracción mayor de residuos generados, son peligrosos y que deben ser manejados adecuadamente. ⇒ Como reflejo de la preocupación de la protección al medio ambiente el 68% de las empresas visitadas cuentan con un sistema de tratamiento de aguas residuales, mientras que el 16% cuenta con un pretratamiento antes de descargar los efluentes a la red de alcantarillado municipal. Aunado a la reducción de contaminantes en las descargas de agua, otro de los beneficios resultado del tratamiento de las aguas residuales es la posibilidad de reuso del agua en los procesos involucrados, que algunas empresas están contemplando.

de los residuos que se disponen generalmente en relleno sanitario. En otros aspectos, los planes de las empresas en materia ambiental u operación incluyen la separación y comercialización de residuos industriales no peligrosos, así como el desarrollo de inventarios de las sustancias peligrosas empleadas en cada área. En algunas empresas también se están tomando medidas para abatir las emisiones a la atmósfera y mejorar el ambiente laboral, mediante la instalación de un sistema de aspiración y captura de polvos en las áreas de pulido. En otro de los casos una de las empresas, que forma parte de una planta mayor, se planea dar inicio a los trabajos para poder obtener la certificación ISO 1400-1. En cuanto a medidas de minimización, actualmente en la mayor parte de las empresas visitadas se han instrumentado medidas de minimización de residuos, ya sea para reducir residuos y emisiones o para reducir los costos de producción. En cuanto a los procesos empleados en dos de las empresas visitadas se ha sustituido el zinc cianurado alcalino por zincado ácido sin cianuros, con buenos resultados.

⇒ Actualmente se recicla 21% de los residuos identificados, sin embargo el 34% del total de los residuos generados, son susceptibles de reciclarse, abriendo la posibilidad de desarrollar un mercado de subproductos y de reducir el volumen

9

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

2

Bases legales para el manejo de los residuos peligrosos

2.1 La Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente

L

a Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), modificada por decreto en diciembre de 1996, es el marco legal que fija las condiciones para la protección al ambiente, así como la preservación y restauración del equilibrio ecológico. Las modificaciones hechas a la LEGEEPA, hacen especial énfasis en reforzar el carácter preventivo de la política ambiental, con el propósito de orientarla hacia un desarrollo sustentable. Entre otras, las reformas incorporan como instrumento de carácter preventivo y correctivo, disposiciones referidas a la auditoría ambiental y promueven la autorregulación y certificación voluntaria. En materia de residuos, materiales y riesgo ambiental, las modificaciones tienen el propósito de promover las políticas de minimización, reciclaje y recuperación de materiales secundarios o de energía, así como propiciar una gestión administrativa más eficiente. De este marco genérico que establece la Ley, se desprenden diversos reglamentos y normas específicas en materia de protección ambiental del agua, aire y suelo, así como de la salud humana. Debido a que los contaminantes pueden transferirse fácilmente de un medio a otro y que los impactos ambientales pueden involucrar más de un medio (aire, agua, suelo), es necesario considerar las emisiones desde un punto de vista de multimedios. Por ello, a continuación se mencionan algunos aspectos relevantes de la LGEEPA en materia de protección 10

ambiental y no únicamente los referentes a residuos peligrosos, y que requieren de importante consideración por parte de la industria de la galvanoplastia. El Artículo 3, en su fracción XXXI, del Título Primero ”Disposiciones Generales” de la LGEEPA define residuo como "cualquier material generado en los procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento cuya calidad no permita usarlo nuevamente en el proceso que lo generó". Asimismo la fracción XXXII define residuos peligrosos como "todos aquellos residuos, en cualquier estado físico, que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológicoinfecciosas, representen un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente." El Título Cuarto de la LGEEPA se refiere a la protección al ambiente y contiene entre otras las siguientes disposiciones. Capítulo II “Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera” • Por medio de los artículos 111bis y 113, quedan regulados y requieren de autorización de la Secretaría (SEMARNAP), la operación y el funcionamiento de fuentes fijas que puedan emitir olores, gases o partículas sólidas o líquidas a la atmósfera. Para tal efecto deben cumplirse las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) correspondientes. Capítulo III ”Prevención y Control de la Contaminación del Agua y de los Ecosistemas Acuáticos”

2. Bases legales para el manejo de los residuos peligrosos

• Por medio de los artículos 120, 121, 122 y 139, quedan sujetos a regulación federal o local y requieren de un tratamiento previo adecuado, las descargas de origen industrial, el vertimiento de residuos sólidos, materiales peligrosos y lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales, así como las aguas residuales con contaminantes, a cualquier cuerpo y corriente de agua o en el suelo o subsuelo. Toda descarga deberá satisfacer las Normas Oficiales Mexicanas correspondientes. Capítulo IV “Prevención y Control de la Contaminación del Suelo” • El artículo 134.- I al III establece que corresponde al estado y a la sociedad evitar la contaminación del suelo y que deben ser controlados los residuos en tanto que constituyen la fuente principal de contaminación del suelo, incorporando las medidas que previenen y reducen su generación, las técnicas para su reuso y reciclaje así como la regulación eficiente del manejo y disposición final de los mismos. • Por medio del artículo 135, la generación, manejo y disposición final de residuos sólidos, industriales y peligrosos, así como en las autorizaciones y los permisos que para tal efecto se otorguen, quedan sujetos a los criterios para prevenir y controlar la contaminación del suelo. • El articulo 140 establece que "la generación, el manejo y la disposición final de los residuos de lenta degradación deberá sujetarse a lo que se establezca en las normas oficiales mexicanas." • El artículo 144 hace referencia a las restricciones arancelarias y no arancelarias relativas a la importación y exportación de materiales peligrosos.

Capítulo V “Actividades consideradas como altamente riesgosas” • El articulo 147 establece que las actividades industriales, comerciales o de servicios altamente riesgosas deben realizarse con apego a esta Ley, así como a los reglamentos y normas correspondientes. Quien realice este tipo de actividades debe además presentar un estudio de riesgo ambiental para su aprobación por las autoridades correspondientes. Capítulo VI Peligrosos”

“Materiales

y

Residuos

• El manejo de materiales y residuos peligrosos, incluyendo su uso, recolección, almacenamiento, transporte, reuso, reciclaje, tratamiento y disposición queda sujeto a lo establecido en: la presente Ley, el Reglamento en Materia de Residuos Peligrosos y las Normas Oficiales Mexicanas correspondientes. • El artículo 151 otorga "la responsabilidad del manejo y disposición final de los residuos peligrosos a quien los genere". En el caso de que se contrate los servicios de manejo y disposición final de los residuos peligrosos con empresas autorizadas por la Secretaría y los residuos sean entregados a dichas empresas, la responsabilidad por las operaciones será de éstas independientemente de la responsabilidad que, en su caso, tenga quien los generó. Quienes generen, reusen o reciclen residuos peligrosos, deberán hacerlo del conocimiento de la Secretaría en los términos previstos en el Reglamento de esta Ley. • El artículo 152 Bis establece que cuando la generación, el manejo o la disposición final de materiales o residuos peligrosos, produzca contaminación del suelo, los responsables de dichas operaciones

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Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

deberán llevar a cabo las acciones necesarias para recuperar y restablecer las condiciones del mismo, con el propósito de que pueda ser destinado a alguna de las actividades previstas en el programa de desarrollo urbano u ordenamiento ecológico aplicable para el predio o zona respectiva.

• Reglamento para la Prevención y Control de la Contaminación de Aguas - 1988

• El artículo 153 establece las restricciones en la importación o exportación de materiales o residuos peligrosos.

2.1.1 Reglamento de la LGEEPA en Materia de Residuos Peligrosos

Capítulo VIII “Ruido, Vibraciones, Energía Térmica y Lumínica y Contaminación visual” • Por medio del artículo 155 quedan prohibidas las emisiones de ruido, vibraciones, energía térmica y lumínica y la generación de contaminación visual, en cuanto rebasen los límites máximos establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas. Asimismo, establece que en la construcción de obras o instalaciones que generen energía térmica o lumínica, ruido o vibraciones, así como en la operación o funcionamiento de las existentes deberán llevarse a cabo acciones preventivas y correctivas para evitar los efectos nocivos de tales contaminantes en el equilibrio ecológico y el ambiente. • De acuerdo al artículo 156 se establecerán procedimientos y se fijarán los límites de emisión respectivos en las Normas Oficiales Mexicanas. De la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente se desprenden asimismo leyes y reglamentos, algunos de los cuales son aplicables a este giro industrial: • Ley Federal de Derechos en Materia de Agua - 1997. • Ley de Aguas Nacionales - 1994

• Reglamento de la Nacionales - 1994

Ley

de

Aguas

• Reglamento en Materia de Residuos Peligrosos – 1988

En el Reglamento de la LEGEEPA en Materia de Residuos Peligrosos (1988), se especifica que su aplicación de compete a la autoridad Federal, asimismo incluye responsabilidades en cuanto al manejo de residuo, definición de términos y procedimientos de generación, manejo, importación y exportación, control y sanciones en cuanto al manejo de los residuos peligrosos. Los requisitos específicos se presentan a nivel de Normas Oficiales Mexicanas. En el reglamento se especifica que en todo el territorio nacional, la Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca (SEMARNAP), a través del Instituto Nacional de Ecología (INE), es la autoridad competente en materia de residuos peligrosos, especialmente para las autorizaciones correspondientes al manejo de éstos, incluyendo los trámites administrativos y legales necesarios. Actualmente se está trabajando sobre un esquema descentralizado que permita una responsabilidad compartida entre las autoridades estatales y la federal. El Reglamento establece la obligación del generador de residuos peligrosos de reportar la generación de sus residuos, y darles un manejo adecuado en todas las etapas de manejo (Art. 8): envasado, almacenamiento en planta, transporte, tratamiento y disposición final, así como una clasificación correcta. Los requerimientos técnicos y de organización generales relacionados al

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2. Bases legales para el manejo de los residuos peligrosos

almacenamiento temporal de los residuos peligrosos, se enlistan en los artículos 3, 8 fracc. IV y VII; 10; 14, 15, 16, 17, 18, 19 y 21. En el Reglamento finalmente se tienen apartados para regular la importación o exportación de residuos peligrosos, las medidas de seguridad y sanciones. 2.2 Normas Oficiales Mexicanas aplicables al giro de la galvanoplastia Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) en materia ambiental, además de permitir a las autoridades el establecer límites máximos permisibles de emisión de contaminantes a diferentes medios y de las condiciones para su verificación, permiten crear una atmósfera de certidumbre jurídica tanto para los generadores de contaminantes, como para los prestadores de servicios involucrados, de la misma forma permiten promover el cambio tecnológico. A continuación se presentan las Normas Oficiales Mexicanas en materia ambiental más importantes para la industria de la galvanoplastia. Estas Normas se encuentran en un proceso de activa revisión y complemento con el fin de conformar un marco normativo más definido, que abarque un mayor número de actividades que impacten de manera negativa al medio ambiente o representen un riesgo a la salud humana. Por ello, se recomienda a las empresas mantenerse al tanto de la expedición de nuevas normas, así como de la modificación de las existentes, dicha información se publica en el Diario Oficial de la Federación. El órgano que expide las nuevas normas en materia ambiental es en este caso el Instituto Nacional de Ecología (INE), sin embargo también participan otras Secretarías, Instituciones educativas, organismos empresariales e iniciativa privada. Más adelante se presenta un listado de los proyectos de normas de interés para la industria, sobre los que las autoridades correspondientes (INE, SCT, SPTS, SS, SECOFI) se encuentran trabajando.

2.2.1 Caracterización peligrosos

de

residuos

Sobre la caracterización de los residuos peligrosos rigen las siguientes normas: NOM-052-ECOL-1993, que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Norma de observancia obligatoria en la definición y clasificación de residuos peligrosos. En esta norma los residuos considerados peligrosos se clasifican por giro industrial y proceso así como por fuente no específica, incluyendo la clave CRETIB (Corrosivo, Reactivo, Explosivo, Tóxico, Inflamable, Biológico-Infeccioso) y Número del INE correspondientes (anexo 2 y 3; tablas 1 y 2, así como anexo 4; tablas 3 y 4 de la norma). Los residuos peligrosos que no están incorporados en estos listados deben ser clasificados de acuerdo a sus características CRETIB y el número INE correspondiente. En el anexo 5 de esta misma norma se presentan las características del lixiviado, determinadas en la prueba de extracción (PECT. NOM-053-ECOL1993) que hacen peligroso a un residuo por su toxicidad (53 constituyentes que los residuos pueden contener). Cuando los parámetros obtenidos de la prueba de extracción sobrepasan los límites máximos permitidos, establecidos en esta anexo, el residuo se califica como peligroso. Esta norma se encuentra en revisión y constará en un futuro de dos partes, la primera parte contendrá las disposiciones legales y la segunda (NOM-052BISECOL/….) incluirá el listado para la clasificación de materiales y residuos peligrosos. NOM-053-ECOL-1993, establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los 13

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Norma de observancia obligatoria en la generación y el manejo de residuos peligrosos. NOM-054-ECOL-1993, establece el procedimiento para determinar la incompatibilidad entre dos o más residuos considerados como peligrosos por la norma oficial NOM-052-ECOL-1993. 2.2.2 Manejo de sustancias peligrosas La Secretaria de Trabajo y Previsión Social ha emitido el siguiente reglamento y normas en materia de seguridad, higiene y medio ambiente laboral que deben ser consideradas en el manejo de sustancias peligrosas. Reglamento General de Seguridad e Higiene en el Trabajo: En su Capítulo VI se refiere al Manejo, Transporte y Almacenamiento de materiales en general y materiales y sustancias químicas peligrosas. Este reglamento también contiene disposiciones generales sobre los dispositivos para extinguir incendios, instalaciones de alarma y equipos para combatir incendios, en lugares en donde se manejen materiales inflamables o explosivos. NOM-005-STPS-1993, relativa a las condiciones de seguridad en los centros de trabajo para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias inflamables y combustibles. NOM-008-STPS-1993, relativa a las condiciones de seguridad e higiene para la producción, almacenamiento y manejo de explosivos en los centros de trabajo. NOM-009-STPS-1993, condiciones de seguridad e higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias

14

corrosivas, irritantes y tóxicas centros de trabajo.

en los

NOM-010-STPS-1994, condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral. 2.2.3 Almacenamiento, etiquetado transporte de residuos peligrosos

y

Los requerimientos técnicos y organizativos para el almacenamiento temporal de residuos peligrosos dentro las empresas generadoras se derivan del Reglamento de la LGEEPA en Materia de Residuos Peligrosos (ver sección 2.1.1) Por otro lado, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes ha emitido el siguiente reglamento y normas al respecto: Reglamento para el transporte de materiales y residuos peligrosos: Que tiene por objeto regular el transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos, el cual corresponderá aplicar a la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. En este mismo reglamento se especifican las clases, que son nueve, y denominación, con las que se clasifican las sustancias peligrosas mencionadas en las normas correspondientes a esta dependencia Para el almacenamiento y transporte de residuos peligrosos deben observarse las siguientes normas: NOM-002-SCT2-1994, norma para identificar y clasificar las sustancias y materiales peligrosos más usualmente transportados, de acuerdo a clase, división de riesgo, riesgo secundario, número UN asignado por Organización de las Naciones Unidas, así como las disposiciones especiales a que deberá sujetarse el transporte de sustancias y materiales y el

2. Bases legales para el manejo de los residuos peligrosos

método de envase y embalaje. Esta norma es de observancia obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos, que transitan por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-005-SCT2-1994, información de emergencia para el transporte terrestre de sustancias, materiales y residuos peligrosos que establecen los datos y descripción de las especificaciones que debe contener la información de emergencia en transportación para el caso de incidente o accidente. NOM-006-SCT2-1994, establece las disposiciones básicas que deben cumplirse para la revisión diaria de las unidades destinadas al autotransporte de sustancias, materiales y residuos peligrosos por parte del conductor para asegurarse que estas se encuentran en buenas condiciones mecánicas y de operación. Norma de observancia obligatoria para los autotransportistas y conductores de las unidades que transportan sustancias, materiales y residuos peligrosos por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-010-SCT2-1994, establece las disposiciones de compatibilidad y segregación que deben aplicarse para el almacenamiento y transporte de sustancias, materiales y residuos peligrosos, a fin de proteger las vías generales de comunicación y la seguridad de sus usuarios. Norma de aplicación obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos que transitan por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-011-SCT2-1994, establece las disposiciones a que deberá sujetarse el transporte de sustancias materiales y residuos peligrosos de las clases 2, 3, 4, 5, 6, 8 y 9, en cantidades limitadas, a fin de proteger las vías generales de comunicación y la seguridad de sus usuarios. Norma de aplicación obligatoria para los expedidores,

transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos que transitan por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-019-SCT2-1994, establece las disposiciones generales para la limpieza y control de remanentes de las unidades que transportan materiales y residuos peligrosos. Norma de observancia obligatoria para los expedidores, transportistas, destinatarios y responsables de los centros de lavado o limpieza. NOM-021-SCT2-1994, disposiciones generales para transportar otro tipo de bienes diferentes a las sustancias, materiales y residuos peligrosos en unidades destinadas al traslado de materiales y residuos peligrosos. NOM-024-SCT2-1994, especificaciones para la construcción y reconstrucción de los envases y embalajes que se utilizan para la transportación de las sustancias, materiales y residuos peligrosos, así como los métodos de prueba a que son sometidos. NOM-028-SCT2-1994, establece las disposiciones especiales para determinar el grupo de riesgo de envase y embalaje de las sustancias y residuos peligrosos de la clase 3 líquidos inflamables transportados. Norma de aplicación obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos de la clase 3 líquidos inflamables y para determinar el tipo de envase y embalaje para su transportación. NOM-043-SCT2-1994, establece la información fundamental que debe contener el documento de embarque, relativa a la designación oficial del transporte, los riesgos de las sustancias, materiales y residuos peligrosos que se presenten para su transportación terrestre y demás datos necesarios para su correcta identificación. Norma de observancia obligatoria para los fabricantes o expedidores, generadores, transportistas y destinatarios de las 15

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

sustancias, peligrosos.

materiales

y

residuos

Asimismo, para el transporte de residuos peligrosos es necesario cumplir con las siguientes normas de etiquetado e identificación: NOM-003-SCT2-1994, establece las características, dimensiones símbolos y colores de las etiquetas que deben tener todos los envases y embalajes, que identifican los riesgos que representan durante su transportación y manejo los materiales y residuos peligrosos. Norma de aplicación obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos que transitan por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-004-SCT2-1994, establece las características y dimensiones de los carteles que deben portar los camiones, las unidades de arrastre, contenedores cisterna y recipientes intermedios para granel y demás unidades de autotransporte y de ferrocarril, que identifiquen las sustancias, materiales y residuos peligrosos que se transportan, los cuales indiquen los riesgos que representan durante su traslado. Norma de observancia obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias, materiales y residuos peligrosos que transitan por las vías generales de comunicación terrestre. NOM-007-SCT2-1994, establece las características y especificaciones que se deben cumplir para el marcado de envases y embalajes destinados al transporte terrestre de sustancias y residuos peligrosos. Norma de aplicación obligatoria para los expedidores, transportistas y destinatarios de las sustancias y residuos peligrosos, así como de los fabricantes de envases y embalajes, y responsables de la construcción y reconstrucción de los envases y embalajes que se utilizan para la transportación de sustancias, materiales y residuos peligrosos. 16

2.2.4 Prevención y control contaminación del agua

de

la

NOM-001-ECOL-1996, establece los limites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. NOM-O31-ECOL-1993, establece los limites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal. La presente norma es de observancia obligatoria para los responsables de las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal. 2.2.5 Prevención y control contaminación atmosférica

de

la

Las emisiones atmosféricas en fuentes fijas están reguladas por las normas: NOM-002-ENER-1993, sobre la eficiencia técnica de calderas, especificaciones y procedimientos de pruebas. NOM-043-ECOL-1993, establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fuentes fijas. NOM-085-ECOL-1994, que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas suspendidas totales, bióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, y los requisitos y condiciones para la operación de los equipos de calentamiento indirecto por combustión, así como los niveles máximos permisibles de emisión de bióxido de azufre en los equipos de calentamiento directo por combustión utilizados en para fuentes fijas que utilizan

2. Bases legales para el manejo de los residuos peligrosos

combustibles fósiles sólidos, líquidos o gaseosos o cualquiera de sus combinaciones. 2.2.6 Calidad de combustibles Con la finalidad de reducir el impacto al ambiente derivado del uso de combustibles, la calidad de los mismos está regulada por: NOM-051-ECOL-1993, establece el nivel máximo permisible en peso de azufre, en el combustible líquido gasóleo industrial que se consuma por las fuentes fijas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. NOM-086-ECOL-1994, que establece la calidad ecológica de los combustibles fósiles líquidos o gaseosos que se usan en las fuentes fijas y móviles. NOM-EM-118-ECOL-1995 (EMERGENTE), que establece las especificaciones de protección ambiental que debe reunir el gas licuado de petróleo que se utiliza en las fuentes fijas ubicadas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. 2.2.7 Protección contra ruido Las medidas de protección contra ruido se encuentran regidas por las siguientes normas: NOM-081-ECOL-1994, establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición. NOM-011-STPS-1993, relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere ruido 2.2.8 Protección y seguridad en áreas de trabajo NOM-001-STPS-1993, relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los edificios, locales, instalaciones y áreas en los centros de trabajo.

NOM-002-STPS-1993, relativa a las condiciones de seguridad para la prevención y protección contra incendios en los centros de trabajo. NOM-004-STPS-1993, relativa a los sistemas de protección y dispositivos de seguridad en la maquinaria, equipos y accesorios en los centros de trabajo. 2.3 Proyectos de Normas Oficiales Mexicanas Residuos peligrosos − Revisión de criterios de caracterización y listado de residuos peligrosos (NOM-052ECOL-1993) − Manejo de envases y embalajes que contuvieron sustancias químicas − Manejo de aceites y lubricantes usados − Manejo de tratamiento

lodos

de

plantas

de

− Manejo de bifenilos policlorados − Muestreo de residuos para determinar su peligrosidad − Manejo de solventes residuales − Listado de riesgosas

actividades

altamente

Otras regulaciones − Inyección residuales

e

infiltración

de

aguas

− Emisiones de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y partículas en procesos de combustión

17

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

− Emisiones de partículas en procesos industriales

− Seguridad ambiental altamente riesgosas

− Especificaciones de combustibles (revisión de la NOM-086-ECOL-1994)

− Lineamientos generales para el cargado, distribución y sujeción de las unidades de autotransporte de materiales y residuos peligrosos.

− Manejo de sustancias altamente riesgosas

18

químicas

en

operaciones

3. Conceptos empresariales para el manejo integral de los residuos peligrosos

3

Conceptos Empresariales para el Manejo Integral de los Residuos Peligrosos e Industriales

E

l principio de cualquier política de gestión de residuos es el de evitar su generación, dando impulso a las medidas de prevención antes que a las medidas de tratamiento o manejo al “final del tubo”. Sin embargo, generalmente no es posible lograr una generación “cero” ya que siempre existirá una determinada cantidad de residuos que debe manejarse en forma adecuada, de acuerdo al volumen generado y a la peligrosidad de los mismos. Resultado de esto, surge el concepto de minimización de residuos, que involucra la reducción del volumen y/o peligrosidad de los residuos en la fuente de su generación. La aplicación de una política de gestión ambiental de residuos involucra un manejo integral, que incluye beneficios no solo en el aspecto de protección ambiental sino también en el aspecto económico, resultando en una reducción de costos en beneficio para la empresa. Algunos de éstos costos son el costo de materias primas y los costos de transporte, manejo, tratamiento, y/o disposición final de los residuos, entre otros. Aunado a esto, también pueden obtenerse beneficios en cuanto al cumplimiento de la normatividad, reducción del riesgo a los trabajadores, incremento en la competitividad y prestigio de la empresa. Uno de los instrumentos con que se cuenta para elaborar un plan de minimización y manejo adecuado de residuos es el “ Concepto Empresarial de Manejo Integral de Residuos Peligrosos e Industriales” . Este concepto representa para las empresas un herramienta para identificar e instrumentar medidas de minimización y manejo de residuos generados que no se pueden minimizar.

Los puntos importantes que se toman en cuenta en el desarrollo de un concepto empresarial para el manejo integral de los residuos se presentan a continuación: ü Tipo de residuos generados ü Cantidad de residuos generados ü Tipo de manejo y costos generados ü Posibilidades de minimización El desarrollo de un concepto empresarial de manejo integral de los residuos peligrosos e industriales se basa no sólo en la información referente al volumen y tipo de residuos, sino también en aquellos datos que sean de suma importancia para la economía de una empresa (p. ej. costos de transporte, tratamiento, disposición final, etc.). El resumen de los costos reales del manejo de los residuos y el análisis de las posibilidades de ahorro de costos por la instrumentación de medidas de minimización, representa un enorme incentivo financiero para las compañías para implantar técnicas de minimización de residuos. Considerando que la tendencia de los costos para el manejo y disposición de residuos en México va en aumento, el desarrollo e instrumentación de este concepto conforma una herramienta importante de planeación económica para las empresas y también un instrumento de autorregulación ambiental que puede

19

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

considerarse como un instrumento eficiente 1 para la gestión de residuos .

Tabla 3.1-1. Fuentes de información necesarias para elaborar un Concepto Empresarial de Manejo de Residuos.

3.1

§

Comparación cualitativa y cuantitativa de las listas de compra de materias primas y facturas de los servicios de manejo de residuos peligrosos y no peligrosos.

§

Registros de los costos de los distintos tipos de manejo residuos generados, usando documentos de contaduría.

§

Registros del manejo, dentro de la empresa, de todo tipo de residuo desde su lugar de generación hasta su destino final incluyendo la ubicación de los puntos de recolección y almacenamiento temporal, considerando tanto los peligrosos como los residuos industriales no peligrosos.

§

Bitácoras de los almacenes temporales de residuos peligrosos de la empresa.

§

Recopilar:

Procedimiento

A continuación se enlistan los puntos básicos para elaborar un concepto empresarial de manejo de residuos: 1. Análisis de la situación actual de la empresa. 2. Identificación de las áreas en las cuales se generan residuos peligrosos o residuos no peligrosos en gran volumen 3. Identificación y evaluación de las oportunidades de minimización de residuos; y de las medidas de manejo para los residuos que no ha sido posible reducir.

•

Manifiesto para Empresas generadoras de residuos peligroso.

•

Manifiestos de entrega, transporte y recepción de residuos peligrosos, incluyendo el Número de Registro de Autorización de la SEMARNAP de empresa destinaria.

4. Monitoreo y evaluación del concepto empresarial de manejo de residuos. 3.1.1 Análisis de la situación actual de la empresa Como primer tarea se encuentra un análisis detallado del estado actual de la empresa con respecto a las cantidades y componentes de cada uno de los diferentes flujos de materiales y residuos. Para realizar este diagnóstico la empresa debe recopilar toda aquella información que puede servir como base para realizar un análisis cuantitativo y cualitativo de los materiales empleados y los residuos generados (tabla 3.1-1).

1

En Alemania los Conceptos Empresariales para el Manejo de Residuos son de uso obligatorio para toda empresa que genere más de 2 ton/año de residuos peligrosos o de residuos industriales no peligrosos.

20

•

Reporte Semestral de Residuos Peligrosos enviados para su reciclaje, tratamiento, incineración o confinamiento. O bien, •

Licencia Ambiental Unica, en el Apartado IVA -Generación y manejo de residuos peligrosos en el establecimiento.

•

Cédula de Operación Anual para establecimientos industriales de jurisdicción federal Apartados: III Aprovechamiento de aguas y descarga de agua residuales, y IV generación, tratamiento y transferencia de residuos peligrosos.

Este diagnóstico del estado actual de la empresa constituye la base para elaborar el Concepto Empresarial para el Manejo Integral de Residuos Peligrosos e Industriales, y para la toma de decisiones con respecto a las medidas necesarias para minimizar la generación de residuos, tomando en cuenta los costos correspondientes. Una reducción de la cantidad de residuos y de los costos de

3. Conceptos empresariales para el manejo integral de los residuos peligrosos

manejo en las empresas sólo se logra si se conocen los diferentes pasos del proceso dentro de cada una de las etapas de producción.

d) La determinación específica de los costos del material de entrada y de los costos generados por el manejo de los residuos.

El diagnóstico del estado actual de la empresa debe incluir:

Las entradas y salidas de las corrientes de materiales y su composición deben ser registradas lo más exactamente posible, mediante la información recopilada. Para facilitar este paso puede elaborarse un diagrama de flujo que a grosso modo describa las áreas de producción individualmente, indicando en estas áreas las materias primas y materiales auxiliares empleados y los tipos de residuos generados.

a) Un balance cuantitativo de los flujos de materiales existentes en la empresa, es decir, materias primas, materiales auxiliares, consumos de agua y energía, productos terminados y residuos. b) Una descripción de la composición de los materiales mencionados en el punto anterior principalmente de los residuos: composición, estado físico, puro o mezclado, clasificación de los residuos peligrosos que le correspondería de acuerdo a la NOM-052-ECOL-1993 (ver capítulo 2.2 y 4.4).

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de un diagrama de flujo de una industria de la galvanoplastia, en este se pueden identificar tanto las materias primas y auxiliares empleadas como los residuos generados.

c) Especificación de los puntos de generación de residuos, y su manejo actual tanto interno como externo. Figura 3.1-1. Ejemplo de diagrama de flujo general en una industria de la galvanoplastia

Esmeriles, abrasivos, cintas, pastas de pulido

Soluciones de desengrase, agua

Preparació n mecánica Pelusa de pulido, esmeriles, bandas gastadas,

*

Desengras e Lodos de desengrase, agua residual, aceite, grasa

Agua y arrastres

Agua y arrastres

Enjuague de recuperación

Enjuagues

Lodos

®

Secuencia del proceso Residuos

Agua y arrastres

Acidos o álcalis, aditivos, agua

Agua y arrastres

Agua, sales metálicas, ánodos, aditivos

Enjuagues

Decapado

Enjuague

Tina de recubrimient

®

Solución agotada con metales, lodos del tanque, residuos de filtrado

Agua, sales metálicas, aditivos

Tratamiento final (p.e. sellado)

Solución agotada, Residuos de filtrado

Ingreso de materiales Agua residual

®

Agua y arrastres

Enjuague s ®

*

Solución agotada, lodos, residuos de filtrado

Materiales de pulido

Mecanizado posterior Piezas defectuosas, residuos de pulido

® =Enjuagues contaminados por arrastres

21

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

instalación). A continuación en la tabla 3.1-3 se presenta la Hoja de datos de residuo, en la cual se especifican las características de cada uno de los residuos identificados en toda la planta (debe usarse una hoja por cada residuo).

