P2 InfoHouse · 2018. 6. 13. · una estrategia propia de Producción Limpia en empresas del sector...

Índice

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Ref.15/PR2600/TEXTO.DOC

ÍNDICE POR CAPÍTULOS

0. RESUMEN ........................................................................................................................ 71. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 132. LEGISLACIÓN AMBIENTAL EN EL SECTOR DEL MECANIZADO DEL METAL163. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO......................................................... 214. PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DEL MECANIZADO ...................................... 325. MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA ....................................................................... 406. VALORACIÓN DETALLADA DE LAS PRINCIPALES MEDIDAS DEPRODUCCIÓN LIMPIA......................................................................................................... 517. VALORIZACIÓN EXTERNA DE LOS FLUIDOS DE CORTE .................................. 638. BASES PARA LA TOMA DE DECISIONES EN PRODUCCIÓN LIMPIA................ 689. SITUACIÓN ACTUAL DE VARIAS EMPRESAS ANALIZADAS ............................ 72

Libro Blanco. Mecanizado

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ÍNDICE GENERAL

0. RESUMEN........................................................................................................................ 71. INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 13

1.1 ANÁLISIS DEL SECTOR DEL MECANIZADO Y SU IMPORTANCIA EN LA COMUNIDADAUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO............................................................................................... 13

2. LEGISLACIÓN AMBIENTAL EN EL SECTOR DEL MECANIZADO DEL METAL162.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL .................................................................... 162.2 RESIDUOS INERTES ....................................................................................................... 172.3 RESIDUOS PELIGROSOS (RP)......................................................................................... 172.4 LICENCIA DE ACTIVIDAD CLASIFICADA........................................................................ 192.5 NORMATIVA DE APLICACIÓN ........................................................................................ 20

3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO ........................................................ 213.1 ASPECTOS GENERALES DEL MECANIZADO .................................................................... 21

3.1.1 Principios y requerimientos básicos en los procesos de mecanizado del metal .. 213.1.2 Flujos de entradas y salidas en los procesos de mecanizado. Influencia sobre eldesengrase........................................................................................................................ 253.1.3 Factores de influencia en los procesos de mecanizado........................................ 26

3.2 PRODUCCIÓN LIMPIA Y CALIDAD APLICADA EN PROCESO ............................................. 304. PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DEL MECANIZADO...................................... 32

4.1 RESIDUOS DE FLUIDO DE CORTE AGOTADO ................................................................... 324.2 FUGAS Y SALPICADURAS .............................................................................................. 344.3 ARRASTRES EN PIEZAS Y VIRUTAS ................................................................................ 354.4 NIEBLAS Y OTRAS EMISIONES AMBIENTALES ................................................................ 354.5 VIRUTAS Y LODOS METÁLICOS ..................................................................................... 364.6 CONTAMINACIÓN DEL SUELO INDUSTRIAL.................................................................... 374.7 UTILIZACIÓN DE SUSTANCIAS PELIGROSAS ................................................................... 384.8 RESIDUOS DIVERSOS DE PROCESO................................................................................. 39

5. MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA....................................................................... 405.1 SIGNIFICADO Y ALCANCE DE LA PRODUCCIÓN LIMPIA EN EL SECTOR DEL MECANIZADO405.2 LÍNEAS DE ACTUACIÓN EN PRODUCCIÓN LIMPIA........................................................... 425.3 MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA PARA CADA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DELSECTOR DEL MECANIZADO DE METAL ................................................................................... 435.4 ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA PROPUESTAS. ESTABLECIMIENTODE CRITERIOS........................................................................................................................ 45

6. VALORACIÓN DETALLADA DE LAS PRINCIPALES MEDIDAS DEPRODUCCIÓN LIMPIA ........................................................................................................ 51

6.1 MECANIZADO EN SECO ................................................................................................. 516.2 MECANIZADO UTILIZANDO LA MÍNIMA CANTIDAD DE LUBRICANTE (MQL) ................. 536.3 UNIDADES DE MANTENIMIENTO.................................................................................... 556.4 PLAN DE CONTROL DEL FLUIDO DE CORTE .................................................................... 57

