o SUSTITUCION DE MATERIAS PRIMAS

¿Es posible?

Hay materias primas que pueden reemplazarse sin grandes

inconvenientes.

¿Cuáles?

a) TENSOACTIVOS NO BIODEGRADABLES (NONILFENOL)

Continuamos analizando los Principios de PL en su industria:

¿Por qué debo sustituir las materias primas?

Porque manejo materiales peligrosos…

SE UTILIZA PORQUE… Es un excelente tensoactivo

Es a simple vista más barato

Lo ofrecen los proveedores del sector

No SE debiera UTILIZAR PORQUE… No es biodegradable Causa efectos MUY perjudiciales en los

ecosistemas acuáticos donde vivo

La Comunidad Europea lo prohibió

COMO REEMPLAZARSE… Por otros tensoactivos biodegradables

dependiendo del tipo de suciedad a remover Alternativa a consultarse con cada proveedor Analice los costos a partir de la planilla

siguiente

Módulo 3

b) CIANUROS DE SODIO O POTASIO

c) CROMO HEXAVALENTE (CRVI)

No SE debiera UTILIZAR POR… Seguridad de planta

Cuidado del ambiente donde vivo

La Comunidad Europea lo prohibió

COMO REEMPLAZARSE… Por otros formulaciones sin cianuros para

baños de desengrase y de cinc alcalino Requieren un control estricto y limpieza

controlada Analice los costos a partir de la planilla

siguiente Resultados exitosos comprobados

SE UTILIZA PORQUE… Son muy buenos complejantes

Dan excelentes resultados También se han utilizado en la formulación

de desengrasantes

Trabajan en una amplia gama de composiciones

No SE debiera UTILIZAR POR… La Comunidad Europea ha prohibido el

ingreso de materiales que contengan esta sustancia

COMO REEMPLAZARSE… Otras formas Libres de Cromo presentes en

el mercado

SE UTILIZA PORQUE… Proporciona resistencia adicional a la

corrosión

EXCEPCIÓN: Baños de Cobre Alcalino y Plata

d) SOLVENTES CLORADOS

d) BENZALDEHÍDOS CLORADOS

Insertar planilla de Verónica

No SE debiera UTILIZAR POR… Son materiales peligrosos, la sustancia y sus

residuos

Puede afectar seriamente la salud de los operarios si no se trabaja en condiciones adecuadas

Pueden causar un fuerte impacto ambiental cuando no se gestionan adecuadamente

COMO REEMPLAZARSE… Por solventes en base acuosa Excepción: Materiales pulidos con ceras y

siliconas utilizadas como desmoldantes

SE UTILIZA PORQUE… Tienen un excelente desempeño como

desengrasantes

No SE debiera UTILIZAR POR… En Europa se encuentra restringido el uso

COMO REEMPLAZARSE… Abrillantadores libres de BC (Próximo a

lanzarse) Analice los costos a partir de la planilla

siguiente

SE UTILIZA PORQUE… Funcionan como abrillantadores

o MODIFICACIÓN DE LOS PROCESOS - ENJUAGUES

EFICIENTES

Primera acción: colocar bandejas de escurrido entre las cubas de

materiales resistentes.

¿Posee bandejas de escurrido entre las cubas? Si No ______

¿De qué material son? _________________________________

Segunda acción: Seleccione la alternativa más adecuada según las

necesidades del proceso y las posibilidades de su empresa.

Escurrido Piezas

¿Cómo lograr eficiencia del proceso? Sin olvidar calidad y costos

Tipos de Enjuague

de recuperación

estanco

de recupero

de entrada - salida

reactivos

de recupero

químicos o “Lancy

en CASCADA

ENJUAGUES DE RECUPERO EN SERIE -

PROCESO: CROMADO DURO

Baño Enjuague

recupero

Otros

enjuagues

Sentido de circulación de las piezas

Agua

Piezas

Enjuagues Baño

Permite reponer las pérdidas de un baño (por evaporación y arrastre). La recuperación es mayor si se disminuye el arrastre y aumenta la evaporación en el baño.

Piezas

Su función es la de retener la mayor parte posible del contaminante arrastrado por la pieza

Piezas tratadas

El contenido de estos enjuagues debe ser tratado antes de volcarlo a la red de desagües.

Desventaja: Cuando aumenta la concentración de contaminantes no

brinda una calidad uniforme, y si no se descarta a tiempo se corre el

riesgo de contaminar la etapa que sigue en el proceso.