En la tabla siguiente 3.1-2 se presenta la Hoja de datos de residuos generados por instalación o proceso, en la cual se puede recopilar la información de los residuos generados en cada área de producción de la empresa (debe usarse una hoja por cada

Tabla 3.1-2. Hoja de datos de residuos por instalación. HOJA DE DATOS DE RESIDUOS POR INSTALACIÓN Empresa:

.

Fecha:

Responsable:

Número de Instalación:

1

Denominación de la instalación:

Planta de tratamiento

1. Tipo de residuo (denominación oficial NOM-052-ECOL-1993 para residuos peligrosos):

Lodos de tratamiento de las aguas residuales provenientes del lavado de metales para remover soluciones concentradas

Tipo de residuo (denominación interna): Número INE del residuos:

RP1.1/01

Lodos de tratamiento

Cantidad [ton ó m3/año]:

x

Residuo Peligroso: Puro:

Si

No

Si

x No

Mezclado con: 2. Tipo de residuo (denominación oficial NOM-052-ECOL-1993 para residuos peligrosos):

---

Tipo de residuo (denominación interna): Número INE del residuos: Residuo Peligroso:

Si

No

Puro:

Si

No

Mezclado con:

22

Cantidad [ton ó m3/año]:

3. Conceptos empresariales para el manejo integral de los residuos peligrosos

Tabla 3.1-3. Hojas de datos de residuos

HOJA DE DATOS DE RESIDUOS Empresa: Persona que elabora el reporte:

Fecha :

Residuo:

Lodos de tratamiento

Residuo denominación oficial (NOM-052-ECOL-1993):

Lodos de tratamiento de las aguas residuales provenientes del lavado de metales para remover soluciones concentradas x

Residuo Peligroso: Código del residuo Clave CRETIB: Número INE del residuo:

Si

No

T

RP1.1/01

Se genera en la instalación numero.:

1 - Planta de tratamiento

Composición química/física: Cantidad [ton ó m3/año]: Tipo de contenedor:

Tambo metálico

Tamaño del contenedor (m 3 o lt)):

200 l

Localización del contenedor de recolección: Responsable para el transporte, manejo y la disposición en la empresa: Transportista: Instalación destinataria de manejo o disposición final Costos por ton ó m3: Costos por año: Observaciones:

23

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

A continuación se registrarán en una tabla los materiales empleados, sus cantidades y el precio unitario de estos, en una cuarta columna se colocarán las precios totales por el consumo de estos materiales, ya sea mensual o anual. Con esta tabla (tabla 3.1.4) se podrán identificar claramente cuáles

son las consumos y costos relevantes en cuanto a materias primas. Una tabla igual se debe elaborar para los residuos generados, en la que se podrán identificar cuáles son los residuos relevantes a considerar, ya sea por su volumen y/o por sus costos de manejo (tabla 3.1-5).

Tabla 3.1-4. Lista detallada de lo materiales empleados en toda la planta Materia prima y auxiliares

Consumo por año 3 Ton o m

Costo unitario

Costo total anual

Costo unitario

Costo total anual

Tabla 3.1-5. Lista de residuos en toda la planta Residuos

Generación anual 3 Ton o m

El análisis de la empresa también debe realizarse por secciones de producción individualizado, para las cuales igualmente se elaborarán las tablas correspondientes (tablas 3.1-6 y 3.1-7) tanto de materiales como de residuos. En este caso es

importante iniciar con aquellas áreas específicas de la empresa en donde se ha determinado, con base en el análisis global, prioridad para la minimización, estas se derivaran de los datos recabados con las tablas 3.1-2 y 3.1-3.

Tabla 3.1-6. Lista detallada de materia prima y materiales auxiliares en la instalación o proceso “A” Materia prima y auxiliares

Consumo por año 3 Ton o m

Costo unitario

Costo total anual

Para esta misma área también se debe elaborar una tabla para los residuos generados. Tabla 3.1-7. Lista de residuos en la instalación o proceso “A” Residuo

24

Generación annual 3 Ton o m

Costo unitario

Costo total anual

3. Conceptos empresariales para el manejo integral de los residuos peligrosos

Después de hacer el análisis para el área “ A”, se puede elaborar el mismo análisis para el resto de las áreas de producción. 3.1.2 Identificación de los puntos y causas de la generación de residuos La evaluación y registro del estado actual de la empresa, finalmente debe llevar al siguiente resultado: §

Transparencia de todo el proceso respecto a los flujos de materiales existentes y su relevancia en la generación de residuos

§

Localización de los principales puntos de entrada de insumos, relevantes en cuanto a la generación de residuos.

§

Identificación de las fuentes principales de los residuos considerados como prioritarios.

§

Identificación de procesos que generan una cantidad considerable de residuos.

§

Identificación de procesos con costos elevados de materia prima y/o con altos costos de manejo de residuos.

§

Localización de procesos con un alto porcentaje de productos defectuosos.

§

Localización de procesos que generan residuos que requieren un manejo especial o que su manejo es muy costoso.

El análisis anterior también debe facilitar la identificación de las causas que generan los residuos, a fin de poder identificar las posibles medidas correctivas. Entre las posibles causas de generación de residuos podemos encontrar:

especificaciones de calidad, mal manejo, almacenamiento inadecuado, etc. • Causas relativas a la operación y mantenimiento: falta de mantenimiento preventivo, diseño y operación del equipo (equipo sobrediseñado o subdiseñado, sobrecargas, etc.), líneas de proceso no organizadas, falta de espacio, cambios recientes en el proceso, falta de información, etc. • Causas relativas a las prácticas operativas: falta de capacitación del personal, producción bajo presión, riesgos en el trabajo, falta de motivación de los trabajadores, falta de comunicación, etc. • Causas relativas a los productos: diseño de productos, especificaciones de calidad demasiado altas, empaque y embalaje, etc. • Causas relativas al manejo de residuos: mezcla de residuos, falta de conocimiento sobre residuos peligrosos, poca valoración de los residuos con posibilidad de reciclaje, sistemas inadecuados de recolección, etc. 3.1.3 Identificación de oportunidades de minimización y opciones de manejo Con base en el diagnóstico de la situación actual, pueden diseñarse los conceptos de minimización propios para cada empresa del giro de la galvanoplastia. Las medidas de minimización que pueden deducirse a partir de esta información pueden dividirse en: Ø

Medidas específicas referentes a los materiales empleados

Ø

Medidas referentes a los procesos

• Causas relativas a los materiales: baja calidad de materiales, falta de 25

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Medidas referentes al control del proceso, medidas de organización.

Ø

Debe procurarse que al identificar y elegir

medidas de minimización y manejo de residuos en la empresa se siga el siguiente orden de prioridad para el manejo de los residuos. Sustitución y/o purificación de materias primas Modificaciones en el proceso productivo

Reducción en la fuente

Modificación en equipos actividades complementarias

auxiliares

y

Sustitución o modificación del producto Buenas prácticas operativas (organización, capacitación al personal)

Prioridad de actuación

Prevención de la generación

Reciclaje interno

Reciclaje para su empleo como materia prima Aprovechamiento o recuperación de materiales Reuso de residuos

Aprovechamiento material Reciclaje externo

Aprovechamiento energético Fisico-químico

Tratamient o

Biológico Térmico

Confinamient o controlado

Figura 3.1-2. Esquema de manejo de residuos

Las visitas realizadas a industrias representativas del giro de la galvanoplastia en el marco del presente manual, mostraron que con medidas que implican poco esfuerzo y inversiones pequeñas o recuperables a corto plazo, se puede disminuir la generación de residuos.

• Procurar que las empleadas sean ambiente.

Se pueden obtener éxitos considerables en la minimización y/o la reducción de la peligrosidad de los residuos aplicando medidas simples como por ejemplo:

• Recolectar vidrio, papel y otros tipos de residuos por separado facilitando así el reciclaje.

26

materias primas “amigables” al

• Optimizar la gestión de empaques y embalajes.

3. Conceptos empresariales para el manejo integral de los residuos peligrosos

• No mezclando los residuos peligrosos con los residuos industriales no peligrosos.

periódicamente a fin de determinar la efectividad de las medidas instrumentadas (técnica y económicamente) y la posibilidad de instrumentación de nuevas medidas.

• Optimizar el desarrollo de los procesos.

Los puntos clave a considerar para instrumentación y evaluación de Concepto empresarial de manejo integral residuos peligrosos e industriales mencionan a continuación (tabla 3.1.7):

La identificación y selección de las medidas básicas de minimización a instrumentar puede realizarse en el interior de la empresa, con la ayuda de los responsable y trabajadores de cada área, pues son los que están más involucrados en el proceso. Sin embargo también puede recurrirse al apoyo de asesores externos, literatura especializada, publicaciones del giro o consultar con las autoridades y cámaras correspondientes (ver capítulo 9). Las medidas identificadas deberán ser evaluadas tanto técnicamente como económicamente, a fin de establecer los costos reales de su instrumentación (adquisición y operación), los ahorros esperados por esta medida en el aspecto económico y las ventajas o desventajas técnicas específicas para el proceso. En la evaluación de las medidas además de evaluar las ventajas y desventajas técnicas y económicas, también deben considerarse los aspectos que no son cuantificables, pero que sin embargo no son menos importantes: ⇒ Impacto sobre el medio ambiente

Tabla 3.1-8. Instrumentación de un Concepto Empresarial de Manejo de Residuos §

Registro permanente de la generación de los diferentes tipos de residuos

§

Evaluación del manejo de los residuos

§

Descripción de todas las estrategias empleadas para reducir y reusar los residuos peligrosos y no peligrosos

§

Especificar el manejo externo de los residuos (confinamiento, tratamientos físicos, químicos, biológicos y térmicos), y mantener al día los documentos correspondientes al manejo.

§

Controlar que se observe la prohibición de mezclar los residuos

§

Plano indicando los lugares de recolección de residuos peligrosos y los no peligrosos

§

Mantener al alcance de todo el personal la información sobre la peligrosidad y requerimientos técnicos de manejo

§

Recopilación de los costos de disposición, diferenciando adecuadamente según los departamentos en la empresa

§

Fijar responsabilidades específicas dentro de la compañía, sobre la generación y manejo de los residuos.

⇒ Efecto sobre la salud de los trabajadores ⇒ Mejora de la calidad de los productos ⇒ Reducción del riesgo por el manejo de sustancias y residuos ⇒ Mejora de la imagen de la empresa, etc. 3.1.4 Monitoreo y evaluación concepto de manejo de residuos.

del

El elaborar e instrumentar un Concepto Empresarial de Manejo de Residuos debe considerarse como un proceso continuo de mejoramiento ambiental en la empresa, que además debe ser monitoreado y evaluado

la un de se

En los capítulos siguientes (capítulos 4, 5, 6 y 7) se presenta un panorama de los resultados obtenidos a partir de la elaboración de los Conceptos empresariales para las empresas visitadas del giro. En los cuales se hace una descripción de los procesos encontrados, los residuos generados en estos y las medidas de minimización, tratamiento o disposición final,

27

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

recomendadas

28

para

el

giro

de

la

galvanoplastia.

4. Descripción de los procesos y residuos generados

4

Breve descripción de los procesos más importantes en la galvanoplastia y los tipos de residuos generados en ellos

E

l principio de los métodos de recubrimiento electrolítico o químicos, también denominados galvánicos consiste en depositar por vía electroquímica, finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de agua con iones metálicos o electrolito, al conectar una fuente externa de corriente directa. Las capas formadas generalmente son de un espesor entre 1 y 100 µm. El metal que constituye la capa se encuentra en el electrolito en forma de iones. También existen métodos de recubrimiento sin corriente externa o químicos, basados en procesos de oxidación o reducción que, sin embargo, son de menor importancia. Las capas de recubrimiento se depositan sobre una superficie metálica o no metálica con ciertas propiedades, para darle características que ésta por sí misma no tiene, o bien, para fabricar ciertas piezas con determinada presentación en el acabado. Si el objeto no es conductor, se le hace conductivo, por ejemplo, en la galvanización de plásticos. El principio básico de los procesos de recubrimiento electrolítico con ánodos solubles consiste en la conversión del metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en su superficie (fig. 4.1-1a). Los procesos de recubrimiento electrolítico son reacciones de oxido-reducción. En primer lugar, y salvo excepciones (cromo) el metal del ánodo, se oxida o disuelve con carga positiva. Los iones metálicos en solución se reducen o metalizan sobre las

piezas a recubrir que, ayudadas por una fuente externa de corriente continua, actúan como cátodos. Como ejemplo se presenta la figura 4.1-1a, en esta caso el cobre, se disuelve del ánodo y se deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica. Figura 4.1-1a. Principio de los recubrimiento electrolíticos.

-

-

e

e

Anodo

Cátodo Electrolito

Cu Recubrimiento de Cu

4.1

2+

Cu

Pretratamiento

Previo a que se deposite la capa metálica, la superficie a cubrir debe estar libre de impurezas, tales como grasa y óxidos. Para ello, se aplican procedimientos de preparación como el pretratamiento mecánico de las superficies (pulido) y los métodos químicos de pretratamiento de superficies: el desengrasado mediante limpiadores alcalinos, hidrocarburos clorados, o por vía electrolítica; así como el decapado. Antes de que una pieza fundida o moldeada se incorpore al proceso de pulido, desengrasado y recubrimiento, debe realizarse una inspección previa para asegurar que la pieza no presente defectos inaceptables que no se puedan corregir durante el recubrimiento. Estos defectos 29

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

pueden ser rebabas, bordes, hoyos, moho y otras imperfecciones en la pieza. De los requisitos de calidad respecto a la pieza terminada y de las posibilidades del proceso de compensar defectos en cierta medida, depende el grado en que puedan tolerarse defectos en las piezas. Para el control de calidad de las piezas de entrada es importante contar, para cada tipo de pieza, con especificaciones y con la descripción de los defectos admisibles. No tiene sentido galvanizar piezas defectuosas para después convertirlas en chatarra, o en el último de los casos, invertir en desmetalizarlas y perder materiales de recubrimiento. Se han observado cuatro métodos típicos de limpieza previos al recubrimiento electrolítico, entre los cuales se encuentran los métodos mecánicos y químicos. La selección del método más adecuado dependerá del tipo y tamaño de la pieza, del grado de remoción de impurezas deseado y de la tecnología disponible. Estos métodos se describen a continuación: 1) Los métodos mecánicos de preparación, incluyen principalmente el esmerilado y pulido. Estos pasos de trabajo eliminan asperezas o deformaciones superficiales y ensuciamientos gruesos, generando grandes cantidades de residuos de pulido. Muchas veces los polvos de pulido generados no se aspiran adecuadamente porque las instalaciones de filtración generalmente están mal diseñadas, esto tiene como consecuencia que el polvo se disperse en las naves industriales y llegue a contaminar los tanques de galvanizado y a generar riesgos en la salud de los trabajadores. Después de pulir las piezas, éstas deberían limpiarse con un trapo para quitar restos gruesos de pastas de pulido y ruedas de esmerilado, de esta manera, las siguientes etapas de limpieza se contaminan menos y su tiempo de vida útil aumenta.

30

Pieza metálica

*Esmeriles abrasivos y de pulido, cintas, cepillos *Pasta abrasiva *Equipo de protección

Pretratamiento mecánico

*Polvos *Esmeriles gastados *Abrasivos *Equipo de protección usado

Pieza tratada

Figura 4.1-1b. Diagrama de balance de materiales en el tratamiento mecánico

2) Desengrase En la fabricación de las piezas se emplean grasas, aceites, emulsiones de corte y sustancias similares como refrigerantes y lubricantes. A menudo también se engrasan las piezas como protección anticorrosiva temporal. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas: con solventes orgánicos o en soluciones acuosas alcalinas o ácidas con poder emulsificador. El desengrase con solventes se lleva a cabo para eliminar los restos de grasa y aceite de la superficie de la pieza. Los limpiadores con solventes permiten un mejor humedecimiento de la superficie que aquellos a base de agua. El método clásico para eliminar el aceite y la grasa de una superficie es el desengrasado a vapor. Consiste en calentar un solvente limpiador, generalmente hidrocarburos clorados, para obtener una fase de vapor caliente, en la que se introducen las piezas. La fase de vapor se condensa sobre la superficie fría de la pieza, el cual disuelve el aceite y la grasa. Los solventes sucios, después de su uso pueden ser regenerados mediante destilación y volver a ser usados. Actualmente se ha prohibido el uso de algunos solventes orgánicos por el riesgo que estos implican para la salud laboral y el

4. Descripción de los procesos y residuos generados

medio ambiente (1,1,1-tricloroetano). Los solventes que actualmente se siguen empleando son el tricloroetileno, el percloroetileno y el cloruro de metilo. Estos solventes generalmente se usan como desengrasantes de piezas con mucha grasa o aceite adherido. Sin embargo por sus características tóxicas su uso debe ser limitado a casos en los que por razones técnicas sea inevitable el empleo de solventes halogenados. En estos casos se deben usar en instalaciones cerradas herméticamente, acompañadas incluso con un sistema de extracción de vapores y un filtro de carbón activado (con el cual el solvente puede ser recuperado), también debe existir ventilación local durante la apertura del sistema de limpieza. Así mismo, el solvente usado debe ser almacenado en depósitos cerrados colocados en el almacén temporal de residuos peligrosos, para ser reciclado o manejado como residuo por compañías autorizadas. Los limpiadores en base acuosa comprende una gran variedad de métodos que utilizan sales alcalinas, detergentes, medios dispersantes y ablandadores de agua para desplazar la grasa, la suciedad e impurezas de la superficie metálica. La limpieza alcalina se realiza también de manera electrolítica, en este caso, la pieza a trabajar primero se conecta catódicamente dentro de un tanque con solución de desengrase, cuando la corriente se aplica ocurre la formación de gas hidrógeno de la electrólisis del agua en la superficie de la pieza, el desprendimiento del hidrógeno de la superficie ocasionando una acción de lavado sobre la pieza. A continuación de la limpieza catódica el circuito es invertido, por lo que ahora la pieza de trabajo es el ánodo y el gas de oxígeno que se genera en la superficie de la pieza produce la acción de limpieza final.

Figura 4.1-2. Diagrama de balance de materiales en la operación de desengrase acuoso.

Pieza metálica

*Productos de desengrase *Agua *Energía

Desengrase

*Agua residual de enjuague *Baño de desengrasado agotado *Aceite, grasa *Emisiones

Pieza desengrasada

3) Decapado El contacto entre la atmósfera y las piezas metálicas provoca la formación de capas de óxido, que tienen que ser eliminadas antes del recubrimiento electrolítico. El decapado con ácido se utiliza para eliminar impurezas y óxidos a través de un ataque químico, el cual frecuentemente se aplica después de un lavado alcalino. Se utilizan diferentes ácidos, solos o mezclados, entre ellos se encuentran el ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico y ácido fosfórico con concentraciones de entre 2 y 85%, dependiendo del metal y el grado de limpieza requerida. El decapado mediante ácidos se realiza normalmente a temperaturas de 20 - 80°C. El decapado se aplica siempre a continuación de una la limpieza electrolítica para mejorar la calidad de la superficie. El decapado alcalino también se emplea para remover herrumbre y óxido. La solución generalmente consiste de sosa cáustica con aditivos tales como detergentes y agentes quelantes.

31

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Figura 4.1-3. Diagrama de balance de materiales en la operación de decapado.

Pieza metálica

*Acidos o álcalis *Aditivos *Agua

Decapado

*Agua residual de enjuague *Baño de decapado agotado con metales *Emisiones

Pieza decapada

4) Activado El proceso de activado, también llamado neutralizado e inclusive decapado suave, se utiliza para eliminar la pequeña capa de óxido que se ha formado sobre la superficie del metal una vez que la superficie ha sido tratada o lavada en sucesivas etapas. Esa pequeña capa de óxido hace que la superficie sea pasiva y por lo tanto mal conductora. Las soluciones empleadas son por lo general ácidos muy diluidos. Los activados permiten asimismo eliminar manchas generadas por compuestos orgánicos y/o inorgánicos. 4.2

Recubrimientos electrolíticos

Un baño de recubrimiento electrolítico consiste de un ánodo y un cátodo en un electrolito, que normalmente es una solución

hídrica de la sal del metal que se pretende aplicar. En el electrolito, el metal está presente en forma de iones, el flujo de electrones es proporcionado por una fuente externa de corriente directa (figura 4.2-1). La pieza a recubrir se convierte en cátodo donde se lleva a cabo la reducción de los iones a metal. El ánodo consiste de un conductor inerte (por ejemplo, platino o grafito) o bien del metal con el que se recubrirá. La oxidación se lleva a cabo en el ánodo formando oxígeno y cuando fluye la corriente, el ánodo del metal con el que se va a recubrir se disuelve. El espesor de la capa del recubrimiento depende del tiempo de permanencia en el baño electrolítico. La capa puede alcanzar un espesor de hasta 100µm, sin embargo, son mucho más frecuentes las capas más delgadas. Los baños de recubrimiento electrolítico se dividen en baños ácidos y alcalinos. Los baños ácidos contienen sulfatos, cloruros, fluoroboratos y sulfamatos de los metales a depositar. Los baños alcalinos se componen sobre la base de complejos de hidróxidos o cianuros. Generalmente, la composición exacta de los baños y químicos comerciales es secreta, pero las funciones generales de las diferentes componentes se conocen bien. La siguiente tabla muestra las propiedades y aplicaciones de diferentes recubrimientos electrolíticos.

Tabla 4.2-1. Propiedades y aplicaciones de algunos recubrimientos electrolíticos Propiedad

Metales y aleaciones

Ejemplo de aplicación

Protección anticorrosiva

Cr, Ni, Sn, Au, Zn, Rh, Cd

Protección automotrices

Síntesis de material en una superficie

Cr, Fe, Ni

Restauración de piezas gastadas

Mejoramiento estético de superficies

Cr, Au, Ag, Pt, Ni, 70:30 Cu-Zn

Alhajas, vajillas, decoración en general

Protección contra el desgaste

Cr, Ni, Fe, Sn, Ru, Pd

Rodillos, pistones, apagadores

Dureza

Cr, Ru, Os

Moldeado, prensado

Reflexión (óptica o térmica)

Cr, Rh, Au

Lámparas, proyectores, escudos y visores aerospaciales

Conductividad eléctrica

Cu, Ag, Au

Circuitos impresos, antenas, cables

Retención de aceite

Cu, 65:35 Sn-Ni

Sistemas hidráulicos, lubricación

Capacidad para soldarse

Ni, Sn, Cd, 60:40 Sn-Pb

Circuitos impresos, contactos eléctricos

Poca resistencia al contacto

Ag, Au, Rh, Rh, Pd, Sn, 80:20 Pd-Ni

Contactos eléctricos

32

anticorrosiva

en

cojinetes,

piezas

contactos,

4. Descripción de los procesos y residuos generados

Figura 4.2-1. Diagrama de balance de materiales para las operaciones de recubrimiento electrolítico

Pieza metálica *Agua *Sales metálicas *Aditivos *Anodos *Material auxiliar (filtros, carbón activado, bolsas de ánodos) *Electricidad

Recubrimiento electrolítico

Pieza Recubierta

*Agua residual de enjuague *Electrolitos contaminados o usados *Lodos anódicos y de limpieza *Material auxiliar usado Emisiones

4.2.1 Cobrizado Frecuentemente, el cobre forma la primera capa en un sistema de capas de recubrimiento, puesto que es fácil de depositar en metales y plásticos, ya que presenta una elevada conductividad; además, la capa de cobre es muy resistente, económica de aplicar y forma una buena base adhesiva para otros metales. El cobrizado puede aplicarse a partir de baños alcalinos cianurados y baños ácidos con ácido sulfúrico. Los dos procesos de cobrizado empleados con más frecuencia son el método de ácido sulfúrico (sulfatos) y el de cianuro (baño alcalino). El cobrizado ácido con sulfatos, generalmente requiere un control más estricto del baño a fin de mantener los parámetros en el rango óptimo, sin embargo, se evita el uso de cianuro. El baño ácido, también puede utilizarse como primer revestimiento metalizado en plásticos, por su gran ductilidad. En un baño ácido, el sulfato de cobre (CuSO4) representa la fuente de iones de cobre que se deposita en la superficie a recubrir. Para este proceso se recomienda sulfato de cobre químicamente puro. El baño de cobre típico contiene sulfato de cobre (250 g/l), ácido sulfúrico (100 g/l), iones de cloruro (< 1 g/l) y aditivos de brillo

(6 g/l). El ácido sulfúrico sirve para aumentar la conductividad de la solución y para disolver el ánodo de cobre, este ánodo conduce la corriente eléctrica y proporciona los iones de cobre para formar sulfato de cobre. El proceso de cobre ácido se realiza o a una temperatura entre 20 y 30 C. Los electrólitos cúpricos de ácido sulfúrico contienen generalmente altas concentraciones de químicos orgánicos auxiliares, pues requieren un mayor control de los parámetros de operación del baño a fin de obtener ciertas características como dureza, nivelación y brillo. Sin embargo, en estos tipos de baños no se forman carbonatos en el baño. Los baños alcalinos de cobre cianurado operan a una temperatura elevada, de 40 60 °C, y contienen el cobre aglutinado en forma de complejos cianurados. Este tipo de baños generalmente contienen cianuro de cobre (60 g/l), cianuro libre (aproximadamente 20 g/l), hidróxido de sodio (20 g/l) y aditivos de brillo (10 g/l). Normalmente, los baños no se cambian, sólo se filtran periódicamente ya sea con filtro de materiales textiles o usando carbón activado para retirar los aditivos o impurezas orgánicas que se han degradado. Por el peligro que representa a la salud humana y al ambiente, al usar baños cianurados, deben respetarse normas especiales referentes a la salud ocupacional y seguridad en el trabajo, y la protección al ambiente, tanto durante el cobrizado como en el manejo y el tratamiento de los residuos y las aguas residuales. Los residuos generados en el cobrizado son: residuos de filtración, concentrados provenientes del cambio de baño o del mantenimiento de los tanques (lodos) y enjuagues contaminados por los arrastres de los baños durante el transporte de las piezas de un tanque a otro.

33

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Desengrase químico

Desengrase electrolítico

Enjuague

Enjuagues

*

Decapado

®

® concentrado

*

Enjuague

® Secuencia del proceso Residuos

Cobre

alcalino

Enjuague de recuperación

Niquelado, cobre brillante o acabados

Enjuagues

®

Residuos de filtrado, lodos con cianuro y cobre, solución agotada

®

Ingreso de agua Agua residual

= Enjuagues contaminados por arrastres

Figura 4.2-2. Diagrama de flujo de un proceso de cobrizado alcalino

4.2.2 Niquelado El niquelado es un procedimiento de metalización que se lleva a cabo con fines de protección superficial en las piezas, así como decorativos y de recubrimiento previo antes del cromado, o de otros acabados. Los objetos de cobre y aleaciones de cobre se niquelan directamente, este procedimiento también es posible con objetos de estaño, zinc, plomo, hierro y acero, sin embargo, en estos casos (sobre todo de estaño, zinc, zamak y plomo) se tienen que cobrizar previamente. En el galvanizado con níquel se pueden utilizar baños de sulfamatos o baños Watts con sulfatos de níquel. El baño con sulfamatos generalmente está compuesto de sulfamato de níquel, ácido bórico, bromuro de níquel, ánodos de níquel y aditivos que influyen sobre las propiedades. El sulfamato de níquel (Ni(SO 3 NH 2 ) 2 ) es la fuente principal de iones de níquel en este tipo de baño. En un baño Watts de níquel modificado, las sales utilizadas con más frecuencia son el sulfato de níquel 34

(NiSO 4), como la principal fuente de iones, y el cloruro de níquel por su efecto despasivizante de los iones de cloro sobre los ánodos de níquel. El ácido bórico tiene la función de sustancia buffer y reduce la formación de defectos a altas densidades de corriente, generados por la acidificación de la solución debida al + exceso de iones H . El bromuro de níquel (NiBr2) se usa para reducir las tensiones internas y disolver los ánodos de níquel. El níquel metálico sirve como ánodo para la corriente eléctrica y libera los iones de níquel que recubrirán a las piezas (niquelado). Generalmente no se utilizan placas de níquel como ánodos en el recubrimiento galvánico, ya que éste, por la pasivación sólo se disuelve en electrolitos con un alto contenido de cloruro. En cambio un pequeño contenido de sulfuro u óxido de níquel en el material de ánodo tiene un efecto despolarizador. Sales que pueden utilizarse de manera alternativa para el galvanizado, son el sulfato amónico niqueloso fácilmente soluble en agua, el

4. Descripción de los procesos y residuos generados

sulfato amínico niqueloso tetrafluoroborato niqueloso.

o

el

sulfonatos de naftalina, sacarina, paratoluenosulfonamida, y como los propios formadores de brillo, formaldehído, butinediol, cumarina (que en dosis mayores a la concentración necesaria para los baños, es tóxica) y sustancias similares. En la mayoría de los casos se combinan varias de estas sustancias.

Las soluciones estándar para el niquelado en un baño Watts, contienen por ejemplo, 240 g/l de NiSO 4 , 40 g/l de NiCl2 y 30 g/l de ácido bórico (pH 3.5 - 4.5, 45-70 °C y 2-10 Amp/dm²) o 100 g/l de NiSO 4 , 22 g/l de citrato sódico y 5 g/l de ácido bórico.

Si el agua residual de estos electrolitos se mezcla con aguas residuales formadoras de complejos de otros procesos, se generan complejos de níquel muy estables que sólo con mucha dificultad pueden ser destruidos.

Igual que con otros recubrimientos, pueden agregarse aditivos, como abrillantadores que hacen innecesario el pulido posterior del recubrimiento de níquel y que al mismo tiempo pueden corregir pequeños bordes de la capa base. Los aditivos también se usan para reducir la tensión superficial del baño y para darle una superficie semibrillante o brillante al recubrimiento. Estos aditivos muchas veces son orgánicos, y normalmente no forman complejos.

Puesto que los baños de níquel se filtran continuamente, se generan residuos de filtración, además de concentrados al cambiar los baños de níquel (lo que rara vez ocurre) y, desde luego, las pérdidas de la solución del baño en el arrastre hacia los enjuagues.