6.4.1 Aceites de corte ................................................................................................... 586.4.2 Fluidos de corte acuoso ....................................................................................... 59

6.5 EQUIPOS AUXILIARES DE SEPARACIÓN DE FLUIDO DE CORTE ........................................ 606.6 ADECUACIÓN/REUBICACIÓN DE LOS PARQUES DE ALMACENAMIENTO ......................... 61

7. VALORIZACIÓN EXTERNA DE LOS FLUIDOS DE CORTE .................................. 637.1 FLUIDOS DE CORTE ACUOSOS........................................................................................ 63

7.1.1 Procesos químicos ............................................................................................... 637.1.2 Procesos físicos ................................................................................................... 647.1.3 Procesos compuestos ........................................................................................... 65

Índice

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7.1.3.1 Evapoincineración............................................................................................ 657.1.3.2 Electrocoagulación........................................................................................... 65

7.2 ACEITES DE CORTE PUROS............................................................................................. 668. BASES PARA LA TOMA DE DECISIONES EN PRODUCCIÓN LIMPIA................ 68

8.1 PRIORIZACIÓN DE LOS ASPECTOS/PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DE ACTUACIÓN DELPROCESO PRODUCTIVO .......................................................................................................... 688.2 AUTODIAGNÓSTICO Y SELECCIÓN DE MEDIDAS DE ACTUACIÓN..................................... 68

8.2.1 Plan de actuación ................................................................................................. 709. SITUACIÓN ACTUAL DE VARIAS EMPRESAS ANALIZADAS ............................ 72

9.1 EMPRESA A: DECOLETAJE PARA LA OBTENCIÓN DE PIEZAS MECANIZADAS EN SERIES DETAMAÑO VARIABLE.................................................................................................................. 72

9.1.1 Descripción de la empresa analizada ................................................................... 729.1.2 Balance de materias ............................................................................................. 73

9.1.2.1 Sistema de tornos lubricados con aceite de corte............................................. 739.1.2.2 Sistema de tornos lubricados con fluido de corte acuoso ................................ 74

9.1.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa A .............................. 769.1.4 Selección y análisis de medidas a implantar........................................................ 789.1.5 Resumen de resultados y conclusiones ................................................................ 83

9.2 EMPRESA B: MECANIZADO DE GRANDES PIEZAS ALUMINIO DESTINADAS AL SECTOR DELAUTOMÓVIL............................................................................................................................ 84

9.2.1 Descripción de la empresa analizada ................................................................... 849.2.2 Balance de materias ............................................................................................. 869.2.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa B .............................. 889.2.4 Selección y análisis de medidas a implantar........................................................ 909.2.5 Resumen de resultados y conclusiones ................................................................ 95

9.3 EMPRESA C: MECANIZADO DE LATÓN Y ALUMINIO PARA LA OBTENCIÓN DE PIECERÍODIVERSO DESTINADO A EQUIPOS DE PINTADO Y SIMILARES. .................................................. 96

9.3.1 Descripción de la empresa analizada ................................................................... 969.3.2 Balance de materiales .......................................................................................... 989.3.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa C .............................. 999.3.4 Selección y análisis de medida a implantar ....................................................... 1019.3.5 Resumen de resultados y conclusiones .............................................................. 106

9.4 EMPRESA D: MECANIZADO DE MOLDES Y MATRICES DE ACERO PARA INYECCIÓN DEALUMINIO ............................................................................................................................ 107

9.4.1 Descripción de la empresa analizada ................................................................. 1079.4.2 Balance de materias ........................................................................................... 1089.4.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa D ............................ 1099.4.4 Selección y análisis de medida a implantar ....................................................... 1119.4.5 Resumen de resultados y conclusiones .............................................................. 116