1. ENJUAGUE DE RECUPERACIÓN

2. ENJUAGUE ESTANCO

3. ENJUAGUE DE ENTRADA - SALIDA

Baño

Enjuague de Entrada - salida

Material a procesar

Material procesado

Decapado ácido

Enjuague c/ arrastre

ácido

Desengrase alcalino

Enjuague c/ arrastre

alcalino

Piezas a

procesar

Piezas

procesadas

Arrastre

alcalino

Arrastre ácido

Neutralizació

n

Efluente

Agua

Se aplica en baños que trabajan a temperatura ambiente.

Equilibra los arrastres de entrada y salida del baño y recupera

hasta el 50% de los materiales que se pierden por arrastre.

Los contaminantes se neutralizan al utilizarse como alimentación

para el enjuague de desengrase el efluente del enjuague del

decapado.

Cuidado!!! A veces pueden causar problemas de calidad en el proceso

4. ENJUAGUES REACTIVOS

5. ENJUAGUES QUÍMICOS (MÉTODO “LANCY”)

A continuación se detalla la aplicación de los enjuagues químicos en

la eliminación de cromatos y cianuros.

ELIMINACIÓN DE CROMATOS

ELIMINACIÓN DE CIANUROS

Baño Enjuague

químico

Enjuague de

recupero

Enjuagues

en cascada

A tratamiento de aguas residuales

Agua

Piezas

Aplicación del método “Lancy” como parte de las etapas de enjuague

Baño de Cromo

Enjuague Estanco o de Recuperación

Opción I

Opción II

Metabisulfito de

sodio – PH 2,5

Soda

cáustica

Hidrosulfito de

sodio – PH 10 Enjuague

final

Piezas a procesadas

Este tratamiento es apropiado para piezas provenientes de un baño

de cinc cianurado o latonado, en el caso de un baño de cobre

cianurado sólo sirve si el cobre es el último metal que se

depositará. Se recomienda que haya buena ventilación.

Fig. 19 - Enjuagues en cascada

Los enjuagues en cascada ahorran gran cantidad de agua

AUMENTO DE LA EFICIENCIA EN LAS ETAPAS DE ENJUAGUE

Piezas

a enjuagar

Piezas enjuagadas

Agua

limpia

Efluente

Piezas a procesar

Baño

Cianurado

Enjuague

de recupero

Hipoclorito

de sodio

PH 10

Enjuague

final

6. ENJUAGUES EN CASCADA

Se puede lograr una reducción significativa del consumo de agua,

mejorando la eficiencia del enjuague, teniendo en cuenta lo

siguiente:

Ubicación de la entrada / salida de agua

Movimiento de las piezas la velocidad de mezclado se acelera

más de 100 veces

Soplado de aire a través del agua, el cual genera una

turbulencia que remueve y mezcla la solución del baño

Movimiento del agua a través de eductores; producen una

buena agitación de todo el líquido

Uso de humectantes, ayuda al desplazamiento de la película

de líquido concentrado.

Aumento de la temperatura del agua, un enjuague caliente es

más efectivo que uno frío.

Enjuague spray

Alimenta el agua por el fondo

Extrae por la superficie

Para estimar el caudal óptimo de enjuague; Los cálculos

requieren: a) Medición o estimación del arrastre (con las

piezas más difíciles de enjuagar) y b) Concentración necesaria

en la última etapa de enjuague. Luego se aplica la ecuación:

Caudal = Arrastre (Cbaño / Cúltima etapa) 1/n

Baño Calidad del enjuague (Cbaño /Cúltima etapa )

Desengrase 500 a 1000

Decapado 1000 a 2000

Cincado (libre de CN) 1000 a 5000

Otros recubrimientos (libres de CN) 2000 a 10000

Cincado cianurado 5000 a 10000

Otros baños cianurados (latón, Ag, Cu) 10000

Cromado 10000 a 50000

Pasivados al CrVI 200 a 2000

Valores orientativos de calidad de enjuague

Control constante del caudal de enjuague

Las cubas de enjuague deberán ser lo más pequeñas posible

y de iguales dimensiones.

Sistema de aspersión

Ganchera

Fig. 20 - Enjuague por aspersión o spray

Indicadores asociados con la eficiencia de los enjuagues:

- Consumo de agua

- Generación de aguas residuales y efluentes

o SUSTITUCIÓN DE PROCESOS

El proceso es más caro que el cincado, pero además los

compuestos de cabmio son altamente tóxicos, por lo que la

demanda de cadmiado se encuentra en la actualidad restringida a

usos aeronáuticos y militares, habiéndose sustituído en el resto del

mercado por el cincado, el estañado o el galvanizado.