Para baños de níquel brillante existen como vehículos, sulfonatos bencénicos, Figura 4.2-3. Diagrama de un proceso de Niquelado retorno de solución previa concentración

Cobrizado

Enjuague de recuperación

Niquelado

Enjuagues en cascada

cromado o latonado

arrastres Secuencia del proceso Residuos Ingreso agua

Solución agotada lodos de niquelado Emisiones Residuos de filtrado

enjuagues contaminados por arrastres

Aguas residuales

4.2.3 Cromado En el recubrimiento con cromo se distinguen dos procesos: el cromado brillante (cromado decorativo) y cromado duro. En el cromado brillante se depositan capas de cromo delgadas y brillantes de efecto decorativo o como protección anticorrosiva, sobre capas intermedias de níquel. El cromado duro se

utiliza principalmente para aumentar la dureza de herramientas, así como para incrementar la resistencia al desgaste de moldes, válvulas, etc. En el cromo duro se depositan galvánicamente capas de cromo de mayor espesor a temperaturas elevadas. En el cromado brillante, se utilizan soluciones electrolíticas que contienen aproximadamente: 250 g/l de ácido crómico 35

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

(Cr2O3), de 2.5 –4 g/l de ácido sulfúrico y 3 g/l de cromo trivalente (Cr2O3); para aumentar la dureza pueden agregarse además entre 5 y 10 g/l de ácido bórico. Durante el proceso de cromado ocurre un sobrepotencial en la capa superficial de la pieza a cromar, a causa de reacciones de oxido-reducción y diferencias de concentración, lo que genera una separación simultánea de hidrógeno que el baño emite como gas y que arrastra fracciones del baño. Algunas empresas que cuentan con equipos de control de emisiones a la atmósfera aspiran y condensan estas emisiones, y las devuelven al baño después de haberlas regenerado. El proceso se realiza, a una temperatura aproximada de 50 °C y con una densidad de corriente cercana a 60 Amp/dm². Con estas condiciones de operación en un proceso de cromado duro, se puede obtener en una hora una capa de cromo de un espesor de 500 µm. Al agregar al electrolito agentes tensoactivos fluorados y espumantes, se evita que la solución salpique fuera del tanque y se reducen pérdidas por evaporación de la solución de cromado tóxica.

retorno solución

Niquelado

Activado

Cromado

Después del cromado, las piezas se lavan, generalmente, en un enjuague permanente o de recuperación y después en uno o dos enjuagues en cascada. Como la concentración del electrolito en el enjuague permanente se incrementa, debido a los arrastres, este se emplea para rellenar el baño de cromo, a fin de recuperar el electrolito arrastrado y reponer el volumen del baño que se ha evaporado. Esto generalmente se hace diariamente, después de ajustar la concentración del enjuague de recuperación a los parámetros de operación del baño. Por el peligro para la salud humana y al ambiente, debido a la toxicidad de los compuestos solubles de cromo (Cr VI), durante el cromado y en el tratamiento de los residuos y aguas residuales generados en este proceso, deben observarse normas especiales de seguridad en el trabajo y de protección ambiental. Las aguas residuales generadas de este proceso deben tratarse a fin de reducir el Cr VI a Cr III, menos tóxico, este proceso generalmente se hace con bisulfito de sodio. Los principales residuos que se generan son lodos de concentrado (lodos de la tina de baño), aguas de enjuague contaminadas por arrastres, emisiones y lodos del sistema de tratamiento. de

Enjuague de recuperación

Enjuagues en cascada

arrastres Secuencia del proceso Residuos

Solución agotada Lodos con Cr VI Emisiones nieblas

Ingreso agua Aguas residuales

Figura 4.2-4. Diagrama de un proceso de Cromado

36

Tratamiento: reducción de Cr VI con bisulfito de sodio

Enjuagues contaminados por arrastres

4. Descripción de los procesos y residuos generados

4.2.4

También contienen aditivos de brillo a base de aldehídos aromáticos (vanilina, aldehído anísico, pieronal) o resinas de formaldehído de tiurena (40-50 °C, 2-10 Amp/dm²).

Zincado

En este caso la pieza metálica a recubrir se introduce en un baño electrolítico que contiene iones de zinc, la corriente eléctrica permite el transporte de los iones a la pieza que funciona como ánodo. El proceso se realiza a una temperatura de entre 55 y 75°C. El espesor de la capa se ajusta controlando la intensidad de corriente y el tiempo de permanencia de la pieza en el baño electrolítico.

Las aguas residuales generadas durante los procesos de recubrimiento electrolítico que contienen cianuro, son peligrosas para el ambiente y la salud de los trabajadores, por lo cual, se requiere una recolección y desintoxicación por separado a fin de oxidar los cianuros a cianatos. Sin embargo, se está incrementado el uso de otros tipos de sales de zinc para el zincado, por ejemplo, sales de sodio, que no requieren cianuro.

Los baños de zinc pueden ser cianurados (baños alcalinos) de alta y baja concentración, y son los más ampliamente utilizados. Otros tipos de baños son los ácidos a base de potasio o amonio, los cuales tienen alto rendimiento y proveen gran brillo y los baños alcalinos exentos de zinc.

Generalmente a fin de proveer una capa extra de protección, y “sellar” la superficie del zincado o simplemente dar color a la superficie, se aplica una pequeña capa de cromado, el cual se le denomina cromatizado, tropicalizado o sellado. Ésta normalmente se realiza por inmersión, en una solución de ácido crómico (5-35 g/l Cr VI), ácido nítrico o sulfúrico como agentes acidificantes. La solución puede también contener otros aniones como sulfatos. cloruros o floruros.

En el zincado se utilizan placas de zinc como ánodo y los baños electrolíticos están constituidos con 250 g/l de ZnSO 4 , 20 g/l de ZnCl2 , 50 g/l de Na2 SO 4 y 10 g/l de H 2 SO 4 (1.6 V y 1 Amp/dm²) o con aproximadamente 350 g/l de ZnSO 4 y 30 g/l de (NH 4 ) 2 SO 4 (pH de 3 a 4, 3555°C, 10-60 Amp/dm²). Los baños de zinc alcalinos contienen, además de complejos de cianuro de zinc, 60 g/l de solución sódica y 80 g/l de cianuro sódico. Desengrase alcalino

Decapado H2SO4

Enjuague

Lodos de desengrase y soluciones alcalinas

*

Los residuos que se generan en el zincado son lodos de concentrado, emisiones, aguas de enjuague contaminadas y lodos del tratamiento.

Soluciones ácidas gastadas

Baño de Zn alcalino- CN

Enjuagues

Lodos y soluciones alcalinas con CN

Enjuagues contaminados

Sellado o (cromatizado)

Lodos y soluciones ácidas con Cr VI

Secuencia del proceso Ingreso agua

Enjuague

Enjuagues contaminados

Neutralizado con sosa

*

Soluciones alcalinas gastadas

Enjuagues

Enjuagues contaminados con Cr VI Residuos Aguas residuales

Figura 4.2-5. Diagrama de un proceso de zincado alcalino

37

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

4.2.5

Estañado

Para el estañado galvánico se utiliza estaño puro como ánodo en un baño que contiene 90 g/l de hexahidroxostanato sódico (Na2(Sn(OH) 6 ), 7.5 g/l de NaOH, 15 g/l de acetato sódico y 0.5 g/l de perborato sódico (70-80 °C, 4-6 V, 0.53 Amp/dm²), con aproximadamente 40 g/l de K 2 SnO 3 y 15-30 g/l de KOH (70-80 C, 40 Amp/dm²), con 60 g/l de SnSO 4 , 60 g/l de H2 SO 4 , 100 g/l de ácido fenol-sulfónico, así como gelatina y 2naftol (20-50 °C, 1-25 Amp/dm²) o con 80 g/l de fluoroborato de estaño y 50 g/l de ácido fluorobórico (20-40 °C, 2.514 Amp/dm²). El recubrimiento de estaño es aún más resistente a la corrosión que la chapa de hierro zincada, siempre y cuando no esté dañado. La capa de estaño protectora generalmente tiene un espesor de 0.001 mm. Los residuos generados en este proceso son lodos de concentrado, emisiones, aguas de enjuague contaminadas y lodos de la planta de tratamiento. 4.2.6 Otros recubrimientos metálicos Aunado a los anteriores recubrimientos también existen entre los recubrimientos metálicos los siguientes: Latón, en México se está extendiendo el uso de latón en acabados decorativos para cerrajerías, debido principalmente a su color, este se deposita principalmente a través de electrolitos cianurados. Níquel “electroless” , este es un recubrimiento metálico sin el uso de corriente externa, el electrolito se deposita a través de reacciones catalíticas de oxidoreducción, a través de un agente reductor. El recubrimiento sin corriente eléctrica pude generar un recubrimiento uniforme en todas

38

las áreas de la pieza independientemente de su configuración. El reductor más comúnmente usado es el hipofosfito de sodio aunque también puede emplearse borohidruro de sodio e hidrazina. Los electrolitos de este tipo generalmente contienen acomplejantes, para mantener la concentración de metal soluble, entre los más empleados están el ácido cítrico, citrato de sodio, acetato de sodio y ácido glicólico. Como estabilizantes del baño se usan tiourea, sales de metales pesados y compuestos tiorgánicos. Un baño típico de níquel “ electroless” puede contener: sulfato de níquel (28 g/l), acetato de sodio (17 g/l), hipofosfito de sodio (24 g/l), acetato de plomo (0.0015g/l), a un pH de 4.6 y una o temperatura de 82 – 88 C. Al emplear agentes quelantes en los baños, debe considerarse que éstos pueden generar problemas en el tratamiento de las aguas residuales, por lo que requieren un pretratamiento previo para eliminarlos. En este caso, el tratamiento consiste en acidificar la solución para romper el complejo y después realizar la precipitación de los metales incrementando el pH. El baño de cobre “electroless” es similar al de níquel no electrolítico y se usa como base para otros recubrimientos. Es usado en circuitos impresos, electrónica, etc. En este caso el agente quelante puede ser un tartrato (sal de Rochelle) o una amina. Los componente típicos para este baño son: sulfato de cobre (15 g/l), sal de Rochelle (40 g/l), formaldehído al 3% (6 g/l), óxido de vanadio (0.001 g/l); operando a un pH de 12 y una temperatura de 70 a 75º C. 4.3

Anodizado

El anodizado es un acabado metálico que se obtiene a partir de un proceso de oxidación anódica a un voltaje de 12-18 voltios. Generalmente se utiliza un baño de ácido sulfúrico, en el cual el aluminio de la superficie se convierte a óxido de aluminio, la oxidación se origina cuando los iones de

4. Descripción de los procesos y residuos generados

aluminio de la pieza se combinan con el oxígeno del agua en el electrolito. El espesor de la capa de oxidación está determinado por la distancia a la cual los iones pueden penetrar a cierto potencial (generalmente 140 nm/V). La superficie anódica generalmente es porosa por lo que puede aplicarse un acabado decorativo (color) a las piezas de aluminio. Finalmente, a fin de aumentar la dureza de la superficie de la pieza, se puede aplicar un sellado para cerrar los poros. Los electrolitos más comunes están constituidos con ácido sulfúrico, los cuales puede ser usados para dar protección o con fines decorativos, en espesores de 4 a 30 µm. Las capas formadas con electrolitos de ácido crómico son más delgadas y menos resistentes a la corrosión, pero resisten más la deformación. Por último, los electrolitos con ácido oxálico se usan para obtener superficies duras. En el caso del baño con ácido sulfúrico, la oxidación se lleva a cabo al formarse iones sulfato mediante corriente anódica, estos iones no son capaces de existir por sí mismos, por lo tanto se reconvierten a ácido sulfúrico al reaccionar con iones de hidrógeno formados durante la descomposición de agua, mientras tanto el oxígeno gaseoso liberado oxida la superficie del aluminio. Durante este proceso, en el baño de ácido sulfúrico también se disuelve aluminio, si la concentración de éste es superior a aproximadamente 20 g/l, puede provocar interferencias en el proceso. En general el proceso de anodizado se divide en: − Pretratamiento decapado)

(desengrasado,

− Anodizado (corriente directa-ácido sulfúrico, corriente directa-ácido oxálico, corriente alterna-ácido oxálico, corriente directa-ácido sulfúrico/ácido oxálico, u otros electrólitos)

− Postratamiento endurecimiento).

(coloración,

Generalmente antes del anodizado la superficie de las piezas, se pule con discos de tela usando como medio pulidor una mezcla de estearatos y abrasivos de pulido. El polvo de pulido que se genera, está constituido de fibras de tela, de polvos de aluminio, de esmerilado y de estearatos, y generalmente se aspiran mediante filtros. En esta área debe instalarse un sistema de aspiración diseñado adecuadamente, de tal manera que sea aspirado el mayor porcentaje posible de los polvos generados durante la operación de pulido, para evitar que se dispersen en la nave. Los filtros también deben limpiarse periódicamente. A continuación, las piezas a anodizar se desengrasan principalmente con limpiadores alcalinos que contienen hidróxido de sodio, carbonato de sodio, silicatos y emulsificantes. También se usan hidrocarburos halogenados (p. ej. percloroetileno), en este caso la limpieza debe llevarse a cabo en instalaciones cerradas y los trabajadores deben utilizar equipo de protección. El solvente sucio empleado para la limpieza puede ser recuperado por medio de destilación. Al desengrasado sigue un decapado alcalino, generalmente los soluciones empleadas en el decapado están compuestas de hidróxido de sodio con concentraciones de 50-100 g/l. En este proceso, se libera aluminio de la superficie de la pieza, el cual reacciona con el NaOH, formándose un complejo de aluminato de sodio - hidróxido de aluminio, el cual se precipita en el baño o se incrusta en el tanque. Este complejo puede filtrarse continuamente, a fin de evitar que su concentración aumente (10 a 24 g/l). Las incrustaciones en las paredes y del fondo del depósito también deben ser retiradas periódicamente de manera mecánica.

39

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Después de la limpieza y preparación de la pieza se lleva a cabo el anodizado, mediante el método de corriente directa o alterna en diferentes electrolitos como ácido sulfúrico, ácido oxálico o ácidos carboxílicos alifáticos y ácidos sulfónicos aromáticos. Los baños de anodizado ácidos, pueden contener hasta 200 g/l de ácido sulfúrico o de 30 a 50 g/l de ácido oxálico. La regeneración del ácido sulfúrico puede llevarse a cabo a través de resinas de intercambio iónico, en las cuales se eliminan el hidrógeno y componentes de sulfato de la solución de anodizado ácido sulfúrico/aluminio. Para recuperar el ácido, se utiliza agua para enjuagar los componentes ácidos de la resina y se forma una solución de H2SO4, la cual es muy baja en aluminio y se puede reusar para los procesos de anodizado. Los baños de anodizado se enriquecen de iones de aluminio y tienen que ser reemplazados o regenerados al alcanzar una concentración de aproximadamente 20 g/l de aluminio para baños con ácido.

40

En algunas empresas los enjuagues contaminados con los electrolitos del anodizado, se descargan a través de la red de aguas residuales después de ser neutralizados. Después del baño de anodizado las piezas deben enjuagarse cuidadosamente; en esta operación se lleva a cabo una dilución de la solución arrastrada del baño en la capa de óxido que se formó. Después del anodizado, las piezas pueden colorearse en baños con diferentes sales metálicas. Finalmente, después de un proceso de lavado, el recubrimiento superficial de las piezas es endurecido en un baño de acetato de níquel, tras lo cual las piezas se enjuagan, se secan y se preparan para el envío al respectivo cliente. Los residuos que se generan durante el proceso de anodizado son: lodos concentrados del mantenimiento del baño, enjuagues contaminados por los arrastres del anodizado, emisiones y lodos del tratamiento del agua residual.

4. Descripción de los procesos y residuos generados

Figura 4.3-1. Diagrama de flujo para un proceso de anodizado

Pulido

Polvos metálicos, pastas de pulidos, discos usados

Desengrase

Enjuague

Lodos de desengrase y solución agotada

Aguas residuales

Activado H2SO4 (1%)

*

Aguas residuales

*

solución agotada

Lodos de aluminato de sodio y solución agotada

Anodizado con H2SO4

Enjuague

solución agotada

Acabado en color

Decapado en sol. NaOH

Lodos de desengrase y solución agotada

Secuencia del proceso

Filtro de carbón activado

*

Aguas residuales

Enjuague

Aguas residuales

Sellado, con acetato de Níquel (5 g/l)

Enjuague

Aguas residuales

Enjuague

Enjuague

solución agotada

Enjuague caliente

Aguas residuales

Residuos Ingreso agua Aguas residuales Lodos

La industria de recubrimientos metálicos enfrenta uno de los más serios problemas en lo que se refiere a la contaminación de sus aguas residuales. El manejo de metales tóxicos como cromo, cadmio, plomo, etc. y de compuestos venenosos como el cianuro, genera la necesidad de proteger a las personas y al medio ambiente del envenenamiento por los mismos.

(actualmente un pequeño porcentaje de empresas continua con este tipo de manejo). Estas aguas residuales generalmente se descargaban al drenaje municipal sin otro tratamiento más, que la dilución y neutralización simples; al provocar la autoneutralización de corrientes ácidas con alcalinas y la dilución de concentrados con enjuagues. Esta práctica era común en las industrias de la galvanoplastia por ser la más económica para poder “cumplir” con los parámetros de descarga.

Como ya se mencionó la mayoría de las empresas tratan sus aguas residuales, mediante tratamiento fisicoquímico, Sin embargo anteriormente era una práctica común el descargar las aguas residuales directamente a la red de drenaje municipal

Sin embargo, la práctica de “tratamiento” anterior no es recomendable pues generalmente son descargadas y mezcladas soluciones agotadas de sales cianuradas (soluciones alcalinas) y soluciones ácidas (generalmente

4.4

Tratamiento de aguas residuales

41

*

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

conteniendo ácido crómico), para provocar la autoneutralización. Esta mezcla puede ser peligrosa, debido a que por simple neutralización no es posible cambiar la forma tóxica hexavalente del cromo, contenido en la corriente ácida a su forma trivalente menos tóxica. Por otra parte, la corriente alcalina cianurada al ser mezclada con una corriente ácida para su autoneutralización, no logra la descomposición de los cianuros y en cambio, si es muy posible pasar al rango ácido de la mezcla que favorece la formación de gas cianurado sumamente tóxico. La forma más conveniente para tratar este tipo de efluentes es procesar las corrientes por separado: tratar separadamente las que contienen cianuro y las ácidas con cromo. Los cianuros se deben oxidar mediante la adición de cloro o hipoclorito de sodio a un pH controlado, para formar en una primera fase cianatos y en una segunda fase de reacción por oxidación, descomponer los cianatos en carbonatos con desprendimiento de nitrógeno.

En caso de no llevar a cabo esta forma de tratamiento de los efluentes, los elementos contaminantes únicamente se diluyen disminuyendo su concentración, lo cual no les resta peligrosidad por la forma tóxica y acumulativa en los organismos vivos; propiedades características de los cianuros como tóxicos y del cromo como metal pesado. Aunado a esto, la simple neutralización de las aguas residuales también representa un riesgo para el personal de operación y mantenimiento pues como se mencionó la autoneutralización de tales efluentes puede llevar a la formación accidental de gas cianuro.

Agua residual

Tanque con agitación

Destoxificación

Precipitación

Sedimentación

La corriente que contiene cromo hexavalente se debe tratar con un reductor fuerte como el bisulfito de sodio o el dióxido de azufre, que reducen el cromo a su forma trivalente, el cual como es fácil de precipitar en forma de hidróxido de cromo, a un pH alcalino controlado.

Filtración

Lodos

Reuso

Confinamiento controlado

Agua tratada

Intercambio iónico Osmosis inversa

Recirculación al proceso

Figura 4.4-1. Operaciones más importantes de un proceso físico-químico de tratamiento aguas residuales de una empresa con líneas de recubrimientos electrolíticos

42

4. Descripción de los procesos y residuos generados

4.5 Resumen de los residuos más importantes

tipos

de

4.5.1 Procedencia de los residuos A continuación se listan los residuos generados según las áreas o procesos de

procedencia; este listado también puede servir para asignar los costos de manejo de los diferentes residuos a las diferentes áreas (tabla 4.5-1). En común con otras ramas industriales, en las empresas del giro de la galvanoplastia también se generan múltiples residuos en el tratamiento de las aguas residuales.

Tabla 4.5-1. Residuos identificados en las distintas áreas del proceso en la industria de galvanoplastia ÁREA / PROCESO Almacén

Pretratamiento

Pulido

Proceso

RESIDUOS •

Bidones de plástico

•

Cajas de cartón,

•

Contenedores metálicos de sales de metales pesados

•

Envases y tambos vacíos usados en el manejo de materiales y residuos peligrosos

•

Alambre de cobre

•

Lodos de limpieza con percloroetileno

•

Soluciones alcalinas en operaciones de desengrasado.

•

Solventes halogenados en operaciones de desengrasado

•

Cepillos gastados

•

Polvo de hidróxido de níquel

•

Polvos de acero mezclados con zinc y zamak

•

Rebaba de acero

•

Rebaba de aluminio

•

Rebaba de latón

•

Sobrantes de pasta de pulido

•

Aluminato de sodio

•

Chatarra metálica

•

Lodos de cianuro de sodio y cianuro de cobre

•

Lodos de galvanizado

•

Lodos de hidróxido de aluminio

•

Lodos del baño de cromo

•

Residuos de la producción en general

•

Residuos de pintura epóxica

•

Sedimentos del cobrizado

•

Soluciones gastadas provenientes del cromado

•

Soluciones gastadas y residuos provenientes de tropicalizado

•

Soluciones gastadas y residuos provenientes del niquelado

•

Soluciones gastadas y sedimentos de los baños de cianuro de las operaciones de galvanoplastia

43

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

ÁREA / PROCESO

Laboratorio analíticas

de

Tratamiento residuales

de

RESIDUOS •

Soluciones gastadas y sedimentos del anodizado

•

Soluciones gastadas y sedimentos del zincado

•

Tierras de recuperación (cenizas)

pruebas •

Soluciones residuales de las determinaciones analíticas del laboratorio de control de calidad

•

Envases y tambos vacíos usados en el manejo de materiales y residuos peligrosos (material de empaque de reactivos químicos)

aguas • • •

Otros

Carbón activado saturado Efluente de las soluciones residuales del laboratorio de control de calidad

•

Efluente de los enjuagues ácidos-alcalinos

•

Efluente de los enjuagues del cromatizado

•

Efluente de los enjuagues del galvanizado

•

Efluente de los enjuagues del niquelado

•

Mantenimiento

Agua residual del proceso de desrebabeo por vibrado

Filtros desechados

•

Aceite lubricante gastado

•

Aceite soluble refrigerante gastado

•

Aserrín impregnado con gasolina blanca

•

Equipo de seguridad gastado

•

Estopas y franelas

•

Filtros desechados

•

Lodos de aceite lubricante gastado

•

Basura municipal mezclada con material de empaque de materia prima

•

Costales de polipropileno

•

Residuos sólidos municipales

4.5.2 Clasificación de los residuos según la clave oficial para residuos peligrosos. Para declarar un residuo en el marco de la autorización y la asignación de una vía de manejo por la autoridad competente, es importante que al residuo se le asigne el número correcto de la NOM-052-ECOL1993. La siguiente lista da un panorama de los tipos de residuos generados en este giro industrial, sus números INE y, en dado caso, la denominación interna de la empresa. Esta 44

lista tiene el fin de facilitar al usuario la identificación y clasificación de sus residuos. La clasificación se divide en tres tablas: la primera tabla contiene los residuos que se encuentran listados en las tablas 1 (anexo 2), 2 (anexo 3) ó 3 y 4 (anexo 4) de la NOM052-ECOL-9193; la segunda tabla, aquellos residuos que según los criterios de CRETIB deben clasificarse como peligrosos; (punto 5.4 y 5.5. de la Norma) y la tercera tabla, los residuos que no se encuentran listados en la NOM-052-ECOL-1993 pero que pueden contener sustancias tóxicas dependiendo de

4. Descripción de los procesos y residuos generados

su procedencia y que además corresponden a residuos clasificados en la norma “TA Abfall”, de Alemania (2º Reglamento General para el Manejo de Residuos, que contiene el instructivo técnico

para el Almacenamiento, Tratamiento Fisicoquímico y Biológico, Incineración, Confinamiento Controlado Y Manejo de Residuos Peligrosos).

Residuos con clave INE Tabla 4.5-2. Residuos generados en la industria de galvanoplastia que oficialmente tienen un código INE contemplado en la NOM-052-ECOL-1993 en la legislación mexicana. Número INE RP1.1/01

RP1.1/02

Denominación oficial

Denominación interna

Lodos de tratamiento de las aguas residuales provenientes del lavado de metales para remover soluciones concentradas Lodos provenientes de las operaciones del desengrasado

Lodos secos de los enjuagues del galvanizado Lodos de tratamiento de aguas

Lodo y tierra de sosa Lodos provenientes de las operaciones de desengrasado Lodos químicos Residuos de percloroetileno RP1.1/04 Baños de anodizado del aluminio Efluentes químicos de proceso RP1.1/07 Soluciones gastadas y residuos Lodos del baño de cromo provenientes del cromado Soluciones gastadas provenientes del cromado RP1.1/08 Soluciones gastadas y residuos Lodos de cianuro de sodio y provenientes del cobrizado cianuro de cobre Soluciones gastadas y sedimentos del cobrizado RP1.1/10 Soluciones gastadas y residuos Lodos de galvanoplastia provenientes del estañado RP1.1/11 Soluciones gastadas y residuos Soluciones gastadas y residuos provenientes del niquelado provenientes del niquelado RP1.1/12 Soluciones gastadas y residuos Soluciones gastadas y sedimentos provenientes del zincado del zincado RP1.1/13 Soluciones gastadas y residuos Soluciones gastadas y residuos provenientes del tropicalizado provenientes del tropicalizado Efluentes de los enjuagues del cromatizado RP1.1/15 Soluciones gastadas y sedimentos Soluciones gastadas y sedimentos de los baños de cianuro de las de los baños de cianuro de las operaciones de galvanoplastia operaciones de galvanoplastia Lodos del proceso de zincado RP1.1/05, RP1.1/07, RP1.1/08 y Soluciones gastadas y residuos Aguas residuales de la tina de RP1.1/11 provenientes del latonado, enjuague cobrizado, cromado y niquelado RP1.1/06, RP1.1/10, RP1.1/ 11 Efluentes de los enjuagues del Efluentes de los enjuagues del cadmizado niquelado, y estañado niquelado, cadmizado y estañado RP1.1/12, RP1.1/ 15 Efluentes de los enjuagues del zinc Efluentes de los enjuagues del galvanizado RP8.1/01 Aceites gastados de corte y Aceites gastados de corte y enfriamiento en las operaciones de enfriamiento en las operaciones de talleres de maquinado talleres de maquinado Aceite soluble refrigerante gastado

45

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Número INE RP8.1/02

RPNE1.1/01

RPNE1.1/08

RPNE1.1/03 RPE1.1/08 RPE4.1/12

Denominación oficial

Denominación interna

Residuos provenientes de las Polvos de pulido operaciones de barrenado y esmerilado Residuos del área de pulido Envases y tambos vacíos usados Envases y tambos vacíos usados en el manejo de materiales en el manejo de materiales peligrosos peligrosos Envases de materia prima Los siguientes solventes Solventes halogenados gastados halogenados gastados en en operaciones de desengrasado operaciones de desengrasado: Lodos de limpieza con tetracloroetileno, tricloroetileno, percloroetileno cloruro de metileno, 1,1,1tricloroetano, tetracloruro de carbono, fluorocarbonos clorados y los sedimentos o colas de la recuperación de estos solventes y mezclas de solventes gastados Aceites lubricantes gastados Aceite lubricante gastado Aceite soluble residual Ácido sulfúrico Soluciones gastadas y sedimentos del anodizado Gasolina incolora Aserrín impregnado con gasolina blanca

Residuos peligrosos de acuerdo a sus características CRETIB A continuación se presentan los residuos generados por la industria de la galvanoplastia que no se encuentran

directamente listados en la norma correspondiente (NOM-052-ECOL-1993), pero que son considerados peligrosos por sus características CRETIB.

Tabla 4.5-3. Clasificación de los residuos del giro de la galvanoplastia que cumplen un criterio CRETIB Clave CRETIB

Denominación interna

C

Afluentes de los enjuagues ácidos-alcalinos

C, T

Aluminato de sodio

T

Materiales de limpieza mezclados con lodos de los baños de cianuro de las operaciones de galvanoplastia (residuos mixtos) Estopa impregnada con aceite

T T

Otros residuos 46

Soluciones residuales de las determinaciones del laboratorio de control de calidad

4. Descripción de los procesos y residuos generados

A continuación se presentan residuos generados en los procesos del giro de galvanoplastia, no listados como peligrosos en la NOM-052-ECOL-1993. Sin embargo, de acuerdo a la normatividad Alemana " TA

Abfall", estos residuos requieren un manejo especial, pues contienen o pueden contener sustancias tóxicas dependiendo de su procedencia.

Tabla 4.5-4. Tipos de residuos a los cuales no se les asignó ni número INE ni clave CRETIB, pero que pueden contener sustancias tóxicas dependiendo de su procedencia Denominación interna •

Bidones de materia prima

•

Cajas de cartón

•

Carbón activado contaminado

•

Cepillos gastados

•

Efluentes del proceso de anodizado

•

Efluentes del tratamiento de aguas de los procesos de galvanoplastia

•

Efluentes del proceso del tratamiento de las aguas residuales

•

Efluentes del tratamiento de aguas de enjuague

•

Equipo de seguridad gastado

•

Guantes, estopas, franelas, jerga (impregnados)

•

Guantes de trapo impregnados con aceite

•

Lodos del proceso de limpieza por vibrado y barrilado

•

Lodos de metales pesados

•

Papel de empaque de los perfiles

•

Polvo de pulido

•

Polvos de zinc

•

Residuos sólidos municipales

•

Resina

•

Sacos de materia prima

•

Sulfato de aluminio

•

Tierras de recuperación (cenizas)

47

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

5

Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

5.1 Medidas generales minimización de residuos

para

la

E

n este capítulo se presentan diferentes medidas para evitar o minimizar la generación de residuos, de acuerdo con el estado del arte. Estas medidas pueden ser la base para que las empresas abordan de manera independiente el problema del manejo de sus residuos. Es entonces cuando en cooperación con las autoridades, asociaciones, consultores externos, empresas de manejo de residuos y fabricantes de equipo, podrán lograrse soluciones integrales o parciales, con respecto a la prevención o minimización de la generación de residuos y por lo tanto, el mejoramiento de la situación ambiental de la empresa. Al evaluar las posibles medidas para minimizar los residuos no sólo debe contemplarse el aspecto técnico sino también el económico. Como ya se planteó en el capítulo tres, las empresas pueden aplicar la metodología descrita para elaborar su propio concepto empresarial de manejo de residuos, mediante el cual pueden ser identificados tanto los residuos como las causas de su generación y las medidas de minimización para estos residuos. En este capítulo se dará un panorama de las medidas de minimización recomendadas para los principales procesos en el giro de la galvanoplastia, que pueden servir como guía para identificar las medidas aplicables a la propia empresa. Cabe hacer notar que parte de estas medidas ya se están empleando en algunas de las empresas visitadas.