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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Caracterización de los casos-ejemplo seleccionados .............................................. 10Tabla 2: Problemáticas ambientales y medidas de mejora propuestas.................................. 11Tabla 3: Análisis del rendimiento de las diferentes medidas de Producción Limpia

propuestas ...................................................................................................................... 11Tabla 4: Estimación sectorial de residuos de fluido de corte expresadas en Tn/año y % ..... 14Tabla 5: Clasificación de los residuos comúnmente generados en los procesos de

mecanizado .................................................................................................................... 16Tabla 6: Listado de los aditivos más comúnmente utilizados en la formulación de los fluidos

de corte .......................................................................................................................... 23Tabla 7: Datos promedio de composición de los diferentes tipos de fluidos de corte .......... 24Tabla 8: Diferentes factores productivos con influencia en la estrategia de producción

limpia............................................................................................................................. 31Tabla 9: Contaminantes más habituales de los fluidos de corte agotados............................. 33Tabla 10: Aspectos significativos de las principales problemáticas ambientales ................. 36Tabla 11: Principales compuestos tóxicos contenidos en los fluidos de corte ...................... 38Tabla 12: Criterios de valoración de las medidas de producción limpia incluidas en el

documento y rangos asociados ...................................................................................... 46Tabla 13: Criterios de valoración de las principales medidas de producción limpia ............ 51Tabla 14: Ejemplos de aplicaciones de mecanizado en seco................................................. 52Tabla 15: Principales características de las tecnologías MQL disponibles ........................... 54Tabla 16: Algunas experiencias en la aplicación de tecnologías MQL................................. 55Tabla 17: Comparación de las principales alternativas para la separación de aceite en fluidos

de corte .......................................................................................................................... 56Tabla 18: Comparación de las principales alternativas para la separación de sólidos en

fluidos de corte .............................................................................................................. 57Tabla 19: Comparación de las principales alternativas para la separación conjunta de sólidos

y aceites ......................................................................................................................... 57Tabla 20: Principales parámetros de control analítico de los aceites de corte ...................... 58Tabla 21: Principales parámetros de control analítico de los fluidos de corte acuosos......... 60Tabla 22: Comparación de las principales alternativas para la separación de fluido de corte

arrastrado en piezas, lodos y virutas.............................................................................. 60Tabla 23: Evaluación comparativa de las alternativas de eliminación de fluidos de corte

acuosos .......................................................................................................................... 66Tabla 24: Modelo de plan de actuación de la empresa.......................................................... 71Tabla 25: Balance de Entradas/Salidas en el sistema (aceite de corte) ................................. 74Tabla 26: Balance anual de Entradas/Salidas al sistema (fluido de corte acuoso) ................ 75Tabla 27: Clasificación de las problemáticas ambientales atendiendo a criterios de

valoración ...................................................................................................................... 78Tabla 28: Desglose de los costes económicos utilizados como criterio de valoración en la

clasificación de las problemáticas ambientales ............................................................. 78Tabla 29: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de

salpicaduras de fluido de corte acuoso” ........................................................................ 79Tabla 30: Medida 2 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de

salpicaduras de aceite de corte”..................................................................................... 80Tabla 31: Medida 3 de mejora seleccionada para la problemática ambiental “Escurrido de

fluido de corte acuoso procedente de virutas”............................................................... 81

Índice

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Tabla 32: Medida 4 de mejora seleccionada para la problemática “contaminación del parquede almacenamiento de piezas” .......................................................................................82

Tabla 33: Resumen del análisis de las problemáticas consideradas y las medidas correctivaspropuestas ......................................................................................................................83