Cincado alcalino cianurado

El baño de cincado alcalino cianurado es más caro de operar que el

libre de cianuro y el ácido, pero es muy tolerante y fácil de trabajar.

Hoy en día hay muchas empresas que lo utilizan (sobre todo las

pequeñas), si bien poco a poco va siendo reemplazado por el

alcalino libre de cianuro, ya que en este caso no se requiere

modificar las cubas que se utilizan en el proceso.

Cobreado alcalino cianurado

Los intentos por introducir a escala comercial un proceso de cobre

alcalino libre de cianuros han fracasado hasta el momento. Sin

embargo, en algunas aplicaciones es posible eliminar o reemplazar

la capa de cobre de estos recubrimientos multicapa.

En el proceso de cromado decorativo tradicional de piezas y partes

de acero se aplican en realidad tres recubrimientos: cobre, níquel y

cromo. En la industria automotriz, donde las exigencias ambientales

se vuelven cada vez más estrictas, muchas terminales en sus

especificaciones prohíben el uso de cobre como base del cromado

de paragolpes y otras autopartes. En su lugar se utilizan dos y hasta

tres capas de níquel (“biníquel” y “triníquel”) que se aplican a partir

de baños con diferentes aditivos y que en conjunto brindan una

adecuada resistencia a la corrosión.

o CALEFACCIÓN EFICIENTE Y AISLAMIENTO DE CUBAS

Para minimizar el consumo de combustible debe procurarse por un

lado la máxima transferencia de calor de la llama a la cuba y por

otro la mínima transferencia de calor de la cuba al ambiente.

Calefacción eficiente

Aislamiento de cubas

Un aislamiento correcto de las cubas puede ahorrar hasta un 50%

de combustible.

Tubo

“V”

Indicadores asociados con la sustitución de procesos:

- Consumo de productos químicos

- Uso de productos químicos peligrosos

- Generación de residuos

- Riesgo de accidentes

Los laterales pueden aislarse con placas de espumas plásticas

(poliuretano o polietileno), siempre y cuando no reciban los gases

calientes del quemador cuando este se ubica debajo de la cuba.

Debe tenerse en cuenta que más de la mitad de las pérdidas de

calor en una cuba se producen por la superficie del líquido, debido

mayormente a la evaporación de agua. Por ello se recomienda

mantener las cubas tapadas en los casos en que sea posible.

También es útil taparlas de un día para el otro o utilizar esferas

plásticas.

o GESTIÓN EFICIENTE DE EMISIONES GASEOSAS, AGUAS

RESIDUALES Y RESIDUOS - RECUPERACIÓN DE

MATERIALES

Prevención, control y tratamiento de emisiones gaseosas

Indicadores asociados con la calefacción eficiente y el aislamiento

de cubas:

- Consumo de combustibles

- Generación de gases de efecto invernadero

- Generación de emisiones en las cubas

Proceso /

Operación Efectos Contaminantes que emiten

Cromado

Olores, irritación de ojos y vías respiratorias,

disfunciones hepáticas, perforación de tabique nasal,

cáncer de pulmón. CrVI

Limpieza con solventes

Olores, náuseas, dolor de cabeza, irritación de ojos y

vías respiratorias, cáncer de hígado. COVs, C2HCl3, C2Cl4, etc.

Pintado, laqueado Irritación de ojos y vías respiratorias, náuseas, olores. PM, COVs

Pulido, arenado Irritación de ojos y vías respiratorias, silicosis. PM

Galvanizado Olores, irritación de ojos y vías respiratorias. Zn, PM, HCl

Anodizado Irritación de ojos y vías respiratorias. HNO3, H2SO4

Decapado Olores, irritación de ojos y vías respiratorias. HCl, H2SO4, HNO3, NO2, HF, H2S

Baños alcalinos Irritación de ojos y vías respiratorias. PM, Alcalinidad (NaOH, Na2CO3)

Emisiones gaseosas en la industria de tratamientos superficiales

Medidas preventivas

1. Disminuir la concentración o temperatura de los baños

Los baños de desengrase deberían operarse a la mínima

temperatura posible, ya que esto también conduce a un ahorro de

energía.

Los baños de decapado generalmente se preparan con ácido

clorhídrico. Normalmente se utilizan concentraciones de hasta 50%.