48

Las medidas de minimización presentadas a continuación, se elaboraron mediante el desarrollo de los conceptos empresariales de manejo de residuos, con base en la situación actual observada en las empresas visitadas, en información bibliográfica recabada y en experiencias en otros países. Sin embargo, debido a la diversidad de procesos existentes en el giro de la galvanoplastia, podría resultar necesario evaluar estas medidas y adecuarlas a la condiciones y necesidades de cada empresa. A continuación se resumen las medidas de minimización básicas para este giro, mismas que se describen de manera más detallada en las siguientes secciones: Medidas generales de minimización en galvanoplastia ü

Sustitución de materiales peligrosos en los baños de proceso

ü

Prolongación de la vida útil de los baños de proceso

ü

Prolongación escurrimiento

ü

Adecuación del criterio de enjuague a los requerimientos de los siguientes pasos de proceso

ü

Minimización de las cantidades de agua de enjuague

ü

Recirculación completa de la solución de proceso arrastrada por la pieza

ü

Concentración y separación de materiales con valor económico importante

de

los

tiempos

de

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

de las

considerando los costos de inversión y operación, así como la reducción en los costos de tratamiento y disposición final.

Con las medidas específicas por sustancia, en la mayoría de los casos se trata de un cambio de los químicos empleados en los baños, por otros que por su formulación causan menor impacto a la salud y al medio ambiente.

A continuación se describen algunas de las opciones de sustitución de los baños cianurados:

5.2 Medidas específicas minimización relacionadas a sustancias utilizadas

Algunas de las oportunidades para reducir los residuos por la sustitución de materiales, requieren modificar la química de los baños de proceso o remplazar los químicos empleados para un proceso en particular. Los químicos en los baños varían ampliamente de un empresa a otra, por lo tanto, las opciones que se mencionan a continuación se describen en términos generales.

•

Baños con bajo contenido de cianuro, los cuales contienen sólo el 20% del cianuro de los baños convencionales. Las piezas recubiertas con este baño presentan características similares a las obtenidas con baños convencionales cianurados. Sin embargo, se requiere un mayor control del proceso y se sigue requiriendo un tratamiento de las aguas residuales con cianuro.

•

Los baños neutros con cloruros, están formulados con sales de amonio o potasio para formar complejos de Zn, pero se requiere la adicción de abrillantadores especiales y agentes quelantes que formen complejos de Zn. Se debe tomar en cuenta que estos complejos son difíciles de remover en los sistemas de tratamiento de aguas residuales.

•

Los baños ácidos de sulfatos, cloruros y fluoroboratos, son los baños sin cianuro de zinc más usuales. Con el reciente desarrollo de nuevos aditivos, los baños ácidos de zinc pueden producir depósitos brillantes, similares a los obtenidos con baños cianurados alcalinos. Generalmente este tipo de baños requiere una alta calidad de limpieza de las piezas. Por otro lado, es importante mencionar que los baños no cianurados también reducen la formación y la acumulación de carbonatos en los baños.

•

Baños ácidos con cloruro de zinc. Estos baños han tenido buenos resultados en la producción, únicamente requieren que los pretratamientos de limpieza se

5.2.1 Sustitución de materiales en los baños Una medida de este tipo para reducir la generación de los residuos peligrosos, consiste en cambiar los baños alcalinos con cianuro por baños sin cianuro. Estos baños pueden ser base ácida o neutros dependiendo del metal. Otro cambio es la sustitución de baños con Cr VI por baños con Cr III. Es particularmente deseable eliminar procesos que emplean Cr VI y cianuro, ya que ambos requieren de equipos especiales para su detoxificación. Al sustituir baños de galvanizado cianurados y baños de cromo VI, se ahorran los costos de la desintoxicación de las aguas de enjuague y residuales. Aunado a esto el riesgo para los trabajadores se reduce en ambos casos. Sin embargo, la eficiencia de los baños sustitutos no es la misma para todos los metales, de modo que antes de un eventual cambio debe realizarse un análisis de viabilidad del nuevo método. Cada empresa deberá evaluar si es factible el cambio de los baños tanto técnicamente como económicamente, esto último

49

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

realicen eficientemente, ya que el electrolito puede ser más susceptible a contaminarse. Otros baños de zinc sin cianuro son los baños alcalinos con zincato de sodio e hidróxido. •

En el caso de cobre cianurado, el baño a base de cianuro de sodio se puede cambiar a un baño ácido de sulfato o fluoroborato de cobre, con el cual se obtienen buenos resultados. Los baños de sulfatos incluso llegan a ser más conductivos que los baños cianurados. Sin embrago, en este caso un baño ácido de cobre está limitado a ciertas aplicaciones, pues en el caso de piezas de zamak el ácido puede afectar la superficie de la pieza.

En el caso de los baños con cromo hexavalente, se han propuesto algunas alternativas, sin embargo, en este caso se deben considerar las limitaciones de las diversas alternativas: •

•

50

Antes de elegir algunas de las alternativas de sustitución de baños con elementos tóxicos cada empresa debe evaluar a nivel piloto el resultado de estas en sus propias líneas de proceso, o debe considerar la experiencia de otras empresas que estén trabajando con los baños alternativos. En los casos en que durante las pruebas no se obtengan buenos resultados con los baños alternos debido a las características del proceso o de las piezas, y no sea posible la sustitución por otro tipo de baños, se debe tener un mayor control del proceso a fin de reducir la generación de residuos y también los riesgos a los trabajadores. En estos casos el empleo de los baños con cianuro y con cromo VI siempre debe estar acompañado con el tratamiento de las aguas residuales, estás deberán ser tratadas para reducir el Cr VI a Cr III y oxidar los cianuros a cianatos, a fin de reducir la toxicidad de estos materiales. Procesos químicos sin quelantes

Los baños de Cr III se pueden usar en lugar de la solución convencional de Cr VI en aplicaciones decorativas. El baño de Cr III opera a concentraciones menores con respecto a los baños de Cr VI (22g/l de Cr III en comparación con 150 g/l de baños con Cr VI) y con una baja viscosidad. Esto reduce los arrastres y el contenido de cromo en las aguas residuales y en los lodos. La principal desventaja es que el costo del electrolito y el mantenimiento requerido del baño se incrementan, por lo que actualmente a nivel comercial el uso de esta alternativa aún es limitado.

El algunos baños químicos de recubrimiento se emplean quelantes para controlar la concentración de los iones metálicos libres en la solución. Éstos son usualmente encontrados en los baños empleados para el grabado del metal, el desengrase y recubrimiento sin electricidad. Cuando los quelantes entran al flujo del agua residual, inhiben la precipitación de los metales, por lo cual, se requiere de un tratamiento químico adicional y los químicos empleados en el tratamiento terminan en los lodos y contribuyen al volumen de residuos peligrosos.

En la literatura se señala que en lugar del cromado, muchas veces puede utilizarse un baño de níquel brillante para lograr el mismo brillo superficial. Sin embargo este recubrimiento tiene menos resistencia a la corrosión y a los cambios de temperatura.

Varios quelantes son empleados en los procesos de recubrimiento metálico. En general, quelantes como fosfatos y silicatos son empleados en procesos de limpieza y decapado ácido, mientras que los baños de recubrimiento no electrolítico usan ácidos fuertes como quelantes (p. ej. ácido cítrico, maléico y oxálico). También se emplea el ácido etilen-diamina-tetra-acético (EDTA) pero en menor frecuencia que los anteriores.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Baños de recubrimiento sin quelantes pueden emplearse para algunos procesos (p. ej., desengrase alcalino y decapado) en los cuales no son necesarios para facilitar la remoción de los metales en solución. En estos casos, los metales son precipitados y el baño de proceso se filtra para remover los sólidos. Los baños de desengrase sin quelantes usualmente requieren de una filtración continua para remover los sólidos precipitados. Una importante ventaja de los procesos sin quelantes, es que el proceso de remoción de los metales durante el tratamiento del agua residual se mejora, disminuyendo el volumen del lodo generado durante el tratamiento, así como los costos de disposición. 5.2.2 Sustitución de materiales en el desengrase Desengrase en base acuosa En algunas empresas galvanizadoras se sigue utilizando sistemas de desengrase que usan solventes clorados (p. ej. percloroetileno, tricloetileno o cloruro de metilo). El uso de estos solventes debe limitarse a casos en los que por razones técnicas sea inevitable el empleo de solventes halogenados. En estos casos el uso de los solventes debe sujetarse a equipos de limpieza cerrados herméticamente, acompañadas con un sistema de extracción de vapores y un filtro de carbón activado (con el cual el solvente puede ser recuperado), también debe existir ventilación del local durante la apertura de la instalación de limpieza. En el empleo de estos solventes deben considerarse también la seguridad en el trabajo, y el manejo de los residuos de solventes sucio. Estos últimos deben ser enviados a compañías autorizadas por el INE para su manejo o para su reciclaje mediante destilación.

Por razones de riesgo ambiental a causa de estos solventes, en muchos procesos podría realizarse un cambio por limpiadores base acuosa. Los métodos de limpieza (desengrase) en base acuosa utilizan detergentes, ácidos y compuestos alcalinos para desplazar la suciedad en vez de disolverla en un solvente orgánico. El desengrase acuoso es un sustituto viable para muchas operaciones de acabado de metales que actualmente emplean solventes. En muchas empresas ya se están usando los sistemas de limpieza mencionados anteriormente. Las ventajas de estos son los buenos resultados de limpieza ya que pueden remover distintos tipos de aceites y materia inorgánica adherida a la pieza; que representan un menor impacto ambiental, menor riesgo para los trabajadores y un costo menor. En la sección 5.4.2 se presentan distintos métodos de desengrase y métodos para aumentar la vida útil de estos baños. Este mismo tipo de limpiadores puede emplearse para sustituir limpiadores que emplean soluciones con cianuro. Métodos abrasivos de limpieza Los medios mecánicos de limpieza pueden ser una alternativa efectiva para la limpieza acuosa. Los abrasivos se pueden utilizar en barriles que giran o aplicarse a ruedas pulidoras. Los métodos de limpieza abrasivos de sopleteado emplean plásticos, cerámicas o arena, para limpiar y desprender la suciedad. Con el propósito de mejorar la acción limpiadora, algunas veces se añaden limpiadores alcalinos o ácidos para formar mezclas abrasivas. Estas mezclas cuando se agotan se descargan y requieren de un tratamiento para controlar los sólidos disueltos totales en el agua residual. 5.2.3 Sustitución de otros materiales Agua purificada 51

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Una medida específica de minimización que puede aplicarse generalmente, es el uso de agua purificada (desmineralizada, desionizada o destilada) en la preparación de los baños y en los enjuagues. Los minerales que generalmente contiene el agua potable, como calcio, hierro, magnesio, manganeso, cloro, carbonatos y fosfatos, reducen la eficiencia del enjuague, interfieren con la recuperación de arrastres, incrementa la necesidad de mantenimiento de los baños y contribuyen al volumen de lodo cuando son removidos del agua residual durante el tratamiento. Al emplear agua desmineralizada se ahorran sustancias auxiliares en los baños de recubrimiento, se mejora el enjuague de las piezas y la precipitación de metales pesados durante el tratamiento del agua residual. El empleo de agua purificada puede resultar en una reducción hasta del 50% del volumen de lodos generados, así como en un incremento del contenido de metales en los lodos. El empleo de agua desmineralizada en los procesos de anodizado incrementa la calidad del recubrimiento, puesto que no contiene sales minerales que se adhieran a las piezas y deterioren su calidad o que reaccionen con los componentes del baño de recubrimiento formando complejos que alteran la concentración. Sustitución de materiales Ø

Sustitución de baños cianurados a baños ácido o alcalino sin cianuro

Ø

Sustitución de baños con Cr VI a baños con Cr III

Ø

Eliminar el uso de quelantes en los baños de proceso

Ø

Eliminar el uso de solventes clorados y sustituir por limpiadores acuosos o abrasivos

Ø

52

Emplear agua purificada en los baños

y enjuagues

5.3 Medidas de Minimización, referentes a los procesos Entre los principales residuos que por su volumen sobresalen en la industria de la galvanoplastia están: el agua residual generada por la operación de enjuague después de las operaciones de desengrase, recubrimiento, etc.; los lodos provenientes del tratamiento del agua residual así como los concentrados generados por los cambios de los baños y el mantenimiento periódico de las tinas y tanques de proceso. Los lodos del tratamiento de agua se generan por la neutralización y precipitación de los metales pesados contenidos en las aguas de enjuague y también por la precipitación de las sales minerales al usar agua no desmineralizada, las cuales pueden llegar a formar hasta el 50% del volumen total y dificultar el tratamiento externo de estos lodos. Una reducción en el volumen de estos lodos puede lograrse disminuyendo la cantidad de arrastres de metales pesados hacia los enjuagues y utilizando sólo la cantidad óptima de químicos para el tratamiento de las aguas residuales. Por otra parte, la reducción de arrastres y la optimización de los enjuagues son medidas que ayudan a disminuir el consumo de agua y el volumen de agua a tratar, estas deben considerarse como un paso previo al diseño e instalación de un equipo de tratamiento (ver secciones 5.3.1 y 5.3.2). 5.3.1 Medidas para la reducción del arrastre de sustancias contenidas en el baño Las soluciones de los baños adheridas a las piezas y que son transportadas por estas al siguiente tanque es conocido como arrastre de la solución de recubrimiento, esto

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

provoca la contaminación de las siguientes etapas en el proceso, con el consiguiente gasto en agua y materias primas, aunado a la generación de un mayor volumen de lodos. Como se podrá observar en las medidas recomendadas para la reducción de arrastres, la mayoría de estas son de fácil instrumentación y sin embargo tienen un impacto importante sobre la reducción de residuos y el consumo de materiales. La cantidad de contaminantes en los arrastres depende de factores como: el diseño de bastidores o barriles que transportan las piezas a ser recubiertas, la forma de las piezas, los procedimientos de

recubrimiento y varios parámetros interrelacionados de las soluciones de proceso, como la concentración de los químicos, la temperatura, la viscosidad y la tensión superficial en los baños. La reducción de los arrastres de los baños de recubrimiento, ahorra costos por el remplazamiento del baño y reduce los costos por disposición de los residuos. La reducción del arrastre puede lograrse alterando la viscosidad, la concentración química, la tensión superficial, la velocidad con la que se sacan las piezas de los baños o la temperatura. A continuación se describen estas medidas:

Figura 5.3-1. Arrastres de electrolito, en ml/m2, para piezas en bastidor en diferentes posiciones 120 C 20g/l CrO3; 100

2 arrastre (ml/m )

0

50cm

80

60

40

20

0 0

10

20

30

40

50

60 tiempo de escurrido (s)

M. Suβ, 1994

• Prolongación del tiempo de escurrido. Al prolongar el tiempo de escurrido encima del baño de proceso, disminuye la cantidad de solución adherida a la pieza. En diversos estudios se ha determinado que al incrementar el tiempo de escurrimiento en piezas planas por 10 segundos, puede obtenerse una reducción importante hasta del 50% del volumen arrastrado. Sin embargo, el tiempo no debe alargarse demasiado ya

que pueden generarse efectos de pasivación sobre la pieza, especialmente en baños de níquel. Como se observa en la figura anterior, los escurrimientos son mayores dentro de los primeros 10 segundos y después de este tiempo la velocidad de escurrimiento disminuye notablemente, por lo que se considera que este tiempo es suficiente para reducir los arrastres. También puede observarse que en las piezas colocadas de 53

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

forma inclinada, drenan más rápido los arrastres. • En el caso de los bastidores que se transportan manualmente para facilitar que los trabajadores permitan que las piezas escurran el tiempo establecido, pueden colocarse soportes sobre los baños, a fin de que los trabajadores coloquen el bastidor en este y permitan el tiempo de escurrimiento recomendado, sin embargo debe hacérseles saber que las piezas deben cumplir con un tiempo mínimo y un máximo de escurrimiento. • Los baños de proceso calientes tienen una viscosidad menor que los fríos y, por lo tanto, significan menor arrastre de líquido por las piezas. Sin embargo, si en estos baños calientes los tiempos de escurrimiento son muy largos, pueden generarse incrustaciones en las piezas y las pérdidas por el arrastre de líquido aumentarán. • El reducir la velocidad con que se extraen las bastidores del baño, también contribuye a aumentar el tiempo de escurrimiento. Consecuentemente la película de solución del baño de proceso que quedará en las piezas será más delgada. • La tensión superficial de los baños puede reducirse mediante el uso de agentes tensoactivos, de esta manera, el arrastre de líquido por las piezas puede reducirse considerablemente. La concentración adecuada de los tensoactivos debe verificarse mediante análisis, dado que su efecto disminuye mientras mayor sea su concentración e incluso puede provocar manchas en las piezas y acumulación de espumas o de productos degradados. • La viscosidad de las soluciones es menor a bajas concentraciones de los electrolitos en los baños. La concentración del electrolito en los baños 54

debe ajustarse al rango mínimo recomendado. Esta disminución en la concentración del baño puede realizarse paulatinamente e ir verificando los resultados en el proceso y las condiciones de operación del baño. Los baños en que los márgenes de tolerancia son estrechos, el proceso deberá ser apoyado por mantenimiento regular del baño para conservarlo en condiciones adecuadas de operación. Con esta medida se reduce tanto el consumo de electrolitos, como la contaminación de las siguientes operaciones por arrastres. • Se pueden colocar dispositivos inclinados entre el baño de galvanizado y el enjuague, con el que se pueden captar los escurrimientos durante el transporte de los bastidores. Al ser inclinados, estos retornan la solución captada directamente al baño. • En el caso de los perfiles y tubos, estos deben sacarse de los baños de manera uniforme y mantenerse unos segundos inclinados sobre el baño, para que el líquido retenido en el interior y en los espacios huecos pueda escurrir en el baño correspondiente. • La geometría de los bastidores debe optimizarse de tal forma que se puedan evitar zonas horizontales en las cuales se retenga baño o se arrastren sedimentos acumulados en el tanque. Se debe evitar que los escurrimientos de una pieza caigan sobre otra, así como facilitar que las piezas planas se coloquen inclinadas y permitir el drenado de piezas cóncavas. • Se debe dar mantenimiento continuo al aislante de las bastidores a fin de evitar acumulaciones de metal y pérdidas de electrolito. • Se recomienda rodear los tanques con canales de escurrimiento (fibra de vidrio

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

con plástico) y escurrido al baño.

devolver

el

líquido

• Cuando se emplean barriles para el proceso de galvanizado de piezas pequeñas los arrastres de electrolito se incrementan hasta el doble en comparación con los arrastres con bastidor. Para reducir el arrastre en barriles, al retirarlos del baño y antes de transportarlos al siguiente tanque, estos deben girarse en ambos sentidos sobre el tanque de los baños para facilitar el escurrimiento de la solución arrastrada. Determinación del volumen arrastrado: La determinación detallada de los arrastres (V) es una herramienta para desarrollar un programa de minimización de arrastres y de optimización de los enjuagues. La determinación del volumen arrastrado sirve para estimar tanto las pérdidas del electrolito por arrastres, como la concentración del electrolito en los enjuagues, lo que facilitara el cálculo del criterio de lavado (CL), (sección 3.3.1). Finalmente podría servir como comparación para verificar la eficiencia de las medidas de minimización que se implanten. En la estimación de arrastres en función de la producción, se puede considerar que los arrastres están en un rango de 50 a 200 2 ml/m para piezas en bastidor y en el caso de barriles de 0.5 a 2.5 l/barril. Si se toma un valor promedio en ambos casos, se puede realizar un cálculo de los arrastres en función de la producción y de que existan piezas con geometría no muy variable.

En la siguiente tabla se presenta algunos de los arrastres típicos, dependiendo del tipo de baño. Tabla 5.3-1. Volumen de arrastre para superficies planas y curvas, en diferentes baños. Tipo de baño Bronce Cadmio Cromo (250g/l) Cromo (400g/l) Cobre cianurado Níquel Watts Plata Estaño Zinc ácido Zinc cianurado

Arrastre ml/m 2 Superficies Superficies planas curvas 38.7 134.4 40.8 126.3 48.1 122.3 184.6 484.8 37.0 130.4 4.8 48.9 39.8 53.0 48.9

154.8 130.4 65.2 142.6 154.8

Fuente: Chusher (1981, a partir de los trabajos de G.B. Hogaboom 1936). Techniques for reducing or eliminating releases of toxic chemicals in electroplating, US EPA.

Para determinar los arrastres en función de la conductividad, primeramente se debe elaborar una curva de calibración en el laboratorio, midiendo la conductividad del baño a diferentes concentraciones. Una vez elaborada la recta de calibración, en la planta se inicia con un primer enjuague limpio o diluido, en el cual se determina la conductividad. A continuación se pasa un número determinado de bastidores o barriles (5-30), y se vuelve a medir la conductividad. Con la ayuda de la curva de calibración se determina la concentración, y se traslada a volumen arrastrado en función de la concentración presente en el enjuague.

bastidores del baño Ø

Girar los barriles al retirarlos del baño

Ø

Reducir la viscosidad del baño, mediante la adición de tensoactivos, incrementado la temperatura o disminuyendo la concentración del electrolito en el baño

Ø

Colocar las piezas de forma que se

Reducción de arrastres Ø

Incrementar el tiempo de escurrimiento

Ø

Reducir la velocidad de extracción de los 55

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

aumente el escurrimiento Ø

Evitar que los bastidores o las piezas retengan solución en huecos

Ø

Colocar una superficie inclinada entre los tanques para retornar los arrastres al baño

Criterio de lavado =

Concentración del baño Concentración del último enjuage

Generalmente, los factores de dilución requeridos (criterio de enjuague) están entre 100 y 20,000 o más. Por ejemplo los criterios de enjuague pueden oscilar:

5.3.2 Optimización de la técnica de lavado/enjuague. La mayoría de los residuos peligrosos en la industria de la galvanoplastia, provienen del agua residual generada por las operaciones de enjuague que siguen después de las operaciones de desengrase, decapado, recubrimientos metálicos, etc. Los ahorros asociados con la reducción del uso de agua en los enjuagues, conducen directamente a una reducción del volumen de agua consumido y del volumen de agua a enviar al sistema de tratamiento. Incrementando la eficiencia de los enjuagues, en una línea de producción se reduce el flujo de agua residual hasta en un ♣ 90%. El enjuague representa una dilución del liquido adherido a una pieza, el enjuague debe lograrse a tal grado que se obtenga el factor de dilución requerido para la producción, el cual también es denominado “criterio de enjuague o de lavado” . Este criterio de enjuague define el porcentaje máximo de un químico contenido en el baño de recubrimiento que puede contener el agua de enjuague para no perturbar el proceso siguiente.

§

Después del pretratamiento: 500 –1000

§

Después del metalizado (s/cromado): 2000-10000

§

Después del cromado: 10000 - 50000

A fin de poder establecer el criterio de lavado, las concentraciones del electrolito de los tanques pueden determinarse analíticamente o correlacionándose con la conductividad de la solución en el tanque (ver sección 5.3.3). Por otro lado, la cantidad de agua empleada en el enjuague debe ser sólo la necesaria, a fin de que se puedan obtener ahorros en su consumo y no se aumente más de lo necesario la carga de la planta de tratamiento de agua. También puede lograrse la máxima concentración inicial de metal posible en los lodos, para la recuperación de materiales con valor. Sobre el resultado del enjuague también influye la capa límite de difusión adherida en las piezas y que consiste de los químicos de baño, la cual es difícil de eliminar con sólo sumergirlas. Esta capa límite de difusión se elimina más rápidamente, optimizando el enjuague mediante medidas como las sugeridas a continuación: •

♣

Watson, Michael R. 1973. Pollution Control in Metal Finishing. Noyes Data Corporation, Park Ridge, New Jersy.

56

Agitación en las tinas de enjuague, por medio de inyección de aire o por agitación mecánica, lo cual incrementa la turbulencia entre las piezas y el agua de enjuague.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

•

•

•

•

Incrementar el tiempo de contacto entre las piezas y el agua de enjuague, sumergiendo varias veces los bastidores con las piezas o girando el barril dentro de la tina del enjuague. Revirtiendo o agitando los bastidores de las piezas, si estas están bien fijas en el bastidor. Incrementar el volumen del agua durante el tiempo de contacto para reducir la concentración de los químicos enjuagados de la superficie de las piezas.

un incremento producción.

en

los

tiempos

de

Como técnicas de enjuague con las que se pueden obtener ahorros de agua se consideran:

Optimización del enjuague Ø

Enjuague en cascada

Ø

Técnicas de enjuague por rocío

Ø

Aprovechamiento múltiple del agua de enjuague a través de la regeneración interna y conducción en circuito

Retirando los bastidores lentamente de los baños de proceso.

Al sólo sumergir las piezas, la capa límite de difusión de químicos adheridos puede tener un espesor de unas décimas de milímetros, el cual disminuye a pocos micrómetros por medio de fuertes turbulencias, pero no puede eliminarse totalmente. Anteriormente, simplemente se enjuagaba en un recipiente de enjuague el tiempo necesario para lograr la dilución correspondiente. Este procedimiento significaba no sólo un consumo muy elevado de agua sino también la generación de cantidades considerables de agua residual y

Enjuague en cascada El enjuague en cascada se caracteriza porque el agua fluye en sentido contrario al del trabajo, a través de varios compartimentos en una tina o a través de varios tanques, uno seguido de otro. Con este método, por ejemplo, una cascada doble sólo necesita de 1 - 5% de la cantidad de agua requerida por una tanque de enjuague con flujo constante. La desventaja del sistema de enjuague en cascada son sus necesidades de espacio, por eso, este tipo de enjuague no puede realizarse en todas las empresas.

57

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Transporte de piezas

evaporación Baño de proceso

Retrocirculación Enjuague de recuperación

Enjuague en cascada

Tratamiento de agua residual

1a Fase

Desborde 2a Fase

Desborde Agua fresca

3a Fase

Figura 5.3-2. Diagrama de un sistema de enjuague en cascada

Las necesidades de agua limpia de un tanque de enjuague dependen del criterio de enjuague. En el caso de los enjuagues en cascada el criterio de enjuague se calcula de la siguiente forma:

CLi =

= criterio de lavado de la etapa i = caudal de lavado de la etapa i = volumen de arrastre de la etapa i

Por ejemplo, si el baño de recubrimiento contiene 10 g/l de cloruro y el agua del enjuague debe contener un máximo de 10 mg/l, el criterio de enjuague es 1000. Si se exige mucho de la pureza del agua de enjuague, el criterio de enjuague y con éste el consumo de agua fresca aumentan de manera proporcional. Como lo demuestra la tabla siguiente, obtener un elevado criterio de enjuague sólo puede lograrse mediante

58

En la siguiente tabla se presenta un rango sugerido de concentraciones máximas en la última etapa de enjuague para algunos electrolitos.

Qi + Vi Vi

CLi Qi Vi

un enjuague de cascada, de otra manera, el consumo de agua limpia es demasiado alto.

Tabla 5.3-2. Concentración máxima de electrolitos en la última etapa de enjuague Proceso

Concentración en enjuague mg/l

Níquel

37

Cobre

37

Baños cianurados

37

Cromo

15

Cromatizado

350-750

Limpieza ácida

750

Limpieza alcalina

750

rd

Graham. 3 Elect. Engineering Handbook

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Tabla 5.3-3. Requerimientos específicos de agua fresca para enjuagues en cascada, para diferentes criterios de enjuague (CL). Número de enjuagues

Criterio de enjuague requerido (CL) 25,000

20,000

15,000

10,000

5,000

2,000

1,000

500

200

Único

*24,999

19,999

14,999

9,999

4,999

1,999

999

499

199

Doble

157

140

122

99

70

44

31

21

13

Triple

28

26

24

21

16

12

9.0

6.9

4.8

* Requerimientos de agua fresca (Q) en l/h por litro de electrolito arrastrado/hora (V).

Para enjuagues en cascada se puede calcular el caudal necesario de agua de enjuague para obtener un criterio de lavado específico, en función del número de tanques empleados, para valores de Q por lo menos 10 veces menores al arrastre:

Q = V • n CL Enjuague mediante rocío El enjuague de piezas montadas en bastidores también puede realizarse mediante rocío. Por la elevada turbulencia generada, se mejora la eficacia del enjuague. Par este tipo de enjuague, generalmente se coloca una serie de boquillas sobre el tanque de enjuague o sobre los baños de proceso, en este último caso siempre y cuando el volumen del agua de enjuague sea menor o igual al volumen del agua pérdida por evaporación. Esta práctica permite que los arrastres y la solución del enjuague drenen directamente hacia el baño, y de esta manera la solución del enjuague rellena el baño. Se recomienda el uso de agua desionizada en este tipo de sistemas de enjuague por rocío. Los factores que influyen sobre la eficiencia de un enjuague por rocío son: el arreglo de las boquillas respecto a los bastidores, la presión del agua, el flujo de agua, el tiempo y la geometría de las piezas. La aplicación

más efectiva de este enjuague es en piezas con superficies planas, y su eficiencia se reduce en el caso de piezas con superficies inaccesibles o huecos, también debe asegurarse que las piezas no puedan caerse por efecto del rociado. Recirculación de aguas de enjuague La regeneración interna del agua de enjuague puede lograrse a través de métodos clásicos de precipitación química o procedimientos físicos. También puede utilizarse el agua de enjuague de una fase de proceso como agua de enjuague en otro proceso, siempre y cuando la calidad requerida lo permita. Otra forma para optimizar los enjuagues es su conducción en un circuito cerrado, a través de equipos de intercambio iónico, ósmosis inversa, o electrólisis. Estos métodos sólo pueden aplicarse con efecto benéfico cuando se utiliza agua desmineralizada ya que de otra manera los minerales presentes en el agua potable se intercambiarían en lugar de los contaminantes.