Tabla 34. Balance de Entradas/Salidas del Sistema (fluido de corte acuoso) .......................87Tabla 35: Clasificación de las problemáticas ambientales atendiendo a criterios de

valoración.......................................................................................................................90Tabla 36: Desglose de los costes económicos utilizados como criterio de valoración en la

clasificación de las problemáticas ambientales..............................................................90Tabla 37: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos

de fluido de corte acuoso”..............................................................................................91Tabla 38: Medida 2 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos



de material filtrante” ......................................................................................................94Tabla 41: Resumen del análisis de las problemáticas asociadas y las medidas correctivas

propuestas ......................................................................................................................95Tabla 42: Balance de Entradas/Salidas del Sistema (fluido de corte acuoso) .......................99Tabla 43: Clasificación de las problemáticas ambientales atendiendo a criterios de

valoración.....................................................................................................................100Tabla 44: Desglose de los costes económicos utilizados como criterio de valoración en la

clasificación de las problemáticas ambientales............................................................101Tabla 45: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Utilización de sustancias

peligrosas”....................................................................................................................102Tabla 46: Medida 2 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos

de fluido de corte acuoso”............................................................................................103Tabla 47: Medida 3 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos


de fluido de corte acuoso”............................................................................................105Tabla 49: Balance de Entradas/Salidas del sistema (fluido de corte acuoso) ......................109Tabla 50: Clasificación de las problemáticas ambientales atendiendo a criterios de

valoración.....................................................................................................................111Tabla 51: Desglose de los costes económicos utilizados como criterio de valoración en la

clasificación de las problemáticas ambientales............................................................111Tabla 52: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos


de fluido de corte acuoso”............................................................................................113Tabla 54: Medida 3 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de fluido de

corte acuoso”................................................................................................................114Tabla 55: Medida 4 de mejora seleccionada para la problemática “Contaminación del suelo

industrial”.....................................................................................................................115


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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Distribución del consumo de fluido de corte en la Comunidad Autónoma del PaísVasco ............................................................................................................................. 14

Figura 2: Objetivos del Departamento de Ordenación del Territorio, Vivienda y MedioAmbiente del Gobierno Vasco en el ámbito de los residuos de fluidos de corte. ......... 15

Figura 3: Esquema de utilización del Libro Blanco para la elaboración e implantación deuna estrategia propia de Producción Limpia en empresas del sector de Mecanizado... 15

Figura 4: Diagrama de clasificación de residuos................................................................... 18Figura 5: Esquema del sistema herramienta-pieza: Operaciones con herramientas de

geometría definida (a) y herramientas de geometría no definida (b) ............................ 21Figura 6: Detalle de la ejecución de un proceso de mecanizado (Torneado) ........................ 22Figura 7: Propiedades del fluido lubricante y campos de aplicación generales .................... 23Figura 8: Distribución de la energía aplicada en los procesos de mecanizado...................... 25Figura 9: Diagrama de flujo general de un proceso de mecanizado y desengrase ................ 26Figura 10: El mecanizado es una operación condicionada por múltiples factores que aportan

especificidad al proceso................................................................................................. 27Figura 11: Detalle de piezas típicas de decoletaje................................................................. 27Figura 12: Maquinabilidad relativa de los materiales más comunes..................................... 28Figura 13: Detalle de herramientas de mecanizado............................................................... 29Figura 14: Comparativa entre diferentes operaciones de mecanizado respecto al grado de

desbaste y los requerimientos de acabado superficial habituales en cada proceso ....... 30Figura 15: La producción limpia también es conseguir el grado de satisfacción deseado sin

despilfarros ni rechazos ................................................................................................. 31Figura 16: Detalle de la dispersión del fluido de corte en el área de mecanizado................. 34Figura 17: La producción limpia en la empresa se apoya en tres áreas de actuación

diferenciadas: Prevención, Reducción y Valorización Interna...................................... 40Figura 18: La producción limpia reduce costes ocultos mejorando la eficacia productiva... 41Figura 19: Esquema de las alternativas de mejora ................................................................ 42Figura 20: Sistema centrífugo de separación (tres fases) ...................................................... 49Figura 21: Detalle máquinas-herramientas dotadas de diferentes carenados adaptados a su

geometría ....................................................................................................................... 49Figura 22: Esquema de funcionamiento de un sistema MQL de pulverizado a alta presión 53Figura 23: Boquillas de soplado ............................................................................................ 61Figura 24: Alternativas para el tratamiento de los residuos de fluido de corte acuoso ......... 63Figura 25: Pasos a seguir por las empresas en su proceso de implantación de la producción