Estas soluciones emiten vapores corrosivos e irritantes. Las

emisiones se reducen significativamente si se preparan soluciones

más diluidas (aunque deberá tenerse en cuenta que el tiempo de

proceso se incrementará).

Existen diversas formulaciones para los baños de cromado. Debe

preferirse aquellas de baja concentración (en el orden de los 250 g/L

de ácido crómico) respecto de las de alta concentración (400 g/L),

ya que además de reducirse el arrastre, generará nieblas con menor

contenido de ácido crómico.

2. Agregado de espumígenos

Los productos agregados para generar espuma deben ser

compatibles con la formulación del baño. Por otra parte, estos

productos pueden causar efectos indeseables (exceso de espuma)

en los enjuagues o baños agitados con aire.

3. Uso de esferas plásticas

Utilizar esferas plásticas que flotan en los baños reduce la

evaporación y por lo tanto la generación de emisiones, sobre todo

en baños que trabajan a temperatura (en este caso también reducen

la pérdida de energía).

Minimización de emisiones Uso de esferas plásticas en un baño de cromado decorativo

En síntesis; MÓDULO 3: “Medidas de Producción Más Limpia y sus potenciales impactos en procesos de tratamientos superficiales”:

ASPECTOS

Orden, limpieza y

mantenimientoX X X

Mantenimiento de

bañosX X

Prevención de

derrames, pérdidas y

accidentes

X X X X X

Minimización del

arrastreX X X X

Capacitación X X X X XSustitución de materias

primasX X X X X

Adecuada configuración

de enjuaguesX X X X

Sustitución de procesos X X X X

Calefacción eficiente y

aislamiento de cubasX X

Segregación de aguas

residualesX X X

Sistemas de

recuperación de

materiales

X X X X X

Manejo integral del

tratamiento de aguas

residuales

X X

Segregación de otras

corrientes residualesX X

MEDIDAS

Consumo de

productos

químicos

Generación de

aguas

residuales /

efluentes

Generación

de residuos

Riesgo de

accidentes

Consumo

de agua

Consumo de

energía /

combustibles

Uso de productos

químicos peligrosos

Generación de

emisiones (gases de

efecto invernadero,

COVs)

Es el momento de realizar su auto - evaluación del módulo 3, comencemos: Llene el siguiente cuestionario marcando con una cruz (X) las respuestas adecuadas:

1. Incorporar a un proceso un enjuague de recupero reduce:

2. .-El enjuague químico sirve para:

3. Implementar enjuagues en cascada:

4. En una cuba que trabaja en caliente, la mayor parte del calor se pierde por:

A. Mano de obra.

B. Consumo de energía.

C. Consumo de productos químicos.

D. Tiempo de proceso.

A. Disminuir el caudal de efluentes.

B. Neutralizar contaminantes peligrosos.

C. Prolongar la vida de los baños.

D. Mejorar el escurrido.

E.

A. Ahorra agua.

B. Reduce el consumo de productos químicos.

C. Genera menor caudal de efluentes.

D. Prolonga el tiempo del proceso

A. Los laterales de la cuba

B. El fondo de la cuba

C. La superficie del liquido

D. Arrastre con las piezas

5. El cadmiado puede sustituirse por: (marcar con x la opción incorrecta)

Felicitaciones ha finalizado el módulo 3 y ha concluido esta capacitación.

En síntesis; DE TODO EL CURSO: Después de realizar este curso, usted esta en posición de: o Utilizar una metodología de trabajo sencilla para encontrar

soluciones sistemáticas para sus problemas ambientales o Mejorar el aspecto general de la planta o Facilitar el mantenimiento del orden y la limpieza o Minimizar el movimiento de materiales y personas o Eliminar el goteo de líquidos al piso o Reducir la generación de residuos y el consumo de agua o Reconocer los beneficios económicos con la paliación de estas

medidas Recuerde que el objetivo que nos propusimos al comenzar este curso era ayudarlo a encontrar las soluciones sustentables adecuadas para su industria. Desde este punto de vista, la Producción Limpia es ante todo una estimulación de nuevas ideas a través de una vista externa, vista que ahora usted ya posee.

Ingrese al donde podrá hallar la Guía Sectorial “Tratamiento de Superficie y Producción Limpia” o efectuar consultas para ampliar su información sobre los temas tratados. En realidad, el siguiente curso tuvo éxito porque usted hizo su mayor esfuerzo para hacerlo y promoverlo. Felicitaciones!!!

A. Cincado

B. Anodizado

C. Latonado.

D. Estañado