59

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Figura 5.3-3. Enjuague en ciclo cerrado

Secuencia del proceso ingreso agua

Evaporación

Baño

Enjuague 1

Tratamiento del agua residual

Enjuague 2

Eluatos

de de

Enjuague con agua desmineralizad a

Unidad de intercambio iónico

ó Tratamiento para recuperar electrolito

5.3.3 Recuperación y reciclaje de sustancias contenidas en el baño y en enjuagues Las tecnologías de recuperación y reciclaje de materiales, usan directamente un residuo de un proceso como materia prima para otro proceso o recuperan materiales valiosos de un flujo de residuos antes de que sean dispuestos. La separación de los flujos de residuos es esencial para facilitar la recuperación o reciclaje de los residuos. Para reusar un material residual en otro proceso, para recuperar químicos valiosos de un flujo residual, o reciclar el agua de enjuague, el flujo residual debe ser separado de otros residuos que puedan evitar la oportunidad de reciclaje o reuso. Reuso de material residual Las propiedades químicas de un flujo residual pueden conocerse para considerar reusar el residuo como materia prima. Aunque las propiedades químicas de un baño de proceso o una solución del agua de enjuague, eviten su reuso en el proceso 60

Agua de desmineralizada

que lo generó, los materiales residuales pueden ser valiosos para otras aplicaciones. • Agua de enjuague. Una opción común de reuso de material residual es el agua de enjuague de uso múltiple, en el cual el agua de enjuague de un proceso es usada como enjuague en otro proceso. Por ejemplo, el efluente de un sistema de enjuague después de un baño de limpieza ácida puede algunas veces reusarse como afluente para un sistema de enjuague después de un baño de limpieza alcalina. El reuso de los enjuagues mediante este método, mejora la eficiencia del enjuague ya que acelera la difusión de los químicos del baño y reducen la viscosidad de la película de arrastre alcalina. • Los efluentes del agua de enjuague del desengrase ácido se pueden usar como enjuagues de las piezas que vienen de un proceso ligeramente ácido. • Los efluentes de una operación final de enjuague, los cuales usualmente están menos contaminados que otros

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

enjuagues, pueden emplearse como afluentes en otras operaciones de enjuague que no requieren enjuagues altamente eficientes. Baños de proceso gastados Generalmente, las soluciones gastadas ácidas o alcalinas son retiradas cuando los contaminantes exceden niveles inaceptables. Sin embargo, estas soluciones pueden permanecer lo suficientemente ácidas o alcalinas para actuar como niveladores de pH. Por ejemplo, soluciones alcalinas pueden emplearse para ajustar el pH en un tanque de precipitación. Soluciones ácidas pueden usarse para ajustar el pH en el tratamiento de reducción de cromo. Es importante asegurarse que las soluciones de proceso son compatibles antes de que sean usadas de esta manera (ver sección 4.4). Reciclaje del agua de enjuague y de los baños de proceso El agua de los enjuagues puede reciclarse en un sistema de circuito cerrado o abierto. En el caso del sistema cerrado, el agua tratada es retornada al sistema de enjuague. Este sistema puede reducir significativamente el agua usada y el volumen de agua descargada a la planta de tratamiento. Una pequeña cantidad de agua es descargada de un sistema de circuito cerrado. En un sistema de circuito abierto primero el agua efluente es tratado para reusarse en el sistema de enjuague, pero el enjuague final es alimentado con agua fresca para asegurar la calidad del enjuague. Por lo tanto, la mayor parte del efluente tratado continua descargándose al drenaje. Para mejorar la factibilidad económica de estos sistemas, primero deben implantarse técnicas eficientes de enjuague. Como las mencionadas anteriormente. Las sustancias que han sido arrastradas desde el baño hacia los enjuagues, pueden

ser recuperadas y reusadas en tres vías: (a) los metales recuperados (y soluciones de proceso) puedes regresarse a los baños, o (b) el metal puede venderse o regresarse al proveedor, o (c) el metal elemental puede venderse a un reciclador o reusarse en la planta como material de recubrimiento. Algunas tecnologías para recuperar metales y sales metálicas son las siguientes: • Ósmosis inversa como método para concentrar aguas de enjuague a fin de recuperar electrolitos. • Electrodiálisis, también se puede emplear como método para concentrar aguas de enjuague para recuperar electrolitos. • Precipitación y separación de sustancias específicas contenidas en el agua de enjuague para devolver electrolitos o recuperar metales. • Separación electrolítica de iones metálicos del agua de enjuague, sobre todo de metales preciosos. • Concentración y recuperación de sustancias contenidas en el baño, evaporando el agua de enjuague. • Recuperación de metales de baños de enjuague mediante intercambiadores iónicos. Estas tecnologías son empleadas separadamente o en combinación para recuperar químicos de los enjuagues residuales. Factores que determinan si la recuperación del metal es económicamente justificable incluye el volumen del residuo que contiene metales, la concentración de los metales, el potencial para reusar algunas de las sales metálicas y los costos de tratamiento y disposición. 61

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

A manera de ejemplo se describen a continuación cuatro métodos para prolongar la vida útil de los baños y/o para reducir los contenidos de metales en el agua residual. 1. Recuperación de ácido sulfúrico y aluminio en el proceso de anodizado. Durante el proceso de anodizado de los perfiles de aluminio se desprende de 5-10 g Al/m² de superficie anodizada. Esto ocasiona un incremento paulatino de la concentración de aluminio en el baño de anodizado, lo cual implica un consumo elevado de energía. El aluminio puede ser removido haciendo pasar el baño de anodizado a través de una serie de resinas especiales de intercambio iónico, que selectivamente remueven cationes y

aniones. Este método de eliminación de iones de aluminio que interfieren en el proceso, por razones de costos, se está aplicando en procesos de anodizado que trabajan con ácidos orgánicos comparativamente caros. El ácido sulfúrico y el aluminio es recuperado mediante la limpieza de la resina con una solución ácida o alcalina. El ácido recuperado se reusa en el baño de anodizado y el aluminio se puede vender. El intercambio iónico también puede emplearse eficientemente para recuperar níquel, cromo, cobre y plata de soluciones diluidas. En el caso de baños cianurados de oro el proceso se limita debido al tipo de complejo metálico, el cual puede dificultar la regeneración de las membranas.

H2SO4

Baño de anodizado

3+

H2SO4 Al

H 2O Intercambiador iónico

Al

3+ Hacia el tratamiento posterior en la planta de tratamiento de agua residual, o acondicionamiento del lodo de aluminio

Figura 5.3-4. Recuperación de ácido sulfúrico y aluminio del anodizado, por intercambio iónico

2. Separación de grasas y aceites a través de un proceso de ultrafiltración Para limpiar el producto a tratar, en los procesos de recubrimiento se utilizan baños de desengrasado. Frecuentemente se inicia con un desengrasado alcalino y en

62

seguida un desengrasado electrolítico. Empleando membranas de ultrafiltración pueden separarse la fase hídrica con los detergentes y la fase grasosa. La mezcla de grasa y aceite puede enviarse para su aprovechamiento térmico, por ejemplo, a una empresa cementera. La fase acuosa puede devolverse al baño de desengrase.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Figura 5.3-5. Retrocirculación en el caso de desengrases acuosos

Retrocirculación de agua de enjuague Agua Arrastre

Arrastre

Baño de desengrasado

desmineralizada

Enjuague

Enjuague 1

2

Detergentes Recuperados

Mezcla de grasa / aceite

Ultrafiltración

3. Tratamiento del agua residual de la galvanización por medio de ósmosis inversa En instalaciones de galvanoplastia los enjuagues pueden realizarse en sistemas de enjuagues de múltiples etapas en cascada empleando agua desionizada. er

El tratamiento del agua de enjuague (1 enjuague) puede realizarse mediante ósmosis inversa, de este a su vez resulta un filtrado que puede volverse a emplear en el ciclo de enjuague, y un concentrado que puede volverse a usar o eliminarse después de un tratamiento posterior, dependiendo del metal empleado. Las membranas que se usan en estos sistemas deben tener una elevada

estabilidad química y térmica ya que muchas veces el proceso se lleva a cabo a valores de pH ácidos o alcalinos y a diferentes temperaturas. Para aumentar la vida útil de las membrana tanto de ósmosis inversa como de electrodiálisis la solución debe prefiltrarse. Este método se puede usar para recuperación de Ni, Cu, Zn, y cadmio. Es poco usado para recuperar cromo. En el caso de las membranas de electrodiálisis estas pueden emplearse para recuperar níquel, en este caso además se remueven aditivos orgánicos degradados, por lo que se reduce la frecuencia de mantenimiento del baño. También puede emplearse para soluciones con plata, cobre, cadmio oro, zinc cianurado y zinc ácido y latón.

63

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Figura 5.3-6. Recuperación de electrolito mediante ósmosis inversa

Secuencia del proceso Agua desionizada Arrastres

Evaporación

Baño

Enjuague 1

Enjuague 2

Enjuague 3

Enjuague en cascada de 3 pasos

Filtro Solución concentrada

4. Recuperación de químicos de recubrimiento de los enjuagues mediante evaporación La evaporación es un método que se emplea para la recuperación de químicos de recubrimiento de los enjuagues residuales. En este proceso, el agua de enjuague es evaporada para concentrar la solución y retornarla hacia el baño de proceso. El vapor de agua puede ser condensado y reusado en el enjuague. Los evaporadores pueden operar bajo condiciones de vacío para disminuir la temperatura de ebullición, lo cual reduce el consumo de energía y previene la degradación térmica de los aditivos de recubrimiento. El grado de concentración requerido del evaporador puede reducirse incrementando la velocidad de evaporación de los baños de recubrimiento. El uso de agitación con aire en un baño de recubrimiento puede incrementar la velocidad de evaporación. Los dos principales tipos de evaporadores son: atmosféricos y de vacío. Las diferencias básicas entre los dos consisten en que el evaporador atmosférico depende 64

Unidad de Ósmosis inversa o electrodiálisis

Permeato

del flujo de aire, de la temperatura y en algunas ocasiones de la humedad relativa y opera a temperatura ambiente, mientras que el evaporador al vacío es un destilador al vacío que opera adecuadamente a temperaturas relativamente bajas por operar a presiones bajas. Ambos procesos son relativamente caros en términos de requerimientos de energía y por lo tanto, pueden ser menos prácticos que otras técnicas cuando grandes volúmenes de residuos poco concentrados van a ser tratados. Las ventajas de los sistemas de evaporación en general, son las velocidades muy rápidas de recuperación de materiales y una vez instalados, no requieren de reactivos adicionales para los procesos. La principal desventaja son los costos de operación relativamente altos de los sistemas atmosféricos y los costos se incrementan en los sistema al vacío. En general, los evaporadores atmosféricos requieren menor mantenimiento en comparación con las demás tecnologías.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Figura 5.3-7. Recuperación de metales por evaporación

Superficie de evaporación

Arrastres

Agua fresca

Pieza de trabajo

Baño de recubrimiento

Enjuague en cascada de 3 pasos

Usando el agua de enjuague

Evaporador Condensado Unidad de purificación del baño

Concentrado

5. Recuperación electrolítica. Mediante este método se pueden recuperar los iones metálicos de una solución, reduciéndolos electroquímicamente en una superficie o placa catódica colocada dentro de la solución. La placa cubierta se extrae de la solución y puede se usada como ánodo en el baño galvánico, o bien recuperar el metal por medios químicos o mecánicos.

§

Se recupera el metal y no las impurezas de agua de enjuague.

§

Es eficiente en soluciones concentradas, sin embargo el proceso se ve limitado en soluciones con concentraciones menores a 100 mg/l, debido a que se incrementan los costos de operación.

§

Una reacción electroquímica rentable en rangos de bajas concentraciones (por ejemplo para precipitar metales hasta lograr valores que se requieren en normas de descarga), sólo se puede lograr por medio de un electrodo de gran superficie y buenas condiciones de flujo. Para reducir hasta estos rangos de concentración, es preciso entonces, utilizar electrodos con superficies grandes (p.e. electrodos de cama fija) en lugar de electrodos de placa.

§

Puede ser usado para recuperar cobre, latón, plata, oro, cadmio y otros metales de valor.

Este método puede ser usado como método de recuperación en enjuagues o como tratamiento de efluentes para reducir la carga metálica de una solución concentrada. La recuperación electrolítica puede realizarse introduciendo una placa al tanque de la solución o en un módulo de celda electrolítica situado fuera del tanque, para lo cual existen distintos tipos de módulos: de cama, placa, cilíndrico o bipolar, los cuales se usan dependiendo de las características del residuo y del efluente (ver sección 5.6.2Tratamiento electrolítico). Algunas características de este método electrolítico son:

65

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

§

También se puede emplear para recuperar metales en tanques de oxidación de cianuros.

§

El proceso no es aplicable para recuperar cromo. En soluciones con níquel se requiere u control estricto del pH de la solución.

§

La aplicación es limitada en soluciones galvánicas no electrolíticas debido a la presencia de quelantes y reductores.

§

Para asegurar que el proceso sea eficiente se debe usar la densidad de corriente adecuada para evitar la polarización de la solución y un incremento de hidrógeno en el ánodo.

Aunado a esto, la eficiencia puede incrementarse aumentando a superficie del cátodo e incrementando el movimiento de la solución alrededor del cátodo. En la figura 5.3.8 se presenta un ejemplo de recuperación de níquel a partir de un enjuague de recuperación, empleando un módulo externo de placas. En este arreglo se tiene que tomar en cuenta que el coeficiente de rendimiento de la celda de electrólisis de placas, disminuye con concentraciones pequeñas de metal, por lo tanto, significa una importante pérdida de energía si se quiere que la concentración del enjuague 1 disminuya a valores mínimos.

Figura 5.3-8. Recuperación de níquel, a través de electrólisis y depuración con carbón activado

Evaporación Arrastre

Baño de níquel

Enjuague 1

Agua desmineralizada

Enjuague 2

Enjuague 3

Enjuague de cascada

Devolución de níquel como material de ánodo

Recirculación de agua de enjuague Celda de electrólisis

Recuperación de materiales presentes en

66

Purificación por carbón activado

los baños

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Ø

Recuperación de materiales mediante intercambio iónico

Ø

Recuperación de soluciones de desengrase mediante ultrafiltración

Ø

Recuperación de metales mediante ósmosis inversa o electrodiálisis

Ø

Concentración de soluciones mediante evaporador atmosférico o de vacío

Ø

Separación metálicos

5.4

electrolítica

de

iones

Medidas de control operativo

En los procesos de recubrimiento electrolítico, los parámetros del proceso, que muchas veces se determinaron de manera empírica, deben controlarse y mantenerse constantes en la medida de lo posible, a fin de evitar problemas en el proceso, ya que frecuentemente se reacciona, sólo cuando las características del producto ya no corresponden a los requerimientos de producción. Por lo tanto, toda empresa galvanizadora debería contar con las bases para realizar ella misma un control de la operación eficiente. A continuación presentamos algunas medidas. La revisión analítica del electrólito debe realizarse para determinar las concentraciones de los componentes principales del baño electrolítico y ajustarlas en el rango óptimo. Como por ejemplo: el contenido actual de metal, el contenido de cianuro o ácido, los contenidos de determinados químicos inorgánicos y orgánicos u otras sustancias importantes en el baño. En los casos en que se trabaja con piezas de diferentes tamaños de superficie o grandes cargas de trabajo, el consumo de químicos y los arrastres se incrementan, por lo tanto, los baños tienen que controlarse en periodos más cortos.

El tiempo de galvanizado necesario para aplicar un recubrimiento metálico de un espesor dado, depende solamente de la densidad de corriente y el coeficiente de eficacia catódica. Para cada electrólito existe un rango óptimo de densidad de corriente de trabajo, dentro del cual se obtiene un recubrimiento con las características deseadas. La densidad óptima para cada metal, debe ajustarse y controlarse mediante instrumentos para mantenerla constante. Para medir la eficacia de la corriente del cátodo o el ánodo, es necesario medir la cantidad de corriente que fluye a través del baño. La técnica más segura es colocar un coulómetro en serie con el baño y determinar la corriente que fluye en un tiempo determinado. Aunado a esto se debe determinar la cantidad de metal que se ha depositado en una pieza (con un método gravimétrico) con la corriente establecida y la cantidad teórica que debería haberse depositado, determinada mediante la ley de Faraday. La eficiencia catódica se determinará con la relación entre la cantidad real de metal depositado y la cantidad teórica. El control de la temperatura óptima del baño electrolítico está entre las medidas más importantes del control operativo. Los baños de zinc que contienen cianuro, los baños de limpieza alcalinos y los electrólitos que trabajan de manera químicamente reductiva, son más sensibles a los cambios de temperatura. Principalmente en los baños calientes con gran superficie de evaporación, debería ajustarse automáticamente el nivel del electrólito. Como agua de relleno se puede utilizar el agua del enjuague de recuperación. En este caso la concentración del agua de enjuague necesita controlarse antes de su adición al baño. 5.4.1 Mantenimiento de los baños Los baños deben ser sometidos a mantenimiento periódico para incrementar su tiempo de vida útil y la eficiencia del 67

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

proceso. En primer lugar debe efectuarse un control analítico de la composición del baño. Entre más ampliamente se determine la composición de los baños de proceso mediante métodos analíticos, más específica será la dosificación de materiales para regenerar el baño. Los baños de proceso generalmente no se cambian completamente, sólo se regeneran y las concentraciones de las sustancias en el baño se ajustan. Además del control analítico periódico, existen otros métodos para el mantenimiento de los baños, los cuales se mencionan a continuación: • Se debe procurar que las etapas previas de limpieza se lleven a cabo adecuadamente para evitar contaminación de los baños por grasas u óxidos, a fin de que se pueda prolongar la vida útil de los baños. • Los baños de zinc y níquel pueden purificarse electrolíticamente (electrólisis selectiva), a bajas densidades de corriente, para eliminar cobre y aditivos orgánicos degradados. Este proceso se puede efectuar introduciendo placas onduladas de acero. Las densidades de corriente generalmente empleadas son 2 de 0.1 – 0.35 Amp/dm . Durante el tratamiento el baño debe ser agitado para incrementar el contacto, y además filtrado para eliminar las partículas metálicas que pudieran haber caído del cátodo. En baños de níquel además puede acumularse cobre y otros metales como zinc, hierro, aluminio, etc., e impurezas. En este caso se pueden emplear densidades de corriente de 0.2 – 0.5 2 Amp/dm , junto con filtración continua. • Eliminación de impurezas suspendidas y sedimentadas en los baños mediante filtración. Esta puede ser tanto en continuo como en batch. Los medios de filtración generalmente empleados son: 68

fibras sintéticas o naturales, carbón activado y cartuchos de hilo. • Remoción de productos orgánicos degradados del baño, a través de medios de adsorción. El tratamiento con carbón activado tiene la función de remover compuestos orgánicos degradados que se forman a partir de aditivos orgánicos por oxidación anódica o reducción catódica del electrolito. Estos compuestos modifican las propiedades de la capa galvánica de manera descontrolada, por lo que deben ser eliminados periódicamente. • Los baños de cobrizado y niquelado se deben filtrar continuamente, en el flujo principal o en by-pass, a través de carbón activado. El filtrado es importante realizarlo principalmente en baños ácidos a fin de eliminar aditivos orgánicos degradados. Para evitar que también se remuevan los aditivos no degradados, abrillantadores y niveladores aún útiles, se puede agregar agua oxigenada al baño, previo al tratamiento. Esta oxida la materia orgánica, permite una mejor adsorción y no interfiere con la calidad del electrolito. • La eficiencia del filtrado con carbón activado es mayor si se realiza un pretratamiento con agua oxigenada a o o 30 C y posteriormente se filtra a 50 C. Sin embargo este tratamiento no debe realizarse en periodos demasiado cortos pues como se ha mencionado también se eliminan aditivos no degradados. Para saber si un baño necesita filtrarse con carbón activado, se pueden hacer 2 pruebas con una placa de célula Hull niquelada. Si al doblar el vértice inferior de la placa se percibe un ligero “ruido” o la capa de níquel se separa, se debe hacer un filtrado del baño.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

• Eliminación de determinadas sustancias contenidas en el baño a través de intercambio iónico. Generalmente, los intercambiadores iónicos móviles rentados y con regeneración externa son económicamente rentables, sólo si existe un flujo pequeño de iones metálicos. De existir flujos mayores de iones metálicos, resultan más económicos los intercambiadores iónicos estacionarios con regeneración interna ya que se evitan los costos elevados de transporte y regeneración externa. • Purificación de baños mediante Oxidación electrolítica de determinadas sustancias. Por ejemplo, oxidación del cromo trivalente a cromo hexavalente en el ánodo. •

En algunos casos los compuestos y metales ajenos a los baños pueden removerse mediante precipitación. Para baños de zinc cianurado, puede emplearse sulfato de zinc para precipitar plomo y cadmio, los cuales se pueden remover por filtración. En baños ácidos de níquel, el fierro y cromo pueden eliminarse mediante agua oxigenada a pH alto y posterior filtración del baño.

CO2 del aire. Estos se pueden eliminar mediante congelación, introduciendo una caja con hielo seco y acetona al baño, los carbonatos se precipitarán sobre la superficie de la caja y esta puede ser removida del baño junto con los carbonatos. •

Usar bolsas de tela para cubrir los ánodos y retener las impurezas contenidas en estas. Estas deben retirarse y limpiarse periódicamente para no aumentar la resistencia.

•

Los baños de proceso deben cubrirse cuando no se usan.

•

Para evitar pérdidas por evaporación o de calor, el baño de cromo se puede cubrir con una capa de cuerpos sintéticos flotantes.

Controles analíticos •

Se debe asignar a una persona como responsable del control óptimo de los materiales en los baños y de su mantenimiento.

•

En un pequeño laboratorio cada empresa puede controlar las concentraciones de las sustancias contenidas en los baños, o bien canalizar muestras a un laboratorio externo o enviarlas con el proveedor de materias primas. El análisis debe realizarse diariamente o lo más frecuentemente posible, de acuerdo a las cargas de trabajo. De la misma forma, antes de realizar alguno de lo tratamientos descritos deben realizarse pruebas en el laboratorio.

• Eliminación de sales a través de cristalización. Los métodos utilizados en este caso, son el enfriamiento de la solución o la evaporación en vacío. La condición para la cristalización en frío es que la solubilidad de la sal correspondiente disminuya a menor temperatura y que los demás componentes del electrólito permanezcan disueltos a la temperatura de enfriamiento. •

2

En los baños cianurados generalmente se forman carbonatos, por absorción del

Celula Hull: En este caso una placa “tipo” de metal, que ha sido galvanizada en el baño, es sometida a diversas pruebas para determinar la eficiencia del proceso y la calidad del recubrimiento.

Mantenimiento de los baños Ø

Realizar un control analítico de los baños

Ø

Controlar la calidad de limpieza, decapado y enjuagues de etapas previas 69

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

• poder emulsionante para aceites minerales y aditivos no saponificables,

Ø

Purificación de electrólisis selectiva

Ø

Mantenimiento mediante filtración con carbón activado

• Buena capacidad incluso en agua fría.

Ø

Oxidación electrolítica de Cr III a Cr VI

Ø

Eliminación de sales a través cristalización y de precipitación

Para eliminar los residuos de operaciones mecánicas de las piezas, se pueden utilizar diferentes métodos de desengrase:

Ø

Eliminación de carbonatos congelación y precipitación

Ø

Cubrir los ánodos con bolsas

Ø

Cubrir los baños que no están en uso

baños

mediante

de

mediante

5.4.2 Mantenimiento y operación de los baños de desengrasado y limpieza La mayoría de las piezas a galvanizar son pretratadas por métodos mecánicos con o sin arranque de virutas. De esta manera quedan impregnados en la pieza aceites, abrasivos, grasas y pastas pulidoras. Dependiendo de las necesidades de disolución y separación de los aceites y grasas de la superficie del producto, la solución desengrasante tiene que cumplir con los siguientes requisitos: • máxima reducción de la superficial y de la capa límite,

tensión

• capacidad aglutinadora de complejos para endurecedores e iones metálicos introducidos, • fuerza de dispersión para alcalinoterreos y metálicos,

jabones

• alta capacidad de soportar ensuciamientos debidos a los residuos de fundido y a pastas pulidoras, • capacidad saponificadora, 70

para

enjuagarse,

a) Desengrase en caliente El desengrasado en caliente se lleva a cabo en medio alcalino a temperaturas entre 70-80°C o de 30-40°C con desengrasantes de baja temperatura. Los desengrasantes generalmente contienen hidróxidos, carbonatos, fosfatos, silicatos, agentes humectantes y tensoactivos. Cuando el desengrase se realiza a temperatura ambiente, usualmente se aplican agentes humectantes y tensoactivos que forman emulsiones con las impurezas de grasa y aceite, y de esta manera limpian la superficie. b) Desengrasado por agua a presión Con piezas colgadas firmemente o sujetas a presión, puede utilizarse el método de desengrasado por agua a presión. Mediante la energía cinética aplicada, se logra una rápida limpieza de las piezas. Al usar el desengrasado por chorro debe observarse que se utilicen agentes tensoactivos poco espumosos. El desengrasado por temperatura y el desengrasado con agua a presión pueden combinarse con una instalación de ultrafiltración precedida por un filtro o una centrífuga para eliminar las partículas sólidas. Si no es posible la adquisición de un equipo de ultrafiltración simplemente puede realizarse una centrifugación para separar los contenidos de grasa y aceite del baño de desengrasado, y la solución de desengrasado acuosa puede volver a usarse después de su tratamiento.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

c) Desengrase electrolítico Como última etapa antes del recubrimiento, casi siempre se aplica el desengrasado electrolítico. Este genera una superficie limpia de manera microfina y humectable por agua que forma la base para recubrimientos galvánicos resistentes, homogéneos y libres de manchas. La duración de los electrólitos de desengrasado puede prolongarse adicionando agentes secuestrantes, que reaccionan con los contaminantes formado complejos que se pueden remover posteriormente. d) Desengrasado a través de solventes clorados El poder de solución de los hidrocarburos clorados para grasas y aceites es bueno, pero su desventaja es la eliminación insuficiente de residuos sólidos, como polvos de abrasión metálicos, residuos de esmerilado o pastas de pulido adheridos a la pieza. Aunado a esto, al emplear hidrocarburos clorados deben considerarse sus características toxicológicas y los requerimientos de seguridad necesarios para reducir el riesgo a los trabajadores. En la operación de una instalación de limpieza con solventes clorados es necesario contar con: sistema de limpieza cerrado, enfriamiento y condensación del solvente, control de emisiones a la atmósfera, equipo de seguridad para los trabajadores, etc. Los solventes contaminados pueden regenerarse por medio de destilación. La destilación puede realizarse en la empresa si el volumen de solvente lo amerita o a través de compañías externas autorizadas por el INE. En otros casos se recomienda la sustitución de solventes clorados por limpiadores acuosos o por algunos de los métodos ya descritos. Los limpiadores

base acuosa consisten de detergentes, soluciones ácidas o compuestos alcalinos, con los cuales se reduce el riesgo al ambiente y a la salud de los trabajadores. Mantenimiento desengrasado

de

los

baños

de

Para incrementar la vida útil de los baños de desengrasado se pueden tomar medidas previas al proceso y medidas de mantenimiento del proceso. Medidas previas al proceso: • Centrifugación de las piezas a trabajar para eliminar los aceites lubricantes y emulsiones adheridos, de los procesos mecánicos. • Ejercer influencia sobre la producción de las piezas brutas para que éstas se entreguen menos aceitadas. • Pedir al fabricante de las piezas que sólo use el aceite conservador necesario. Programando la producción, tanto como sea posible para evitar efectos de corrosión y reducir la necesidad de utilizar conservadores. El proceso de mantenimiento de los baños debe ser cuidadoso para no eliminar aditivos, con las medidas siguientes se reducen los requerimientos del baño y se evita la contaminación de los baños de decapado. Medidas de mantenimiento: En las soluciones de desengrase se acumulan principalmente dos tipos de impurezas. Por un lado aquellas partículas incorporadas al baño con las piezas en forma de suciedades, pigmentos y similares que pueden eliminarse normalmente por filtración. Por otro lado están los aceites y grasas del mecanizado y pulido previo, así como los de protección anticorrosiva 71

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

provisional. Los aceites se encuentra en el desengrase en forma de emulsiones. Por ello, una de las técnicas más eficaces para el mantenimiento de desengrases son los separadores de aceite, que consisten en un depósito específico que por su

construcción permite reducir al máximo las turbulencias, ayudando al flotamiento de los aceites. El aceite acumulado se puede retirar manual o automáticamente. En la siguiente figura se presenta un esquema de un separador de grasas y aceites.

Figura 5.4-1. Funcionamiento de un separador de aceites

Q=0.1 V

Residuo de aceite/agua

Tanque de desengras V

T= 2-3 h

Separador de aceite

La técnica de separadores de aceite es sencilla y económica como una etapa previa a una separación de aceites más intensa, sobre todo, como medida de prolongación de la vida de baños de desengrasado con bajo poder de emulsión.

adicionalmente existen otros contaminantes, como partículas en suspensión procedentes del pulido en los desengrases por ultrasonidos, que interesan eliminarse de los baños.

• Después del equipo de desengrasado, debe instalarse un enjuague adicional para reducir la contaminación de los baños siguientes. Este puede ser en cascada respecto al primer enjuague.

• Los aceites solubles pueden separarse de los limpiadores alcalinos mediante un sistemas de ultrafiltración o microfiltración. Estas técnicas rompen las emulsiones fuertes antes de enviar a los desengrases agotados a la planta de tratamiento de aguas residuales. En el caso de instalaciones de microfiltración debe conectarse previamente un separador de aceite o un skimmer, para no saturar las instalaciones.

• La limpieza de baños de desengrase también puede realizarse por centrifugación. Esta técnica acelera considerablemente la separación de los aceites y son de especial interés cuando

La utilización de técnicas de mantenimiento del baño de desengrase facilita una devolución del baño arrastrado. Dado que la evaporación suele ser elevada debido a las altas temperaturas y que la calidad del

• El baño de desengrasado se debe analizar periódicamente para agregar sólo la cantidad faltante de químicos.

72

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

enjuague requerida no es muy elevada, es posible realizar un cierre completo de las aguas de lavado en caso de que se enjuague con una técnica de lavado adecuado como la técnica en cascada.

•

Optimizar el tiempo de exposición: la pieza a decapar debe permanecer en la tina de decapado sólo el tiempo suficiente para eliminar la capa de óxido. Si los tiempos de decapado son muy largos se puede afectar al metal base.

Operación y mantenimiento de baños de desengrase

•

Si se emplea un mismo baño en el decapado con ácido sulfúrico de piezas de acero y de bronce, se pueden llegar a acumular contaminantes orgánicos y cobre. Si la concentración de cobre rebasa los 300 mg/l en el baño, puede causar problemas de adhesión en el acero y además contaminar el baño de niquelado. En este caso se sugiere emplear distintos baños de decapado para acero y bronce.

Ø

Empleo de separadores de aceite

Ø

Desengrase con agua Desengrase en caliente

Ø

Empleo de desengrase electrolítico

Ø

Sustitución de desengrase con solventes por desengrase acuoso

Ø

Las piezas pueden desengrasarse por medio de una centrífuga antes de introducirse al tanque de desengrasado

a

presión,

Ø

Mantenimiento de los baños, por centrifugación en el caso de aceites lubricantes.

Ø

Separación de emulsiones mediante microfiltración o ultrafiltración

Ø

Uso de un enjuague adicional tras el desengrase

Regeneración de baños de decapado. Existen diversos métodos para eliminar metales disueltos de las soluciones de decapado. Estos dependen del tipo de solución y del metal base: •

Solución de ácido sulfúrico-fosfórico/ sustrato ferroso. La solubilidad del hierro aumenta conforme se incrementa la temperatura y disminuye con el incremento de la concentración del ácido. Utilizando estas propiedades, puede regenerarse el baño enfriando la solución para cristalizar el sulfato ferroso; como paso posterior se puede adicionar ácido sulfúrico y enfriar nuevamente, con lo que se obtiene una segunda fase de cristalización para eliminar el hierro del baño.

•

Un método de separación es el intercambio iónico, mediante el cual se pueden separar los iones metálicos de la solución de ácido, con la posibilidad de reutilizarse. La eficiencia de este método depende de la solubilidad de metal para permanecer como ión en la solución ácida.

5.4.3 Mantenimiento de soluciones de decapado Opciones para aumentar la vida útil de los baños de decapado. •

En el caso de las soluciones de decapado, puede aumentarse la vida útil procurando que las piezas no permanezcan mucho tiempo a la intemperie o estén mucho tiempo en línea esperando ser procesadas, y así reducir la formación de óxidos sobre la superficie de las piezas.

73

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

•

Eliminación de iones metálicos mediante electrólisis selectiva. Esta se puede usar en baños de decapado ácido para eliminar cobre u otros metales.

Operación y mantenimiento en el decapado

Si se emplean tanques revestidos de plástico o sintéticos, debe considerarse que existe el peligro de sobrecalentamientos locales al diluir soluciones concentradas que pueden generar reacciones exotérmicas, como por ejemplo, sosa cáustica y, sobre todo, ácido sulfúrico.

Ø

Evitar que las piezas permanezcan a la intemperie

Ø

Sólo introducir la pieza al baño el tiempo necesario

Ø

Emplear distintas tinas de decapado para acero y para bronce

Ø

Eliminar los iones de fierro mediante cristalización

Ø

Eliminar iones metálicos mediante intercambio iónico o electrólisis

Algunos tipos de electrólitos trabajan a temperaturas elevadas o requieren, como en el caso del anodizado, de refrigeración. En el caso del calentamiento directo, este generalmente se hace por medio de calentadores eléctricos inmersos en el baño o con serpentines. En el calentamiento indirecto, el baño se calienta o enfría a través de una camisa de agua o tubos de serpentín. Los sistemas de calentamiento o enfriamiento y los aislantes deben someterse a una revisión periódica para verificar que se tenga un aprovechamiento/transferencia eficiente de energía.

5.4.4 Mantenimiento de los tanques en la industria de galvanoplastia

5.5 Medidas de minimización para instalaciones de anodizado

Para los tratamientos previos, principales y posteriores en las plantas galvanizadoras se usan preferentemente tanques rectangulares abiertos y sin presión. El material se selecciona de acuerdo a los requerimientos de resistencia, a los químicos del baño y a las cargas estáticas y térmicas. Frecuentemente se utilizan tanques de acero revestidos de hule, tanques de aceros finos o sintéticos de cloruro de polivinilo (PVC), de polietileno, polipropileno, o también de plásticos con refuerzo múltiple por fibra de vidrio.

Al anodizar las piezas se desprende aluminio, el cual se acumula en el baño, dependiendo del método La acumulación de aluminio puede ser tolerada hasta una concentración aproximada de 20 g/l, de alcanzarse concentraciones mayores, todo el contenido del baño debe cambiarse. Como alternativa existe la separación del aluminio a través de intercambiadores iónicos, este método corresponde al estado del arte y ya se está aplicando en el caso de baños electrolíticos que contienen ácidos orgánicos.

Antes de preparar un baño nuevo, es necesario el lavado cuidadoso del tanque, revisarlo para detectar eventuales daños. Para comprobar que un depósito revestido de goma esté libre de poros, éste puede revisarse mediante un aparato inductor de chispas. Defectos menores pueden ser reparados por medio de mezclas de goma autovulcanizables.

Por otra parte el desengrasado de las piezas a anodizar, principalmente se lleva a cabo con limpiadores alcalinos que contienen hidróxido de sodio, carbonato de sodio, silicatos y emulsificantes. El tiempo útil de los baños de desengrasado acuosos previos al anodizado, puede aumentarse considerablemente utilizando equipos de ultrafiltración.

74

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Los limpiadores alcalinos generalmente se emplean en altas concentraciones, de modo que al salir del lavador el líquido queda adherido a las piezas como una película más o menos espesa. Las pérdidas por arrastre son altas, por ejemplo, en el caso de perfiles, ya que rara vez se realizan cambios de baño.

al baño de ácido nítrico tradicionalmente usado.

• Al sacar del desengrase sobre todo las piezas cóncavas y los perfiles, deben inclinarse para que el líquido del interior tenga tiempo suficiente para escurrirse. • Después del anodizado debe enjuagarse la pieza intensamente, a fin de eliminar rápidamente los arrastres del baño de anodizado de la superficie de las piezas. Generalmente, esta agua de enjuague puede volver a usarse en otras etapas del proceso. Por ejemplo, antes del anodizado y después del decapado o desengrasado alcalinos. • La eliminación ácida de aluminio es un proceso que se esta considerando en la actualidad, debido al uso tan elevado de ácidos. Hay varios productos en el mercado actualmente que son capaces de eliminar el aluminio usando aproximadamente 1/10 de la cantidad usual de ácido nítrico. Una formulación típica es el uso de nitrato férrico como un agente eliminador que retira los residuos de aluminio en presencia de cantidades pequeñas de ácido nítrico. La velocidad y la acción de eliminación son comparables

50%

•

La mezcla de aluminato de sodio, hidróxido de aluminio, etc. que se sedimenta y endurece en los baños de desengrasado se puede remover manualmente y regenerarlo externamente como sulfato de aluminio. El lodo de hidróxido de aluminio del baño de decapado se puede vender para emplearlo como materia prima en la producción de sulfato de aluminio. A su vez este sulfato de aluminio se utiliza como floculante en el tratamiento de las aguas residuales.

•

El baño de sellado con acetato de níquel, se puede filtrar mediante carbón activado para prolongar su vida útil.

A continuación se mencionan algunas medidas de minimización que pueden ser útiles para procesos de anodizado: • Para eliminar los restos adheridos del baño limpiador se necesita un enjuague particularmente intenso. El porcentaje de agua de enjuague puede reducirse notablemente al usar enjuagues en cascada.

al

• La neutralización de las aguas de enjuague y los concentrados y lodos de los tanques del baño, así como de la precipitación del aluminio disuelto debe realizarse a valores de pH entre 7 y 8 ya que a pH 8.5 el aluminio se vuelve a disolver.

Minimización en anodizado Ø

Separar el aluminio de los baños de anodizado mediante intercambio iónico

Ø

Regenerar baños de mediante ultrafiltración

Ø

Permitir buen drenado de las piezas, especialmente de los perfiles.

Ø

Verificar la calidad del enjuague

Ø

Reutilizar el agua de enjuague del anodizado para desengrase o decapado ácidos

Ø

Las aguas de sellado y coloración deben

desengrase

75

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

ser tratadas Ø

La neutralización y precipitación del aluminio debe realizarse a pH entre 7 y 8

Ø

Recuperar el aluminato de sodio e hidróxido de aluminio de los tanques para producir sulfato de aluminio

Ø

Filtrar el baño de sellado con carbón activado

5.6 Control de emisiones y descargas de aguas residuales 5.6.1 Emisiones gaseosas En algunos procesos de galvanoplastia, debido a las reacciones de óxido-reducción en el cátodo, se tiende a la disociación de agua, por lo que se desprende hidrógeno como gas. En el caso de los baños de Cr, junto con el hidrógeno se arrastran fracciones de baño con Cr VI, que junto con la evaporación del baño, forman neblinas en el área de trabajo, las cuales representan un riesgo a la salud de los trabajadores y una pérdida de electrolito. También son críticos para la salud de los trabajadores, los baños ácidos de anodizado, debido al desprendimiento de hidrógeno que arrastra consigo el baño. En otros casos la acumulación de hidrógeno gaseoso puede generar mezclas explosivas. De acuerdo a la normatividad en materia de salud laboral (Nom-016-STPS-1994) en los casos que por la naturaleza del proceso se generen polvos, humos gases, vapores o neblinas de sustancias químicas se dispondrá de un sistema para extraerlo, de ser posible en la fuente (en este caso sobre los tanques), a fin de mantener en todo momento las concentraciones permisibles para la exposición de los trabajadores, establecidos en la NOM-010-STPS-1994. También los sistemas de ventilación deberá de evitar la presencia de atmósferas explosivas o inflamables. 76

En estos casos se especifica que siempre que exista un sistema de extracción de aire se deberá contar con otro para reposición del aire extraído. El aire de reposición deberá estar libre de contaminantes. Por otro lado, la emisión a la atmósfera de los polvos, humos, gases, vapores o nieblas extraídos, deberá considerar lo establecido en la normatividad en cuanto a emisión de contaminantes en la atmósfera. Los gases extraídos pueden purificarse, por ejemplo, con lavadores de gases de tal manera que no se sobrepasen los valores límite de emisiones a la atmósfera. Las aguas de lavado deben ser tratadas como aguas de enjuague del proceso. Para los vapores orgánicos se pueden emplear filtros de carbón. Algunas medidas de minimización y control de emisiones dentro de la planta son: − Para reducir las emisiones y/o pérdidas por evaporación se pueden usar tensoactivos que reduzcan las posibilidades de liberación de vapores y neblinas. También pueden usarse pequeños cuerpos flotantes en los tanques a fin de reducir las emisiones de neblinas y las pérdidas de calor del baño. − Otra opción es aspirar el vapor generado encima del baño de cromo, y concentrarlo. El concentrado que se genera se puede devolver al baño. − En la medida de lo posible, se debe trabajar a temperatura ambiente o a la temperatura más baja posible, para reducir la formación de vapores nocivos. − Los baños calientes pueden cubrirse con pequeños cuerpos flotantes de plástico para minimizar las pérdidas por evaporación y la contaminación del aire ambiente.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

− En las áreas de pulido la aspiración del polvo generado durante el proceso debe ser captado adecuadamente. Por lo cual es importante que los equipos extractores de polvos, sean diseñados adecuadamente.

solubles en medios ácidos y precipitan en medios alcalinos. Por ejemplo, el zinc, aluminio, estaño y cromo III pueden disolverse nuevamente a pH muy elevado en función del álcali empleado. Tabla 5.6-1. Rango de pH al cual se presenta una solubilidad mínima en agua Elemento Aluminio Cadmio Cromo Cobre Níquel Zinc

Control de emisiones Ø

Los vapores y neblinas generados deben aspirarse y tratarse antes de ser emitidos

Ø

Los vapores del tanque de cromado pueden condensarse y retornarse al tanque.

Ø

Reducir las emisiones mediante tensoactivos, o cuerpos flotantes en el tanque

Ø

Puede trabajarse a la mínima para el proceso

Ø

Debe contarse con sistemas eficientes de aspiración en el área de pulido.

temperatura

5.6.2 Tratamiento de aguas residuales Un porcentaje importante de la generación de los residuos en la industria de galvanoplastia, son las aguas residuales de los enjuagues contaminadas con los químicos de los baños de proceso y los lodos de neutralización y precipitación de la planta de tratamiento de aguas residuales. Existen diferentes métodos para tratar los efluentes y obtener un lodo aprovechable. A continuación se mencionan los métodos recomendados para el tratamiento de los efluentes de los procesos de la industria de la galvanoplastia. Neutralización y precipitación de metales El principio de la precipitación de metales como proceso de separación, se basa en diferentes grados de solubilidad de los mismos en función del pH de la solución. La mayoría de los metales pesados son

pH 6-8 10.5 7-8 7.5 10.5 9-11

Si el agua residual contiene varios metales el pH debe ajustarse a un valor pH medio de aproximadamente 8.5, sin embargo, a este valor de pH aún están en solución aproximadamente 10 mg/l de níquel o cadmio. Si la precipitación de agua residual que contiene varios metales se realiza a valores de pH de alrededor de 10, se encontrarán todavía aproximadamente 10 mg/l de cromo III en solución. A continuación se dan algunas recomendaciones para optimizar la neutralización y precipitación de los metales pesados, empleando principalmente sosa (hidróxido de sodio), lechada de cal u otros reactivos. §

La precipitación de los metales pesados como compuestos hidróxidos de baja solubilidad mediante sosa, es el proceso más sencillo y económico. Este tratamiento es adecuado para talleres que trabajan con zinc ácido y pasivados. Sin embargo, puede ser insuficiente en líneas que incluyen operaciones de niquelado y cobrizado. Cuando se utiliza sosa para la precipitación de los metales, el volumen de lodos que se genera corresponde sólo al contenido metálico del agua antes de ser tratada. Debido a esto la posibilidad de aprovechar los lodos aumenta en 77

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

comparación con la precipitación con cal. • La precipitación mixta con sosa (NaOH) y lechada de cal (Ca(OH) 2) incrementa la eficacia del proceso, puesto que la cal mejora la precipitación y floculación, aún y cuando contribuye a generar mayores cantidades de lodo. Por lo general se dosifica la sosa y la lechada conjuntamente o se dosifica primero Ca(OH) 4 hasta pH 6 y se afina aportando NaOH.

flujos parciales: aguas residuales ácidas, aguas residuales alcalinas, aguas residuales con cianuro, aguas residuales del cromado, aguas residuales del desengrase, etc. La ventaja de no mezclar los distintos flujos parciales es la posibilidad de un tratamiento específico de las aguas residuales y la generación de lodos monometálicos que pueden ser recuperados más fácilmente. Otros métodos de tratamiento son: •

Por los requerimientos y normas cada vez más estrictos en el área de las aguas residuales se puede utilizar un intercambiador iónico con el cual se pueden recuperar las sales metálicas y para controlar la calidad del agua residual (ver sección 6.3). Con un intercambiador iónico se mejora el tratamiento de las aguas residuales de manera que estas pueden ser reutilizadas en el proceso.

•

Para tratar y reutilizar aguas de enjuague, los metales pesados que contienen pueden eliminarse de manera electrolítica. De igual forma puede reducirse electrolíticamente el Cr VI y el cianuro puede oxidarse. De este modo, se evitan los lodos y sales que se forman con el tratamiento típico.

• El empleo de sulfuros (como Na2S u organosulfurados) es necesario si no se cumplen con los límites mínimos de descarga, por lo general de níquel, por la presencia de complejos. Después de realizar la precipitación con lechada de cal y sosa y pasar por el filtro prensa se realiza la precipitación con sulfuros y una filtración final. • En una instalación de precipitación que opera por lotes se puede optimizar el consumo de químicos auxiliares, en comparación con una instalación que opera en continuo. También se puede tener un mayor control de los parámetros de entrada y de los del efluente tratado, con lo que además puede monitorearse la eficiencia del tratamiento. La operación por lotes también facilita la corrección de fallas de operación. Durante la precipitación pueden presentarse fallas, pese a que se haya ajustado a el valor pH óptimo, debido a que existe una mayor concentración de agentes tensoactivos, abrillantadores, aceites, grasas y sales neutras, con lo cual puede afectarse la formación de los flóculos de hidróxido; de igual manera, la precipitación de hidróxidos se obstaculiza por la presencia de formadores de complejos. Para evitar estos problemas una opción es la separación de los flujos de aguas residuales, de acuerdo a su composición, en 78

Detoxificación de cianuro Los cianuros contenidos en el agua residual deben destruirse a través de métodos de oxidación. La oxidación controlada mediante hipoclorito de sodio es muy común, pero en el caso de existir materia orgánica, se puede llegar a la formación de sustancias. De manera alternativa, se sugieren los siguientes procedimientos para optimizar la oxidación de cianuros: • La forma más conveniente para procesar este tipo de efluentes es tratarlas por separado, sobre todo si hay operaciones de niquelado en la planta.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

• Evitar al máximo la mezcla de aguas residuales cianuradas con aguas alcalinas de altos contenidos de materia orgánica (DQO) para prevenir la generación de compuestos organoclorados peligrosos (AOX). • El método más común para la destrucción de los cianuros es mediante la adición de hipoclorito de sodio a un pH controlado, para formar en una primera fase cianatos y en una segunda fase de reacción por oxidación, descomponer los cianatos en carbonatos con desprendimiento de nitrógeno. • A partir de una concentración mayor de 10 g/l de cianuro, debe dosificarse el hipoclorito con precaución para evitar un repentino incremento de temperatura.

Las aguas residuales del proceso de cromado contienen Cr VI, que además de ser altamente tóxico es soluble en todo el rango de pH ácido y alcalino. Sin embargo, el proceso de reducción del Cr VI es muy rápido y permite, además de destoxificarlo, precipitar el poco soluble Cr III. Por lo cual bastan tiempos de reacción de 15 minutos a pH 2-2.5 con bisulfito de sodio (NaHSO3). De manera alternativa, se sugieren los siguientes procedimientos para optimizar la reducción de cromo VI: •

Separar las corrientes contaminadas con cromo VI

•

Se recomienda el tratamiento por lotes

•

Emplear bisulfito de sodio como reductor para pH ácido. En caso de pH alcalino como son las aguas procedentes de la regeneración de resinas, utilizar sulfato ferroso (FeSO4), el cual es barato pero generador de gran cantidad de lodo o tiosulfito de sodio (Na2S2O5) que no incrementa el volumen de lodo aunque su costo es más elevado.

•

Completa la fase de reducción, el cromo III se debe hidroxilar mediante la adición de un álcali, para formar un hidróxido de cromo insoluble que precipita. El sobrenadante será el efluente tratado libre de cromatos.

• Oxidación de cianuros con peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), con este método se oxidan los cianuros a cianatos y con una oxidación adicional se pueden formar agua, ya que no se introducen iones. Actualmente este proceso se limita a el tratamiento de cianuro de sodio. • Los cianatos, generados a partir de la oxidación del cianuro mediante peróxido de hidrógeno, pueden continuar oxidándose hasta agua por medio de radiación ultravioleta o permosulfatos. • Otro medio para oxidar los cianuros es el ozono a altas concentraciones, con el cual se generan cianatos en primera etapa, con el ozono sobrante se puede continuar la oxidación hasta obtener bióxido de carbono y nitrógeno. • Otro método de oxidación de los cianuros es por vía electrolítica. Detoxificación de cromo hexavalente

Tratamiento electrolítico En este caso el tratamiento se realiza mediante reacciones electrolíticas. A diferencia de un tratamiento fisicoquímico, en un tratamiento electrolítico de las aguas residuales de la galvanoplastia, los metales pesados pueden recuperarse en forma de elementos y se evita la producción de lodos. Este tratamiento generalmente se puede realizar mediante módulos de recuperación o celdas electrolíticas. En una celda 79

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

electrolítica la eficiencia catódica es directamente proporcional al área de la unidad electrolítica, al coeficiente de transporte del material y a la concentración del electrolito en el residuo. Por lo tanto si la concentración del metal en el agua residual es pequeña o se requieren obtener concentraciones del efluente muy pequeñas, entonces es necesaria un área muy grande de electrodo y relaciones hidrodinámicas que faciliten un alto coeficiente de recuperación del material, para que el proceso sea rentable. De acuerdo al tipo de agua a tratar y a los requerimientos de descarga o a las necesidades de recuperación, existen diferentes tipos de unidades de electrólisis. La unidad de cama fija consta de una cama de partículas conductivas lo que proporciona una gran área para corrientes con concentraciones bajas. También se pueden usar varias camas. En este tipo de módulo el flujo es ascendente y permite gran contacto entre el líquido y las partículas conductivas. El cátodo de cama fija puede ser regenerado por medio ácido para separar los metales o renovarlo. Si las concentraciones son muy altas (líquidos concentrados o semiconcentrados), es necesario trabajar con superficies de electrodos pequeñas para obtener resultados óptimos. En este caso se puede emplear un electrolito de placa. Las unidades de placas en serie permiten además de la precipitación catódica de iones metálicos, efectuar reacciones anódicas de oxidación (p. ej. cianuro), dentro de la misma corriente electrolítica. El electrodo de placa se puede emplear para tratar o pretratar concentrados o efluentes con cargas mayores y para reciclaje de soluciones en procesos industriales. Si se requiere reducir la concentración al mínimo se puede usar a continuación de un sistema de placa un sistema de cama fija. Cuando se requiere tratar electrolíticamente soluciones en las que pueden ocurrir 80

reacciones redox (p.e. pasar de Fe II a Fe III o la reducción de Fe II a Fe II), o en las cuales no es deseable la reducción y oxidación de estas soluciones, es necesario separar el área catódica de la anódica; para lo cual se puede emplear una serie modular de celdas cilíndricas que las separe. Este tipo de celda se puede emplear tanto para impedir las reacciones redox como llevar a cabo reducciones (p.e. para la precipitación de metales) y oxidaciones (por ejemplo de cianuro), en soluciones diferentes. También se puede emplear para la precipitación de iones metálicos en soluciones con cloruros, sin generación de Cl ; también puede eliminarse el níquel en los baños Watts o en los enjuagues de recuperación. Debido a su construcción, este sistema puede operar a altas tasas de flujo y además permite reducciones de la concentración desde algunos g/l hasta 50ppm. Sistema bipolar, en los casos en que se requiere altos niveles de tratamiento (p.e. desintoxicación de soluciones puras de cianuros o de cromo VI), se pueden emplear unidades modulares de elementos bipolares. En estas unidades todos los electrodos operan por un lado como cátodo y por el otro como ánodo, sólo los electrodos ubicados en los extremos requieren alimentación de corriente. La solución se alimenta en el lado del ánodo con un flujo ascendente y pasa a través de la serie de electrodos, las reacciones se realizan en el electrodo correspondiente, y finalmente la solución tratada sale a través del cátodo del extremo. Con el sistema bipolar es posible trabajar a altas intensidades de corriente, con pocas pérdidas de voltaje. Según las características del agua residual a tratar y los requerimientos de descarga o de recuperación de metales, los sistemas de celdas electrolíticas pueden combinarse para tratar desde flujos pequeños a bajas concentraciones, hasta concentrados de plantas grandes.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Tratamiento de aguas residuales Ø

Separar los flujos de aguas residuales por proceso

Ø

Realizar el tratamiento en batch

Ø

Oxidación de cianuros con hipoclorito de sodio, agua oxigenada, ozono o electroquímicamente

el proceso, que directa o indirectamente pueden minimizar la generación de residuos. Muchas de éstas medidas pueden emplearse en las empresas independientemente del tipo de proceso, y generalmente pueden instrumentarse a bajos costos o sin costo. Las buenas prácticas operativas incluyen: • Capacitación y organización del personal

Ø

Reducción del Cr VI a Cr III mediante bisulfito de sodio o electroquímicamente

• Mejoras en el manejo de materiales e inventarios

Ø

Precipitación de hidróxidos metálicos a pH adecuado

• Mantenimiento preventivo

Ø

Emplear sosa cáustica para ajustar el pH y reducir el volumen de los lodos

• Separación de residuos

Ø

Tratamiento electrolítico de las aguas

• Control de costos de materiales, de manejo de residuos y de operación

Ø

Uso de intercambiadores de iones..

• Programación de la producción

5.7 Medidas generación de reuso/reciclaje

para reducir la residuos mediante

Algunas de las medidas descritas a continuación se tomaron de los Conceptos Empresariales de Manejo de Residuos elaborados para las empresas colaboradoras. Estas medidas no se están aplicando en todas las empresas, ni tampoco son aplicables para todas las empresas, más bien, sirven de información y pueden emplearse de acuerdo al tipo de proceso e infraestructura existente. Las medidas planeadas por las empresas visitadas, generalmente se refieren a mejoramientos de proceso y reducción de residuos e incluyen:

Preparación de piezas • Después de pulir las piezas éstas deberían limpiarse para quitar restos de materiales de pulido o material en exceso, a fin de aumentar la vida útil de los desengrases. • Las piezas pequeñas se pueden pulir con material abrasivo, usando chips de dióxido de silicio y resina, agua y detergentes. Los cuales dan una buena calidad en la preparación de la pieza. Sin embargo, las aguas residuales deben sedimentarse y neutralizarse antes de ser descargadas al drenaje. Proceso •

Los baños calientes pueden cubrirse con cuerpos flotantes de plástico para minimizar las pérdidas de calor por evaporación.

•

Las piezas que han caído en los baños deben sacarse inmediatamente ya que de otra manera provocan contaminación

5.7.1 Recomendaciones referentes a buenas prácticas operativas y de organización Las buenas prácticas operativas son todas aquellas medidas de manejo administrativas o de organización en la empresa, incluyendo

81

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

del baño y fallas en el proceso, esto debe considerarse especialmente en el caso de piezas de zamak, latón y materiales no ferrosos. •

•

Las piezas que durante el proceso de galvanizado no cumplen con los criterios de calidad, se pueden desmetalizar e introducir nuevamente al proceso o venderlas como chatarra.

•

5.7.2 Manejo de Residuos •

Debe evitarse la mezcla de los residuos a fin de aumentar el potencial de recuperación de estos. Especialmente se debe evitar la mezcla de residuos no peligrosos con residuos peligrosos, debido a que la mezcla de éstos es considerada como residuo peligroso. Como el residuo peligroso mezclado es de mayor volumen, se incrementan los costos de manejo y se reducen las posibilidades de reciclaje.

•

El material de embalaje de papel, cartón o plástico debe recolectarse por separado, de esta forma se tiene la posibilidad de vender estos materiales a recicladores.

•

Los residuos de metales como cobre, latón, níquel y acero se pueden vender. Las piezas defectuosas que no puedan reprocesarse pueden venderse como chatarra.

•

De acuerdo con la normatividad los envases que contuvieron materiales peligrosos se consideran residuos peligrosos, por lo que deben ser manejados como tales. Para facilitar su manejo se pueden hacer convenios con los proveedores de estos materiales, a fin de regresar los envases vacíos para su reuso.

•

Los residuos peligrosos deben ser recolectado, transportados y manejados por una empresa autorizada por el INE. La lista de empresas autorizadas para el manejo de residuos peligrosos, se actualiza periódicamente, esta puede ser consultada en la Dirección General de

Deben pueden construir canales para recolectar el agua que escurra al suelo durante el transporte de los bastidores entre líneas, el agua recolectada deberá ser tratada con las demás aguas residuales.

Aguas Residuales •

•

Analizando y monitoreando el agua tratada, es factible que esta pueda ser utilizada nuevamente, si cumple con los requerimientos para el proceso. El agua del intercambiador térmico del baño de anodizado puede usarse como agua de enjugue del desengrase.

•

Se debe utilizar un filtro-prensa para secar los lodos generados en el tratamiento de aguas residuales, con lo que se reduce el volumen de lodos que se envíen a disposición final y los costos disminuyen.

•

Después de un filtro prensa los lodos aún conservan cierto porcentaje de humedad, se recomienda que los lodos filtrados sean secados (p.e. al aire libre) para reducir al mínimo el contenido de agua y el volumen de los lodos a enviar a confinamiento.

82

Debe asignarse a una persona como responsable del tratamiento de las aguas residuales, y del manejo de los lodos.

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Materiales Residuos y Actividades Riesgosas del INE (ver capítulo 9). •

•

•

El aceite gastado se puede enviar a reciclaje térmico, por medio de una compañía autorizada por el INE para elaborar combustible alterno para cementeras. Los tambos en donde se almacenan residuos peligrosos deben marcarse con etiquetas que indiquen el tipo de residuo peligroso y qué debe hacerse en caso de un accidente. En la sección 6.2 se pueden consultar los requerimientos correspondientes al transporte de residuos peligrosos. Los tambos o contenedores para el transporte de residuos deben llenarse a la capacidad máxima permitida por el transportista, a fin de reducir costos de transporte.

5.7.3 Otras medidas Otras sugerencias generales son: •

La capacitación continua de los trabajadores, lleva a una mejor calidad del trabajo.

•

Se debe establecer un concepto de mantenimiento preventivo.

•

Se debe elaborar un instructivo general que describa el manejo de los baños e instalaciones.

•

Los trabajadores deben dotarse de la correcta ropa protectora, lentes, delantal, guantes, mascarillas, etc.

•

Iniciar un programa para registrar las sustancias dañinas para el ambiente en las diferentes áreas, incluyendo las medidas de seguridad para su manejo incluidas en las hojas de seguridad. Este

registro debe incluir los movimientos de los materiales dentro de la planta y los encargados de realizarlos. •

Periódicamente se pueden medir el consumo de energía y agua de la planta y si es posible de cada proceso, con esto se puede tener un mejor control sobre los consumos y costos por proceso; pueden identificarse fugas, determinar la eficiencia de los procesos y los resultados de medidas de minimización instrumentadas.

•

Sólo debe usarse materia prima de alta calidad que cumpla con la especificación. Material de baja calidad puede incrementar el porcentaje de rechazos, los cuales innecesariamente habrán consumido químicos y generado residuos.

5.8 Resumen de medidas de minimización aplicables al giro de la galvanoplastia. En esta sección se presenta un resumen de las medidas de minimización más importantes presentadas en este capítulo, en este además se presentan algunos criterios a considerar en la selección de las medidas, basados en información recabada en las empresas y en referencias obtenidas en otros países. Las medidas se presentan en forma de tablas a fin de que sea más fácil su identificación, además se menciona la sección de este capítulo en el que se abordan más ampliamente. Cabe recordar que las medidas aquí descritas son una guía de minimización para este giro, sin embargo éstas deben analizarse previamente y evaluarse de acuerdo a las condiciones de cada empresa. Además de las medidas aquí resumidas, en este capítulo se abordaron recomendaciones referentes al mantenimiento de tanques de galvanizado (sección 5.4.4); tratamiento de aguas residuales y control de emisiones a la 83

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

atmósfera (sección 5.6); manejo de residuos y buenas prácticas operativas (sección 5.7); las cuales no se han resumido en esta

sección pero que fácilmente en correspondientes.

pueden las

consultarse secciones

Reducción de la viscosidad del baño Adición de Aumento de Reducción tensoactivos la de la temperatur concentració a del baño n de electrolito

Colocación de piezas en bastidores

Menor acumulación de baño en el interior del barril Energía

Reducción de la tensión superficial

Medio

Tabla 5.8-1. Medidas para reducción de arrastres

MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

Resultado esperado

Requerimientos adicionales

Costos

Incrementar el tiempo de escurrido y reducir la velocidad de extracción de piezas Recuperación inmediata de electrolito

En transporte manual pueden instalarse dispositivos para sostener los bastidores Mínimo

Giro barriles sobre baño

de el

Reducción de la viscosidad y tensión superficial Energía

Reducción de la viscosidad

Mejora el escurrido de la pieza

Control del baño

Adaptación de bastidores

Mínimos (en función del tensoactivo) Buena

Medios

Mínimo

Medio

Regular

Regular

Regular

En soluciones de proceso que no se afecten con cambios de temperatura En soluciones de proceso que operan a temperaturas bajas

En la mayoría de las soluciones de proceso

En todos los casos

En electrolitos con márgenes estrechos de tolerancia

-

5.3.1

5.3.1

5.3.1

(menos electrolito adherido a la pieza)

Tensoactivos

Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Muy buena

Buena

En todos los baños de proceso

En todos los baños de proceso

En todas las sol. de proceso compatibles con tensoactivos

Limitantes

En soluciones que puedan pasivarse sobre la pieza (p.e. Ni, decapado) el tiempo de escurrimiento no debe ampliarse a más de 10 seg. 5.3.1

En soluciones que puedan pasivarse sobre la pieza (p.e. Ni, decapado) el tiempo de escurrimiento no debe ampliarse a más de 10 seg. 5.3.1

La concentración de tensoactivo debe ser adecuada, altas concentraciones pueden provocar defectos en las piezas

Ver sección

5.3.1

Tabla 5.8-2. Medidas para optimizar enjuagues Enjuague en cascada MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

84

Enjuague por rocío

Enjuague de recuperación

Conducción en circuito cerrado con intercambiador iónico (I.O.), ósmosis inversa (O.I.) o electrólisis

Agitación en tinas de enjuague

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos Resultado esperado

Mejora el enjuague y ahorro de agua

Mejora el enjuague y ahorro de agua, reducción de arrastres Instalación de aspersores

Recuperación del electrolito arrastrado y ahorro de agua Tanque

Requerimientos adicionales

Tanques o Adaptación de tanques Mínimos - medio Muy buena

Medios Buena

Mínimo Buena

En todos los baños de proceso

En todos los baños de proceso

En todo tipo de baños

Limitantes

Limitado al espacio de la planta: Se reduce la posibilidad de recuperar el electrolito arrastrado, a menos que se combine con un tanque de recuperación

Piezas con geometría sencilla y bien sujetas al bastidor

Ver sección

5.3.2

5.3.2

El retorno de la solución al baño puede ser directa en baños con evaporación elevada. En el caso de baños con poca evaporación el enjuague debe ser concentrado antes de retornarlo al baño. 5.3.2, 5.3.3

Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Recirculación de agua de enjuague y recuperación de metales Equipo de I.O. ó de O.M y agua desionizada Alto Regular

Mejora del enjuague y ahorro de agua

En todo tipo de baños, recuperación de metales Se recomienda con enjuagues de agua desionizada

En todos los casos

5.3.2

5.3.2

Concentración de soluciones mediante evaporador atmosférico o de vacío Concentración de los enjuagues o del enjuague de recuperación, para retornarlos al baño Equipo de evaporación atmosférica, energía Alto Regular - mala

Recuperación de soluciones de desengrase mediante ultrafiltración o microfiltración Recuperación de soluciones de desengrase

Aire o agitadores mecánicos Medio Buena

Las piezas deben estar bien sujetas al bastidor

Tabla 5.8-3. Recuperación de sustancias contenidas en los baños

MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

Resultado esperado

Requerimientos adicionales

Costos Relación costo/beneficio

Recuperación del electrolito con intercambio iónico

Recuperación de metales mediante ósmosis inversa o electrodiálisis

Separación electrolítica de iones metálicos

Recuperación del electrolito. Recuperación de ácido sulfúrico en el baño de anodizado Equipo de I.O., agua desionizada, energía eléctrica

Recuperación del electrolito y agua desionizada

Recuperación interna de metales, en enjuagues o soluciones concentradas

Energía eléctrica, membranas

Equipo de electrólisis y energía eléctrica

Alto Regular – mala

Alto Buena

Bajo - medio Buena

Energía

Alto Regular

85

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia Casos en que se puede aplicar

Limitantes

Ver sección

Recuperación de metales, (p. ej. en electrolitos de sulfato de cobre o níquel y recuperación de Cr). Recuperación de ácido sulfúrico y aluminio en el baño de anodizado Exige mayor control del proceso. Limitado en electrolitos de oro cianurado debido al tipo de complejo

5.3.3

Recuperación de metales en el primer enjuague de cascada. Recuperación de Ni, Cu, Zn, Au , latón.

Uso de agua desionizada en los enjuagues. Las membranas deben ser resistentes a variaciones de temperatura y pH. Poco usado para recuperar Cr. 5.3.3

Puede usarse directamente en enjuagues de recuperación o enjuagues en cascada, principalmente para la recuperación de metales nobles y cobre Se usa principalmente para soluciones concentradas o semiconcentradas . El proceso no se aplica para recuperar cromo

Principalmente en baños calientes (p.ej. baños de cromo).

Baños de desengrase alcalinos que no tengan emulsiones

Baños calientes sin tensoactivos. Se recomienda con el uso de agua desmineralizada

Los materiales de filtración deben ser resistentes a sustancias alcalinas

5.3.3, 5.6.2

5.3.3

5.3.3, 5.4.2

Tabla 5.8-4. Mantenimiento de baños de recubrimiento MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN Resultado esperado

Purificación mediante electrólisis selectiva Eliminar cobre y aditivos degradados

Filtración con carbón activado

Precipitación de metales

Cristalización

Remoción de compuestos orgánicos degradados

Eliminación de compuestos degradados y metales ajenos al proceso Para zinc cianurado: sulfato de zinc. Níquel: agua oxigenada Filtración Bajos Buena

Eliminación de sales con cristalización en frío

Eliminación de carbonatos

Energía eléctrica

Hielo seco y acetona

Bajos Buena

Bajos Buena Baños cianurados

5.4.1

Cristalización

Requerimientos adicionales

Placa electrolítica y filtración continua

Carbón activado, agua oxigenada, análisis periódico del baño

Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Bajos Buena

Bajos Buena

Baños de zinc y níquel. Decapado con ácido sulfúrico

Baños de cobre y níquel

Baños de zinc cianurado y baños de níquel

Pueden eliminarse también aditivos no degradados, por lo que no debe realizarse en periodos demasiado cortos 5.4.1

Se recomienda junto con análisis continuo de los baños

Baños cianurados, alcalinos y decapados con ácido sulfúrico Se recomienda junto con análisis continuo de los baños

5.4.1

5.4.1

Limitantes

Ver sección

86

5.4.1

Congelación y precipitación

Se recomienda junto con análisis continuo de los baños

5. Medidas para evitar o minimizar la generación de residuos

Tabla 5.8-5. Mantenimiento de baños de desengrase MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

Separador de aceite

Resultado esperado

Prolongación de la vida útil del desengrase

Requerimientos adicionales Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Centrifugación

Uso de desengrases acuosos

Recuperación de soluciones de desengrase

Sustitución de desengrases base solvente

Energía eléctrica

Reducción de grasa y aceites en las piezas. Remoción de aceites lubricantes en los baños Energía eléctrica

Energía, filtración previa

-

Mínimos Buena

Media Regular - buena

Elevada Regular

Medianos Buena

Baños de desengrasado con bajo poder de emulsión

Baños de desengrasado con bajo poder de emulsión Prelimpieza de piezas muy engrasadas Remoción de aceites solubles

Baños de desengrasado con bajo poder de emulsión

En todo tipo de aplicaciones

Los materiales de filtración deben ser resistentes a sustancias alcalinas 5.3.3, 5.4.2

Limpieza de piezas con mucha grasa o aceite

Limitantes

Ver sección

Ultrafiltración o microfiltración

5.4.2

5.4.2

5.4.2

Tabla 5.8-6. Mantenimiento de baños de decapado MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

Cristalización

Intercambio iónico

Electrólisis selectiva

Resultado esperado Requerimientos adicionales Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Eliminar iones de fierro

Eliminar iones metálicos

Eliminar cobre y otros metales

Energía, filtración

Equipo de Intercambio iónico

Bajos Buena

Altos Regular

Placa de electrólisis, energía eléctrica Bajos Buena

Baños de decapado con ácido sulfúrico

Soluciones de decapado ácidas, preferentemente para decapados con ácido fosfórico

Limitantes Ver sección

Aplicable para iones sulfato 5.4.3

5.4.3, 5.3.3

Baños de decapado con ácido sulfúrico Compuestos de Cr 5.4.3, 5.4.1

Tabla 5.8-7. Medidas de minimización en el proceso de anodizado MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

Purificación de baños mediante intercambio iónico

Filtración del decapado

Filtración del sellado con carbón activado

Reutilización del enjuague de anodizado

Regeneración de lodos de aluminato de sodio e hidróxido de sodio

87

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia Resultado esperado

Purificación del electrolito, recuperación de ácido sulfúrico del baño de anodizado

Remoción de aluminato de sodio en el decapado

Purificación del baño de sellado

Reutilización para enjuague de decapado o desengrase. Ahorro de agua

Requerimientos adicionales

Equipo de intercambio iónico, agua desionizada, energía eléctrica Alto Baja

Filtración continua

Filtros

Sistema de bombeo

Uso de lodos para generar sulfato de aluminio, que puede emplearse como floculante en el tratamiento de aguas residuales -

Bajos Buena

Bajos Buena

Mínimos Buena

-

Recuperación de ácido sulfúrico y aluminio en anodizado Exige mayor control del proceso.

Decapado con hidróxido de sodio

Sellado con acetato de níquel

Reuso de enjuagues en el desengrase o decapado Se requiere de un análisis previo de ambos enjuagues

5.5, 5.3.3

5.5

5.5

5.5

Soluciones de desengrase y decapado con hidróxido de sodio Generalmente la regeneración se realiza en compañías externas 5.5

Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar

Limitantes

Ver sección

Tabla 5.8-8. Opciones de sustitución de materiales MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN Resultado esperado Requerimientos adicionales Costos Relación costo/beneficio Casos en que se puede aplicar Limitantes

Ver sección

88

Sustitución de baños cianurados por baños ácidos Eliminación del uso de cianuros. Mantenimiento constante del baño

Sustitución de baños cianurados de Zn, con baños neutros de cloruros Eliminación del uso de cianuros Mantenimiento constante del baño, adición de abrillantadores especiales y agentes quelantes

Sustitución de Cr VI por Cr III

Se evita el uso de Cr VI Electrolito nuevo

Altos

Baños de zinc

Baños de Zn

Baños de cobre ácido pueden afectar piezas de zamak

Formación de complejos que pueden dificultar el tratamiento de aguas residuales 5.2.1

5.2.1

Sustitución de baños de cromado con Cr VI Poco usado a nivel comercial. No se obtiene el mismo acabado que con Cr. VI. 5.2.1

6. Aprovechamiento de residuos

6

6.1

Aprovechamiento de residuos

Generalidades

el reuso en la planta, de los subproductos obtenidos.

omo aprovechamiento de residuos se consideran todas aquellas actividades que permitan recuperar un material presente en los residuos, para reintegrarlo a un proceso productivo, o que permitan aprovechar alguna de sus propiedades (p.e. energéticas).

Al aprovechar residuos, deben tomarse en cuenta:

El aprovechamiento de residuos debe llevarse cabo de acuerdo a las disposiciones legales, en las que se señala que éste no debe causar daño al medio ambiente, a la salud o al bien común, también deben considerarse las disposiciones aplicables en materia de seguridad e higiene en el trabajo. Debe además prestarse especial atención en aquellos residuos que puedan aprovecharse para ser reincorporados como materia prima en nuevos productos

• La energía a usar y/o a obtener.

C

Se pueden realizar dos tipos de aprovechamiento de residuos: el aprovechamiento material (recuperación de materiales) y el aprovechamiento energético (aprovechamiento para generar energía). Siempre debe procurarse el aprovechamiento con el cual se puedan utilizar mejor las características del residuo (valor energético, valor socioeconómico, etc.), aplicando los siguientes criterios: • Debe existir una vía de aprovechamiento técnicamente viable y económicamente factible. • Debe haber cantidades suficientes del residuo para que el aprovechamiento sea rentable. • Para el aprovechamiento material debe existir un mercado, o debe considerarse

• Los efectos ambientales previsibles, generados durante el proceso de recuperación.

• La acumulación de impurezas en productos secundarios, en los residuos a aprovechar o en los productos que se obtienen de éstos. • La protección de los recursos naturales. En los siguientes párrafos se describirán las diferentes opciones de aprovechamiento y las condiciones previas para este. 6.2 Posibilidades de aprovechamiento de los lodos del giro de la galvanoplastia La posibilidad de aprovechar un lodo depende de su contenido metálico y tipo de metal presente. La conducción y el tratamiento de flujos parciales de aguas residuales, así como la precipitación con sosa ofrecen la posibilidad de generar un lodo más aprovechable. 6.2.1 Métodos de aprovechamiento Los métodos de aprovechamiento pueden clasificarse de manera general en dos categorías, en primer lugar, están los procedimientos enfocados a recuperar el contenido metálico del lodo para reincorporarlo al mercado, estos métodos deberían tener la preferencia al analizar las

89

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

posibilidades de aprovechamiento; la segunda categoría incluye los procedimientos que aprovechan el contenido no metálico (mineral) en el lodo. Los métodos de la primera categoría pueden clasificarse en dos procedimientos fundamentalmente diferentes para recuperar metales de lodos del proceso de galvanizado:

• Tratamiento hidrometalúrgico. Estos métodos de aprovechamiento disponibles son utilizados para la recuperación de los metales presentes en el lodo, sin embargo, un lodo debe presentar un determinado contenido de metal de valor (p.e. económico) para que pueda ser aprovechado. Además, debe asegurarse que el resto de las sustancias contenidas en el lodo no perturben el proceso de aprovechamiento. de

Los métodos de aprovechamiento pirometalúrgico se aplican, en la mayoría de los casos, en plantas metalúrgicas no ferrosas que se especializan en el procesamiento de materias primas secundarias. En los hornos de estas plantas preferentemente se procesan materiales lo más puros posible, tales como chatarra, viruta y polvos de pulido, que generalmente se generan en mayor cantidad. En el aprovechamiento pirometalúrgico pueden usarse lodos del proceso de galvanizado como material sustituto o diluyente para materias primas naturales. Los lodos del proceso de galvanizado representan, en cuanto a su cantidad, sólo un pequeño porcentaje de las materias primas de estas plantas pirometalúrgicas y se procesan solamente como lodos

90

determinadas

En general se deben considerar una serie de factores relacionados con la composición del lodo que afectan las posibilidad de aprovechamiento por esta vía: • La humedad del lodo • Bajos contenidos del metal a recuperar

• Tratamiento pirometalúrgico.

Aprovechamiento pirometalúrgico lodos de la galvanoplastia

monometálicos o con combinaciones de metales.

• Presencia de metales pesados (cadmio, mercurio, etc.) que pueden generar emisiones, por lo que su presencia se considera excluyente • El contenido de materia orgánica (p.e. aditivos) • La existencia de cloruros, azufre y los compuestos que especifique cada planta • La existencia de cianuros libres, por el riesgo que supone el transporte y manejo de los lodos Los lodos enviados a tratamiento deben presentar una composición lo más uniforme posible para evitar que afecten el proceso pirometalúrgico. Los diferentes compuestos contenidos en el lodo (metales pesados, compuestos orgánicos como por ejemplo formadores de complejos, abrillantadores, compuestos de cloro orgánicos, calcio, etc.) no deben aumentar las emisiones al aire o al agua generadas en el proceso, tampoco deben limitar el aprovechamiento de la escoria metalúrgica generada ni perturbar la operación normal de la planta. Las plantas recuperadoras tienen especificaciones para la concentración máxima de determinadas sustancias que puede aceptarse a fin de no alterar el proceso. Los valores límite dan un margen de aprovechamiento, sin embargo el lodo puede modificarse con otro material para ajustarse a estos valores.

6. Aprovechamiento de residuos

Cuanto más alto es el contenido de sustancias que interfieren en el lodo y cuanto más bajo el contenido de metales de valor, el costo de manejo de los lodos se incrementa. Aunado a esto, si el contenido de sustancias que pueden perturbar el proceso sobrepasa el límite que la planta metalúrgica acepta, se rechaza la utilización. Los contenidos metálicos de las resinas de intercambiadores iónicos cargadas y no regenerables también pueden recuperarse de manera pirometalúrgica. En este procedimiento las resinas se queman. Además del procesamiento de los lodos de la galvanoplastia en plantas metalúrgicas, existen otros métodos pirometálurgicos como el método de horno rotatorio o el método de fundición de plasma, los cuales, sin embargo, no se distinguen fundamentalmente de la utilización de lodos por plantas metalúrgicas. En todos estos procedimientos, los componentes del lodo se liberan durante el proceso en forma de metales, escorias y emisiones gaseosas. Los contaminantes contenidos en el lodo son incorporados en la escoria e inmovilizados o llegan al aire como productos de desintegración junto con las emisiones. La escoria metalúrgica puede usarse como material de construcción. Puesto que generalmente en los procesos pirometalúrgicos no se generan residuos nuevos, una mayor utilización de estos métodos significaría una menor carga para los confinamientos controlados de residuos peligrosos, además del uso más eficiente de los recursos naturales de metales.

Aprovechamiento hidrometalúrgico de lodos de la galvanoplastia En la regeneración hidrometalúrgica, los metales contenidos en los lodos del proceso de galvanizado se recuperan a través de una combinación de varios métodos químicos en

húmedo, como p. ej. la precipitación, extracción, cristalización o electrólisis. Por eso son aptos para procesar residuos líquidos. Los materiales sólidos, antes de ser procesados, tienen que someterse a un proceso de disolución o neutralización. A diferencia de los métodos pirometalúrgicos, los procesos hidrometalúrgicos se desarrollaron especialmente para la regeneración de materias primas secundarias pero, en la mayoría de los casos, no han llegado más allá de las pruebas a nivel laboratorio. Con los métodos hidrometalúrgicos, los materiales de valor contenidos en los residuos se recuperan como metales puros o sales metálicas. Todos los métodos tienen en común la redisolución selectiva de los compuestos de metales pesados difícilmente solubles, presentes en el lodo. Los metales puros o sales metálicas se recuperan o por extracción, precipitación selectiva, intercambio iónico, cristalización o electrólisis. En la mayoría de los casos, varios de estos procesos individuales se combinan. Estos métodos son, en primer instancia, adecuados para procesar residuos líquidos, por lo cual los materiales sólidos (sales metálicas y lodos de galvanizado), antes de ser procesados, tienen que someterse a un proceso de disolución o lixiviación. El agua residual que se genera con los métodos hidrometalúrgicos, tiene que tratarse según las sustancias que contenga. Con estos métodos hay, en principio, el problema de que aún pequeñas cantidades de cromo (del orden de 1%) perturban considerablemente el proceso y no lo hacen viable. Puesto que con esta forma de tratamiento pueden separarse de un lodo diversos metales de manera diferenciada, también es posible aprovechar lodos de mezclas de metales. Sin embargo, desde el punto de

91

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

vista ecológico, los métodos químicos en vía húmeda deben evaluarse críticamente porque en ellos se trabaja con una cantidad considerable de químicos de tratamiento, y en parte se pueden generar más residuos de los que se eliminan.

sustancias que lo impiden, la empresa generadora puede buscar opciones para reducir la concentración de estas sustancias perturbadoras en el lodo (por ejemplo, tratamiento de flujos parciales, sustitución de materiales, etc.).

6.2.2 Sugerencias para incrementar las posibilidades de aprovechamiento de los lodos.

Generalmente, a través de las medidas internas descritas a continuación, en la mayoría de los casos las posibilidades de aprovechamiento metalúrgico de los lodos de la galvanoplastia generados puede incrementarse.

Un lodo del proceso de galvanizado debe cumplir ciertos requisitos para que una empresa recuperadora lo acepte. Los requerimientos de estas empresas se refieren, por una parte, al contenido mínimo de metal y, por otra parte, al contenido máximo de sustancias en el lodo que pueden afectar el proceso de aprovechamiento correspondiente y finalmente al volumen de lodo a manejar. La empresa recuperadora necesita, en última instancia, un análisis completo del lodo para poder decidir si éste se puede utilizar y en qué condiciones. Si actualmente un lodo no se está aprovechando, la empresa debería contactar a empresas recuperadoras y solicitar las especificaciones particulares para que un lodo pueda aprovecharse. En caso de que el aprovechamiento fracasara por algunas

92

• Descarga, recolección y tratamiento separados de los flujos de aguas residuales parciales conforme a los materiales de valor metálicos contenidos en ellos, y generación de lodos monometálicos en la medida de lo posible. • En el mayor grado posible, durante el tratamiento de aguas residuales disminuir el uso de medios de floculación que generen lodo (por ejemplo, compuestos de hierro o aluminio). • Dar prioridad al uso de sosa en lugar de lechada de cal para la alcalinización en el tratamiento de aguas residuales.

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

7

7.1

Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

Almacenamiento interno

E

n general, tanto los residuos no peligrosos como los peligrosos generados por las industrias deben almacenarse de manera tal, que no tengan un impacto negativo sobre el ambiente o sobre los trabajadores. Por tanto el sistema de almacenamiento debe prevenir los riesgos a través de las medidas técnicas y administrativas establecidas en los reglamentos y normas correspondientes, en materia de manejo de sustancias, materiales y residuos peligrosos. En el mismo sentido se deberá cumplir con los requerimientos establecidos en la normatividad en materia de Seguridad e Higiene en el Trabajo y en el Reglamento de la LGEEPA en materia de Residuos peligrosos. A continuación se presentan algunas referencias a la legislación ambiental vigente en México respecto al almacenamiento de residuos y sustancias peligrosas. Mayor información sobre la legislación aplicable se encuentra en el capítulo dos, sin embargo para mas detalles se sugiere consultar directamente los reglamentos y normas expedidos por las autoridades correspondientes. 7.1.1 Medidas de gestión • La instalación y operación de sistemas de almacenamiento requiere de la previa autorización de la Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca (a través del Instituto Nacional de Ecología).

• Los movimientos de entrada y salida de residuos peligrosos del área de almacenamiento deberán quedar registrados en una bitácora, indicando fecha de movimiento, origen y destino del residuo peligroso. 7.1.2 Medidas técnicas Seguridad • El almacén de residuos debe estar separado de las áreas de producción, servicios, oficinas y del almacén de materia prima o productos terminados. • El tipo y tamaño de las áreas de almacenamiento deben estar de acuerdo al tipo, cantidad, composición y consistencia y características de peligrosidad de los residuos; tomando en consideración la incompatibilidad de estos, de acuerdo a la NOM-054-ECOL1993. • Los químicos se almacenarán de tal forma que no puedan reaccionar juntos en caso de averías. Esto se logra, por ejemplo, almacenando por separado ácidos y cianuros. • Queda prohibido almacenar residuos peligrosos en cantidades que excedan la capacidad instalada del sistema de almacenamiento. • Colocar señalamientos y letreros alusivos a la peligrosidad de los residuos, en lugares y formas visibles.

93

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

• En el caso de almacenes no techados, no deberán almacenarse residuos peligrosos a granel cuando éstos produzcan lixiviados. • Se debe contar con pasillos lo suficientemente amplios, que permitan el tránsito de montacargas mecánicos, eléctricos o manuales, así como el movimiento de los grupos de seguridad y bomberos en casos de emergencias. Protección contra incendios y explosión • Las áreas de almacenamiento, en las cuales se almacenan residuos inflamables, deben equiparse con dispositivos de alarma y con sistemas de extinción de incendios. El equipo de alarma debe estar conectado a una central de vigilancia donde siempre haya una persona trabajando. • En el caso de los hidrantes, éstos deberán tener una presión mínima de 6 2 kg/cm , durante por lo menos 15 min. • En las áreas de almacenamiento cerradas, las paredes deben estar construidas con materiales no inflamables. • En las áreas donde pueda generarse una atmósfera explosiva, deben instrumentarse medidas contra explosiones para evitar acumulación de vapores peligrosos. Las instalaciones eléctricas deben ser diseñados a prueba de explosión. • Se deben instalar equipos para la extracción de gases y vapores tóxicos y explosivos, cuando estas emisiones puedan ser liberadas por los residuos en espacios cerrados. • En el caso de almacenes cerrados, las instalaciones de ventilación forzada y 94

extracción deben tener una capacidad de recepción de por lo menos seis cambios de aire por hora. La ventilación debe surtir efecto también cerca del piso. • Los almacenes abiertos, sin techos, deben contar con pararrayos, detectores de gases o vapores con alarma auditiva, cuando se almacenan residuos volátiles. • En las áreas de producción donde se almacenan sustancias o combustibles inflamables, que se utilicen como materia prima, las cantidades almacenadas deben limitarse a un día de trabajo. • El llenado de sustancias inflamables o combustibles debe realizarse con equipo de seguridad, el cual debe tener conexión a tierra. Protección al agua y suelo • El almacén debe construirse con un piso de concreto que esté equipado de un revestimiento superficial resistente e impermeable a los medios a almacenar. • Las áreas de almacenamiento de residuos muy tóxicos, tóxicos y peligrosos para el agua deben techarse y protegerse contra las lluvias. • En caso de almacenes abiertos, los pisos deben ser lisos y de material impermeable en la zona donde se guardan los residuos y de material antiderrapante en los pasillos. • En el caso de almacenes abiertos no deben estar localizados en sitios por debajo del nivel de agua alcanzado en la mayor tormenta registrada en la zona, más un factor de seguridad de 1.5. • Las áreas de almacenamiento de líquidos, deben contar con equipos y/o medios de absorción, muros de

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

contención y fosas de retención con capacidad de contener una quinta parte de lo almacenado, para la captación de los derrames de residuos o sus lixiviados.

• El almacén debe asegurarse contra el acceso de personas no autorizadas. 7.1.3 Medidas de organización

• Los pisos deben contar con trincheras o canaletas que conduzcan los derrames a las fosas de retención, y sistema de bombeo para la extracción de líquidos. Seguridad en el trabajo • El aire saturado de las áreas de almacenamiento cerradas y de los lugares de trabajo debe ser captado lo más eficientemente posible, y se debe garantizar mediante las medidas adecuadas que no se generen emisiones inadmisibles a la atmósfera. • Se deben mantener en existencia equipos de protección para los trabajadores, los cuales deben localizarse en lugares de fácil acceso. • En las áreas donde se almacenan residuos que contienen sustancias tóxicas y corrosivas, deben instalarse duchas de emergencia y lavadores de ojos. • Se deben instalar sistemas de comunicación para casos de emergencia (equipo de llamada general, teléfono, interfon, alarmas acústicas y ópticas)

La instrumentación de buenas prácticas de gestión y organización dentro de la empresa, puede llevarse a cabo rápidamente, sin mucho esfuerzo y bajos costos, estas deberán abarcar todos los niveles en el organigrama de la empresa. Una buena organización y el contar con lineamientos claros de trabajo pueden limitar los efectos de una falla, de modo que estas fallas no lleguen a convertirse en un incidente mayor. Los lineamientos para cada área o proceso pueden presentarse en forma de instructivos de operación. A continuación se mencionan algunas medidas relevantes. • Describir específicamente las actividades de cada trabajador así como sus responsabilidades. • Describir específicamente las medidas de seguridad a seguir al trabajar con sustancias y residuos peligrosos. • Las áreas de almacenamiento temporal de residuos peligrosos deben estar señaladas con letreros visibles. Los señalamientos deben hacer resaltar las características de peligro de los residuos almacenados.

• Deben estar disponibles equipos para limpiar las áreas de almacenamiento y de trabajo.

• Contar con instructivos de operación, los cuales deben contener todas los lineamientos técnicos de operación y de seguridad para el personal.

• Se garantizará que un sistema de alumbrado de emergencia ilumine suficientemente las rutas de evacuación y las áreas de trabajo.

• Especificar las disposiciones de seguridad que deben seguir todo el personal externo y visitantes.

• Las puertas de emergencia deben abrir en dirección de la salida (hacia afuera) y cerrarse automáticamente.

Se sugiere que el gerente de operación responsable haga firmar a cada uno de los trabajadores una hoja anexa a los

95

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

instructivos de operación, a fin de garantizar que los ha leído. Los trabajadores que manejen sustancias peligrosas deben ser instruidos periódicamente sobre el manejo adecuado de sustancias peligrosas. La instrucción debería incluir también la formación y capacitación en primeros auxilios, el mantenimiento de equipos de seguridad y el manejo de vehículos y máquinas (p. ej. montacargas). 7.2

Etiquetado de envases

Para garantizar el transporte seguro de residuos peligrosos se debe cumplir con requisitos específicos de clasificación e identificación de los mismos. A continuación se mencionan las normas que regulan su clasificación e identificación, así como la documentación requerida para el transporte de residuos peligrosos. • Los residuos peligrosos a transportar deben ser etiquetados de acuerdo a las clases principales, subclases, señalando el número UN (Número de Naciones Unidas) listadas en la NOM-002-SCT 2/1994 y el tipo de embalaje (tablas NOM003-SCT4/1994). • Las sustancias no indicadas en éstas tablas (por ejemplo también mezclas) se clasificarán por el remitente mismo (generador de residuos). Esta clasificación se presentará ante la Secretaría de Comunicaciones y Transporte, para su análisis y conocimiento. En el caso de mezclas, la clasificación se orientará en el componente más peligroso. • Los empaques de sustancias peligrosas tienen que ser codificados con etiquetas resistentes a la intemperie, de acuerdo al formato de los rótulos de riesgo especificado en la NOM-003-SCT2/1994. Los rótulos se aplicarán centrados en la lateral. 96

• Las unidades de transporte en carretera o en ferrocarril tienen que ser equipadas con placas de advertencia, bien legibles, que deben contener, como mínimo, la siguiente información (NOM-004SCT2/1994): a) Características principales de la peligrosidad de la sustancia transportada, sus características químicas y físicas. b) El número de identificación UN. • Los rótulos son obligatorios también en contenedores impregnados con residuos. • La siguiente información específica para identificar los residuos peligrosos transportados, se indicará en el Documento de Embarque y en los formatos con los datos de seguridad: a) La determinación oficial de la sustancia transportada según el listado que se presenta en la NOM-002-SCT2/1994. b) Clases y subclases de la sustancia. En el caso de las sustancias de la clase 1 (explosivos), deberán registrarse adicionalmente los grupos de compatibilidad, que se describen en la NOM-009-SCT2/1994. c) El número UN y el número de envase y embalaje. d) Volumen y masa de peligrosa transportada.

la

sustancia

• En el transporte de residuos se deberá colocar previamente la denominación "residuo". • En sustancias que requieren de una regulación de temperatura (subclase 4.1, sólidos inflamables y subclase 5.2

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

peróxidos orgánicos), se indicarán la temperatura de control y la temperatura en caso de emergencia. Aparte, se indicará el riesgo secundario 4 "explosivo". • El documento de Información de Emergencia debe contener la descripción de la sustancia, los números telefónicos de especialistas en seguridad, y los procedimientos a seguir en caso de emergencia. • Deben determinarse los requerimientos especiales para las sustancias de las clases 1 y 5.2. Esto concierne también la compatibilidad en el transporte y en el almacenamiento conjuntos (NOM-025-SCT2/1994). 7.3 Requerimientos legales para el transporte Para el transporte de sustancias no peligrosas no existen requerimientos especiales. Para el transporte de residuos peligrosos deben considerarse el reglamento y la normatividad vigente que emite la Secretaria de Comunicaciones y Transporte en materia de sustancias, materiales y residuos peligrosos, que toma en consideración los posibles riesgos que los residuos puedan implicar durante su manejo y transporte. Algunas normas de interés para la industria de la galvanoplastia se encuentran listadas en el capítulo dos de este documento. Para mayor detalle deberán consultarse los textos de las normas aplicables directamente. En particular para las unidades de transporte de residuos peligrosos se aplican las siguientes normas: • Los camiones de carga deben ser inspeccionados diariamente según criterios determinados y esto debe

documentarse en una bitácora verificación (NOM-006-SCT2/1994).

de

• En cuanto a la carga y descarga seguras de los contenedores y su fijación en el transporte por ferrocarril; los conductores de los camiones de carga deben ser capacitados periódicamente, por lo menos en lo que se refiere a la carga y a la descarga de las pipas de gasolina (NOM-018-SCT2/1994). • Para el transporte de residuos y materiales peligrosos es necesario contar con un documento que contenga la información básica relativa a la identificación, riesgos y medidas de emergencia para su transporte (NOM043-SCT2/1994). • Las disposiciones generales para la limpieza y control de remanentes de substancias y residuos peligrosos en unidades de transporte (NOM-019-SCT21994) 7.4

Precios de manejo

Los costos del manejo de los residuos, tanto de transporte como de disposición final, particularmente de residuos peligrosos, significan hoy en día un factor que no debe ser despreciado por las empresas. El Concepto Empresarial de Manejo de Residuos es uno de los instrumentos de planeación más importante para crear transparencia en el flujo de los residuos, a fin de tomar las medidas necesarias para reducir los costos de su manejo. Es muy probable que estos costos aumentarán en los próximos años, tanto en México -a más tardar con la puesta en operación de los CIMARIs- como en muchos otros países. En este contexto nos permitimos volver a destacar la importancia de la minimización de los residuos como prioridad de manejo antes de recurrir al tratamiento o disposición final. Esto está siendo considerado en México como parte del Plan Nacional de

97

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Minimización y Manejo de Residuos 19962000. Sin embargo la infraestructura del manejo aún está en proceso de construcción; de manera que todavía no existe información uniforme y completa sobre los precios del manejo de residuos en México.

•

generalmente el precio de manejo es por tambo, independientemente del volumen que contenga o su peso.

•

los costos para un mismo residuo varían dependiendo de su contenido de humedad

De las visitas a las empresas se obtuvo un panorama de los costos de manejo de residuos, sin embargo aún existe un conocimiento insuficiente sobre los precios del manejo de residuos, debido a que muchas empresas no tenían contabilizados los costos de manejo de sus residuos o sólo proporcionaban información en forma aproximada. A lo anterior se tiene que agregar que frecuentemente el margen de los costos del manejo de residuos del mismo tipo es muy amplio. Esta variación puede deberse a las siguientes causas:

En la siguiente tabla se presentan los rangos de precios del manejo de residuos por tonelada, tomados de los conceptos de manejo de residuos evaluados durante las visitas, para dar un panorama de la variedad de los costos de manejo por residuo.

•

•

•

•

contabilidad deficiente y, por consiguiente, también desconocimiento de los costos reales. el manejo de cantidades pequeñas, al ser calculado por tonelada, es mucho más costoso que el manejo de grandes cantidades (p.e., costos de transportación). el manejo de los residuos no es el adecuado, ya que muchos residuos peligrosos se mezclan entre sí o se mezclan con residuos sólidos industriales o municipales no peligrosos. existen diferentes métodos de manejo y/o tratamiento para un mismo residuo

La reducción en los costos de manejo de residuos industriales puede lograrse mediante: •

evitar mezclar residuos de distintos tipos, especialmente residuos peligrosos con no peligrosos

•

el incremento de la conciencia ambiental y de calidad en el personal de la empresa

•

la unión de empresas generadoras de pequeñas cantidades de residuos para formar “asociaciones de generadores de residuos” y reducir así los costos de transporte y manejo.

•

Almacenar los residuos con el menor contenido de humedad posible.

•

Llenar completamente los tambos o los contenedores de recolección y acordar la frecuencia de recolección más adecuada, de acuerdo a la generación de la empresa.

Tabla 7.4-1. Precios de manejo de residuos en la industria de la galvanoplastia. Tipo de residuo

Tipo de manejo

Aceite lubricante gastado

Reciclaje

Residuos sólidos municipales (Basura municipal)

Relleno sanitario

Carbón activado contaminado

Confinamiento

98

Precios por ton [$/ton] 1580.00 90.00 – 1500.00 1600.00

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

Tipo de residuo

Tipo de manejo

Precios por ton [$/ton]

controlado Lodos de aceite lubricante gastado

Reciclaje como combustible alterno

600.00

Lodos de cianuro de sodio y cianuro de cobre

Estabilización y confinamiento controlado

3000.00

Lodos de cromado

Confinamiento controlado

2500.00

Lodos de desengrase y decapado

Confinamiento controlado

1215.00-2250.00

Lodos de galvanoplastia

Confinamiento controlado

1300.00 – 3000.00

Lodos de lavador de gases

Confinamiento controlado

1264.00

Lodos de niquelado

Confinamiento controlado

1300.00- 2250.00

Lodos de tropicalizado

Confinamiento controlado

1300.00

Lodos de tratamiento de las aguas residuales provenientes Confinamiento del lavado de metales para remover soluciones controlado concentradas

1050.00 – 2250.00

Lodos del proceso de limpieza por vibrado y barrilado

Confinamiento controlado

2000.00

Lodos provenientes de las operaciones de desengrasado Confinamiento que contienen residuos de percloroetileno controlado

1500.00

Residuos de percloroetileno

Reciclaje

Materiales de limpieza y auxiliares empleados en proceso Confinamiento de galvanoplastia controlado

800.00 3000.00

Residuos del área de pulido

Relleno sanitario

Resinas de intercambio iónico

Confinamiento controlado

1600.00

Polvos de pulido

Confinamiento controlado

1250.00

7.5 Vías alternas para el reciclaje, reuso, tratamiento y disposición final de residuos.

100.00

Después de haber descrito el almacenamiento interno, etiquetado y transporte de los residuos que no pueden evitarse, a continuación en la tabla 7.5-1, listamos las vías de manejo y disposición

99

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

final recomendadas para los residuos generados en este giro, tomando como referencia los tipos de manejo establecidos en el reglamento técnico TA ABFALL de Alemania y la Ley de manejo cíclico o recirculación (Kreislaufwirtschaftgestz, 1996). Algunas de las alternativas de tratamiento de los residuos aún no están disponibles en México, sin embargo, se espera que en un futuro próximo se encuentren en funcionamiento los primeros Centros Integrales de Manejo de Residuos Industriales (CIMARIS).

Nacional de Ecología es la autoridad a contactar para obtener un listado actualizado de las empresas autorizadas para llevar a cabo el transporte, reciclaje, tratamiento o disposición final de residuos peligrosos. La denominación oficial de los residuos listados puede encontrarse en la tabla 3.2-2. Claves de manejo:

Al seleccionar alguna de las vías propuestas de aprovechamiento o eliminación, deben observarse los valores límite para los distintos componentes de los residuos que se requieren en cada tipo de manejo. Las vías de manejo o eliminación mencionadas en la columna “Manejo actual” son las vías empleadas por las empresas entrevistadas y, por lo tanto, sólo son ejemplos para el giro. La lista incluye también residuos que no son atribuibles al proceso de galvanizado directo; pero estos otros residuos se generan frecuentemente en trabajos preparativos o en instalaciones que se operan paralelamente con la galvanización. En la tabla las vías de manejo se indican en el orden de preferencia a pretender, esto es reciclaje antes de tratamiento y tratamiento antes de disposición final. El Instituto

z

Reuso interno tratamiento)

directo

C

Aprovechamiento material interno, reuso interno con tratamiento previo

A

Reciclaje

g

Aprovechamiento térmico en hornos rotatorios de la industria cementera (combustible alterno)

TFQ

Planta de tratamiento físico-químico

'

Planta de oxidación residuos peligrosos

térmica

de

POT

Planta de oxidación residuos municipales

térmica

de

e

Relleno sanitario de residuos sólidos municipales

1

Confinamiento controlado de residuos peligrosos

CS

Confinamiento subterráneo (minas de sal clausuradas)

X

No se indica ningún método de manejo.

Tabla 7.5-1. Vías de manejo recomendadas Tipo de residuo

Vía de manejo sugerida

Vía de manejo según “TA Abfall”

Manejo actual

Residuos de aceites y materiales impregnados de aceite Aceite lubricante gastado

100

A /g

TFQ / '

(sin

No tiene m anejo externo

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

Tipo de residuo

Vía de manejo sugerida

Vía de manejo según “TA Abfall”

Manejo actual

Aceites gastados de corte y enfriamiento en las operaciones de talleres de maquinado

A /g

'/ TFQ

Confinamiento

Guantes de trapo impregnados con aceites

g

'/ POT

Se envían al relleno sanitario

TFQ / 1

Se vende a una compañía la cual lo recicla para obtener sulfato de aluminio

Residuos del Anodizado Aluminato de sodio

A /C TFQ / 1

Lodos del tanque de decapado de aluminio y tierra de sosa

A /C TFQ / 1

TFQ / 1

Se vende a una compañía recicladora, la cual recicla este residuos para obtener sulfato de alum inio

Lodos de hidróxidos de aluminio

A /C TFQ / 1

TFQ / 1

Los lodos y sedimentos se venden a una compañía, la cual agrega H2SO4 para obtener sulfato de aluminio

Residuos de la producción general: aluminio

A /C/1

1/ '

Residuos de la producción general: aluminio y costales de polipropileno (PP), mezclado con residuos municipales

C/g /1

Reciclaje

X

1/ ' X

Reciclaje y los residuos orgánicos se envían a relleno sanitario

Efluentes de enjuagues Efluente de los enjuagues ácidos-alcalinos

TFQ

X

Se descargan al drenaje municipal

Efluente de los enjuagues del cromatizado

TFQ

X

Se descargan al drenaje municipal

Efluente de los enjuagues del galvanizado.

TFQ

X

Se descargan al drenaje municipal

Efluente de los enjuagues del niquelado, cadmizado y estañado

TFQ

X

Se descargan al drenaje municipal

Efluentes del enjuague del proceso de anodizado

TFQ

X

Se descargan al drenaje m unicipal

Lodos de cianuro de sodio y cianuro de cobre

TFQ / 1

TFQ / 1

Se envían a estabilización, los transporta y trata una compañía autorizada *

Lodos del baño de cromo

TFQ / 1

TFQ / 1

Se envían al relleno sanitario junto con la basura municipal

Lodos

Se envían a confinamiento controlado Lodos de galvanizado

TFQ / 1

TFQ / 1

No hay manejo almacenamiento interno

externo,

101

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Tipo de residuo

Vía de manejo sugerida

Vía de manejo según “TA Abfall”

Manejo actual Disposición controlado

final

en

confinamiento

Disposición controlado

final

en

confinamiento

de

TFQ / 1

TFQ / 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

Lodos de tratamiento de las aguas residuales provenientes del lavado de metales para remover soluciones concentradas

A /1 TFQ / 1

1/ ' TFQ / 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

Lodos de metales pesados de la planta de tratamiento

A /1

1/ '

Disposición controlado

final

en

confinamiento

A / TFQ / 1

TFQ / 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

TFQ / 1

TFQ / 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

A /1

1/ TFQ

Disposición controlado

final

en

confinamiento

TFQ /1

1/ TFQ

No son sometidos a tratamiento

Lodos de hidróxido metales pesados

Lodos de niquelado Lodos gases

del

lavador

de

Lodos del proceso de limpieza de vibrado y barrilado Lodos del proceso tropicalizado

de

Lodos del zincado

proceso

de

TFQ / 1

TFQ / 1

Lodos secos de enjuagues ácidos alcalinos

los y

A /1

'/ 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

TFQ / 1 TFQ / 1

TFQ / 1 TFQ / 1

Disposición controlado

final

en

confinamiento

Disposición controlado

Lodos secos de los enjuagues del niquelado, cadmizado y estañado

final

en

confinamiento

Disposición final en confinamiento controlado, cuando completen un tambo de 200 l

Soluciones gastadas y sedimentos de baños Soluciones gastadas provenientes del crom ado

A / TFQ / 1

TFQ / 1

No existe manejo externo, ya que se les almacena en la planta

Soluciones gastadas y residuos provenientes del niquelado

TFQ / 1

TFQ / 1

No existe manejo externo, ya que se les almacena en la planta

Soluciones gastadas y residuos provenientes del tropicalizado

1

TFQ / 1

Disposición controlado

Soluciones gastadas y sedimentos del anodizado

A / TFQ / 1

TFQ / 1

-

102

final

en

confinamiento

7. Vías de manejo, tratamiento y disposición final de residuos

Tipo de residuo

Vía de manejo sugerida

Vía de manejo según “TA Abfall”

Manejo actual

Soluciones gastadas y residuos de baños cianurados de operaciones de galvanoplastia

TFQ / 1

TFQ / 1

No existe manejo externo, ya que son almacenados en la planta

Soluciones gastadas y sedimentos del cobrizado

TFQ / 1

TFQ / 1

-

Soluciones gastadas sedimentos del zincado

TFQ / 1

TFQ / 1

-

' TFQ / '/ 1

'/ Cs TFQ / Cs / '/ 1

y

Soluciones residuales de las determinaciones analíticas del laboratorio de control de calidad

Se descargan a la red de alcantarillado

Residuos y soluciones gastadas de procesos de desengrase Aserrín impregnado gasolina blanca

Lodos de desengrase y decapado Lodos de limpieza percloroetileno

G

'/ POT

Se envía al relleno sanitario

TFQ / 1

TFQ / 1

Disposición controlado

'/ 1

'

con

con

en

confinamiento

Próximamente contratarán servicios de una empresa autorizada para su manejo *

'/ 1

Disposición controlado

final

A /'

'

Se envían destilación

a

A /'

'

N.I.

g /e

X

Disposición final en relleno sanitario

A / e/ 1

1/ e

Lodos provenientes de las operaciones de desengrasado

'

Residuos Percloroetileno

de

Solventes halogenados gastados, en operaciones de desengrasado

/1

final

en

confinamiento

reciclaje

mediante

Residuos del área de pulido Pelusa de discos de pulido Polvo de pulido

Se envía al basurero municipal Transporte al sitio de disposición final, por la compañía Química Omega, S.A. Se envían al relleno sanitario

Residuos pulido

del

área

de

Polvos de zinc

A / e/ 1

1/ e

z /C/1

1

Se envían a relleno sanitario

C/e

X

Disposición final en relleno sanitario

Los residuos son enviados al relleno sanitario, existe las posibilidad que una parte de estos sean recuperados para su reciclaje

Residuos sólidos municipales Residuos

sólidos

103

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Tipo de residuo

Vía de manejo sugerida

Vía de manejo según “TA Abfall”

Manejo actual

municipales (basura) Envases y materiales de empaque Contenedor metálico cromato de zinc

de

z

Envases de materia prima

C/1

'/ 1

/ A/ C / e g /1 z /1

1/ ' 1/ '

X

Disposición controlado

final

en

confinamiento

Se entregan al proveedor para reuso

Envases y tambos usados en el manejo de materiales peligrosos

1 z /1 ' 1/ e

1/ ' 1/ ' '/ POT 1/ e

Papel de empaque de los perfiles

AG

X

Se regala para reciclaje, a cambio del servicio de recolección de la basura municipal.

X

Los recoge un servicio particular y los reutiliza

C

X

Venta a otros pulidores

g / 1/ e

1/ e

Se envía al relleno sanitario

g

'/ POT

Se envían a relleno sanitario

g /'

'/ 1

Disposición controlado

1

1/ e

Se mezclan con los residuos sólidos municipales

Alambre de cobre

C

X

Se vende para reciclaje

Chatarra metálica

C

X

Se vende para reciclaje

C/ g C

X

Se vende para reciclaje

z

Sacos de materia prima

/C

N.I.

Equipo y material auxiliar gastado Cepillos gastados Equipo gastado

de

seguridad

Guantes, franelas, jerga

estopas,

Material filtrante gastado Carbón activado saturado Filtros desechados mezclados con partículas de fierro, polvo e hidróxido de níquel

final

en

confinamiento

Otros

Tarimas de madera chatarra metálica

y

N.I.: no se dispone de información *

104

El listado de empresas autorizadas puede ser consultado en la Dirección General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas (ver capítulo 9).

8. Fuentes de financiamiento

8

Fuentes de Financiamiento

L

a instrumentación de medidas de minimización, en algunos casos requiere de cierta inversión, para realizar modificaciones en la planta o para la adquisición de equipo auxiliar. A fin de que esto no sea una limitante a continuación se presenta información proporcionada por dos instituciones de financiamiento, que cuentan con programas para la prevención de la contaminación. Para más información en el capítulo siguiente se tiene un listado con los datos para contactar estos organismos así como de las instituciones que han colaborado en la elaboración de este manual. En cuanto a fuentes de financiamiento se presentan los programas de FUNTEC: Fundación Mexicana para la Innovación y Transferencia de Tecnología en la Pequeña y Mediana Empresa A. C. y NAFIN: de Nacional Financiera. 8.1

largo plazo, y el costo-beneficio es superior comparado con las medidas de control tradicionales. Funtec promueve proyectos de prevención de la contaminación para financiar a las PyMEs en la evaluación e instrumentación de proyectos de prevención de la contaminación a fin de: •

Evitar barreras comerciales no arancelarias para los productos de exportación,

•

Apoyar la sobrevivencia y consolidación de las PyMEs,

•

Eficientizar procesos,

•

Cumplir con la normatividad,

•

Ampliar los mercados con productos ambientalmente limpios,

•

Compromiso social.

FUNTEC

FUNTEC cuenta con el Fondo para Proyectos de Prevención de la Contaminación, FIPREV. El FIPREV es un fondo establecido por FUNTEC y la Comisión para la Cooperación Ambiental en América del Norte (CCA), para financiar proyectos de prevención de la contaminación en industrias pequeñas y medianas en México. El fondo tiene como objetivo apoyar a las pequeñas y medianas empresas (PyMEs) en la realización de inversiones y transferencia de tecnología, cuyo fin sea la prevención de la contaminación. Las ventajas económicas y ambientales de realizar este tipo de proyectos, se centran en el hecho de que prevenir la contaminación da mejores resultados en el

Tipo de créditos: ü Para Estudios de Evaluación Ambiental: Investigación y diagnóstico que se realice en una pequeña o mediana industria mexicana, para identificar las medidas que se requieran para la prevención de la contaminación. ü Para Proyectos Ejecutivos: instrumentación de medidas de prevención de la contaminación, que demuestren ventajas económicas y ambientales, y que hayan sido

105

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

identificadas en un Estudio de Evaluación Ambiental. Financiamiento 1. Los apoyos se concederán en moneda nacional o en dólares (para empresas que exporten). 2. Se financiarán proyectos hasta por el 80% de su costo total con un máximo en moneda nacional, al equivalente de US dlls. $12,000 para los estudios de evaluación ambiental y US dlls. $ 30,000 para proyectos ejecutivos. 3. La tasa de interés será de TIIE +2 en moneda nacional y LIBOR +3 en US dlls. 4. El plazo de pago se determinará en función de la capacidad de generación de flujo del proyecto, con un máximo de 54 meses incluido el periodo de gracia necesario para la instrumentación. 5. Las formas de pago se acordarán dependiendo de las características del proyecto.

a) Ser una industria mexicana legalmente constituida b) Ser una Sociedad Anónima, y por excepción las pequeñas empresas podrían ser Sociedades de Responsabilidad Limitada c) Presentar una propuesta de estudio de evaluación ambiental y/o un proyecto ejecutivo.

106

8.2

Nacional Financiera -NAFIN

Dentro de los programas con que cuenta NAFIN, en materia de apoyo a la industria y en materia ambiental se encuentran: ü Operaciones de crédito de segundo piso, ü Créditos a Tasa fija, ü Garantías, ü Operaciones de crédito de primer piso, ü Programa NAFIN-PNUD (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo) para la Modernización Tecnológica, ü ECIP (European Community Investment Partners), ü NAEF (North America Environmental Fund). A continuación programas.

8.1.1 Requisitos principales

d) Acreditar capacidad administrativa, adecuada ejecución del proyecto.

e) Que las empresas tengan un flujo de efectivo suficiente para acreditar el proyecto.

técnicopara la

se

8.2.1 Operaciones segundo piso

describen

de

Crédito

estos

de

Este programa tiene como objetivo financiar los proyectos de inversión de las micro, pequeñas y medianas empresas, que tengan por objeto prevenir o eliminar las emisiones contaminantes, el reciclaje de sustancias contaminantes, o bien, la racionalización del consumo de agua y energía. Estas operaciones se dirigen hacia: •

Realización de estudios, asesorías técnicas y capacitación, relacionados

8. Fuentes de financiamiento

con el proyecto de mejoramiento ambiental de la empresa, •

Adquisición o reacondicionamiento de maquinaria y equipo, para la modernización de la producción y la prevención de la contaminación,

•

Construcción de plantas y distritos de control para tratamiento de aguas residuales industriales,

•

Aportaciones de capital accionario que realicen personas físicas o morales, para cualquiera de los fines anteriores.

Características. 1. Los créditos se otorgan en moneda nacional o US dólares. 2. La tasa de interés en moneda nacional es de TIIE más margen del intermediario financiero; para US dlls, esta estará en función del plazo, tomando como base la Tasa Libor a 3 meses. 3. El plazo de pago será de hasta 20 años, incluyendo el periodo de gracia.

2. La tasa de interés en moneda nacional es de TIIE; para crédito base US dlls, esta será la Tasa Libor a 3 meses. 3. El plazo de pago será de hasta 20 años, incluyendo el periodo de gracia de 3 años como máximo. 4. El monto será hasta por el 75% del costo del proyecto. 8.2.3 Programa de Garantías Este programa tiene como objetivo el facilitar a las empresas el acceso a recursos de largo plazo, complementando el nivel de garantías que requieren los bancos. El riesgo que asuma NAFIN será hasta por el 50% del crédito que otorguen los bancos. Para proyectos de desarrollo tecnológico y medio ambiente, el porcentaje se determinará de acuerdo al tamaño de la empresa: ⇒ 80% para micro y pequeña empresa, ⇒ 75% para mediana, ⇒ 70% para grande.

8.2.2 Operaciones de crédito de primer piso Estas tienen como objetivo el otorgar financiamiento en forma directa a empresas que lleven a cabo proyectos de mejoramiento ambiental.

8.2.4 Créditos a Tasa Fija

Sujetos de apoyo:

Estos créditos tienen como finalidad el brindar apoyo adicional a las empresas, mediante la realización de subastas de recursos entre los bancos comerciales, para que estos puedan canalizar créditos a tasa fija.

Empresas pequeñas, medianas y grandes del sector industrial.

Las ventajas para las empresas en este caso son.

Características: 1. Los créditos se otorgan en moneda nacional o US dólares

• Certidumbre en la planeación financiera • Tasas de interés competitivas

107

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

• Plazos razonables para la maduración de los proyectos.

2. La tase de interés es la Tasa Nafin de 22.75% al mes de abril de 1998.

Características:

8.2.6 ECIPEuropean Investment Partners

Community

1) El monto puede ser: a) hasta 10 millones a través de la banca comercial. b) hasta 1 millón a través intermediarios financieros bancarios.

de no

2) Plazo, ambos incluyen periodo de gracia hasta de 6 meses: a) hasta 3 años para capital de trabajo.

En este caso el objetivo es apoyar coinversiones de empresas medianas y pequeñas en el sector de medio ambiente, en las que participen inversionistas mexicanos y europeos. Los tipos de apoyo otorgados pueden ser: • Financiamiento para estudios de factibilidad, fabricación de prototipos y plantas piloto, • Aportación de capital en la empresa conjunta,

b) hasta 5 años para activos fijos. 8.2.5 Programa NAFIN – PNUD para la modernización tecnológica Este programa tiene como objetivo elevar la competitividad y eficiencia de las pequeñas y medianas empresas, mediante la canalización y financiamiento de asistencias técnicas para la incorporación de nuevas tecnologías y para la atención de problemas de contaminación ambiental. En este caso puede financiarse la asistencia técnica que requieren las empresas para prevenir o solucionar problemas de contaminación ambiental, así como para incorporar tecnologías limpias.

Características 1. El monto puede ser hasta por el 85 % de la inversión sin exceder de 30,000 US dlls.

• Financiamiento para capacitación técnicos y cuadros gerenciales. 8.2.7 NAEF–North Environmental Fund

de

America

Este programa tiene como fin invertir en empresas manufactureras o de servicios cuyo giro principal de negocios sea la prevención y control de la contaminación y/o la restauración del medio ambiente, entre las áreas consideradas están: • Energía alternativa, • Plantas de tratamiento de aguas, • Manejo de hospitalarios,

residuos

peligrosos

y

• Reciclamiento de productos. Características: 1. Son sujetos de apoyo todas aquellas empresas pequeñas y medianas con

108

8. Fuentes de financiamiento

actividades relacionadas con el medio ambiente.

3. El porcentaje de participación del fondo será con el 25% del capital social de la empresa.

2. El monto de la aportación de capital será hasta de 3 millones de US dlls., con una temporalidad de 5 a 7 años.

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Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

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Contactos para más información

COMISIÓN AMBIENTAL METROPOLITANA

Secretaría del Medio Ambiente del Gobierno del Distrito Federal Dirección General de Proyectos Ambientales Subdirección de Residuos Peligrosos Plaza de la Constitución No. 1, 3er. Piso Col. Centro C.P. 06000 México D.F. Tel.: 521 81 60 y 542 24 83

Instituto Nacional de Ecología Dirección General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas Av. Revolución 1425, niveles 13 y 33 Col. Tlacopac, Del. Alvaro Obregón C.P. 01040, México, D.F. Tel.: 624 34 33, 624 34 18, 630 94 32 http://www.ine.gob.mx

CONCAMIN Confederación de Cámaras Industriales Gerencia de Ecología Manuel Ma. Contreras No.133, 2o Piso Col. Cuauhtémoc C.P. 06500, México D.F. Tel.: 566 75 27, 566 78 22

110

9. Contactos para más información

CANACINTRA Cámara Nacional de la Industria de la Transformación Av. San Antonio No. 256 Col. Ampliación Nápoles, Del. Benito Juárez C.P. 03849 México D.F. Gerencia de Ecología Tel.: 563 34 00, ext. 203, 206, 307, 398 Email: [email protected] Canacintra - Sección No. 72 Industriales de la Galvanoplastia Tel.: 563 34 00 ext. 236, 239 a 241 Fax: 611 57 03 TÜV ARGE MEX - GTZ Secretaría del Medio Ambiente del Gobierno del Distrito Federal Dirección General de Proyectos Ambientales Plaza de la Constitución No. 1, 3er piso Col. Centro C.P. 06500, México D.F Tel.: 521 08 68, 723 65 78, 723 65 79 Email: [email protected]

CMPML Centro Mexicano para la Producción más Limpia Av. Instituto Politécnico Nacional s/n, Edif. 9 de Laboratorios Pesados Unidad Profesional Adolfo López Mateos (Zacatenco) C.P. 07738, México, D.F. Tel.: 729 60 00 ext. 55053 y 729 62 01 Email: [email protected]

CENICA

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Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos e Industriales para el Giro de la Galvanoplastia

Centro Nacional de Información y Capacitación Ambiental UAM - Iztapalapa, Edificio de Ciencia y Tecnología Ambiental Av. Michoacán y Purísima Col. Vicentina, Del. Iztapalapa C.P. 09340, México D.F. Tel.: 613 38 21 y 724 46 00 ext. 2592

FUNTEC Fundación Mexicana para la Innovación y Transferencia de Tecnología en la Pequeña y Mediana Empresa A.C. Manuel Ma. Contreras 133-105 Col. Cuauhtémoc. C.P. 06597, México, D.F. Tel.: 591 00 02, 591 00 88, 591 00 91 Email: [email protected]

NAFIN Nacional Financiera Dirección de Capacitación y Asistencia Técnica Insurgentes Sur 1971, Torre 3 - piso 11 Col. Guadalupe Inn C.P. 01020, México, D.F. Tel.: 325 66 70 y 71 Fax: 325 66 65 Email: [email protected]

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11. Anexos

10

Bibliografía

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Abwassertechnik in der Produktion, laufend ergänzte Loseblattsammlung, WEKA Fachverlag, Augsburg

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Pollution