limpia............................................................................................................................. 70Figura 26: Gráfico PDCA de la mejora ambiental continua ................................................. 71Figura 27: Diagrama de flujo del sistema de tornos que utilizan aceite de corte .................. 74Figura 28: Diagrama de flujo del sistema de tornos que utiliza fluido de corte acuoso........ 75Figura 29: Esquema general del parque de máquinas ........................................................... 85Figura 30: Diagrama de flujo de una línea “Transfer” (fluido de corte acuoso) ................... 86Figura 31: Diagrama de flujo de una línea mixta compuesta por una línea “Transfer” y un

centro de mecanizado (fluido de corte acuoso) ............................................................. 87Figura 32: Diagrama de flujo del sistema (Fluido de corte acuoso)...................................... 98Figura 33: Diagrama de flujo del sistema (fluido de corte acuoso)..................................... 108

Resumen

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0. RESUMEN

Sin duda alguna, el sector del mecanizado de metal puede considerarse el sector másrepresentativo de la actividad industrial de nuestro entorno. Con una amplia implantación yelevado nivel de atomización en su distribución e implantación geográfica, caracteriza elperfil generación de residuos en lo que a la Comunidad Autónoma del País Vasco se refiere.Fluidos de corte agotados, residuos metálicos en forma de lodos o virutas, aguas aceitosas,etc. suponen un impacto ambiental para un medio que desde hace décadas soporta lasconsecuencias de una fuerte explotación industrial. Durante la elaboración del Plan deGestión de Residuos Especiales de la Comunidad Autónoma del País Vasco 1994-2000, ymás concretamente en su Anexo Técnico, se cuantificaron 31.500 Tn/año de residuos defluido de corte, siendo tomados estos datos como referencia para el establecimiento deobjetivos de mejora.

En el umbral del siglo XXI, y confirmando un cada vez más profundo grado desensibilización, una de las barreras que impiden el avance en el ámbito de la mejoraambiental, es en muchos casos la falta de herramientas o criterios que guíen a las empresaspara emprender el camino de la Producción Limpia.

El presente documento pretende ofrecer herramientas y criterios de decisión para que estasituación se transforme progresivamente llenando el vacío existente en este ámbito entreoferta y demanda.

PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES EN EL SECTOR DEL MECANIZADO

Las diferentes problemáticas ambientales de los procesos de mecanizado suponen unimpacto ambiental que se presenta de manera dispersa y por lo tanto resulta ser de difícilatenuación.

La tabla adjunta sintetiza las problemáticas ambientales típicas y aquellas medidas demejora más recomendables segregadas por línea de actuación.

Problemática ambiental Línea de actuación Medidas de Producción Limpia

− Mecanizado en seco1. Residuos de fluido de corteagotado − Mecanización utilizando la “Mínima cantidad de lubricante” –

Tecnología MQL− Depósito centralizado de suministro

Cambios tecnológicos /Reingeniería

− Unidades de mantenimientoMedidas organizativas − Definición de responsabilidades

− Compatibilización de productos− Impartición de un Plan Formativo a trabajadores− Establecimiento de un Plan de Control del fluido de corte− Control de la preparación del fluido de corte− Desinfección del circuito de suministro de fluido de corte en las

sustituciones− Aireación del fluido de corte− Integración del proveedor en el proceso de mejora

2. Fugas y Salpicaduras − Carenado de máquinasCambios tecnológicosReingeniería − Optimización de las condiciones de aplicación del fluido de corte en

operaciónMedidas organizativas − Diseño y ejecución de un plan de mantenimiento del circuito de

suministro de fluido de corte


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Problemática ambiental Línea de actuación Medidas de Producción Limpia

3. Arrastres en piezas y virutas Cambios tecnológicosReingeniería

− Equipamiento con equipos auxiliares de separación

− Optimización del posicionamiento de la pieza durante el mecanizado− Adecuación del periodo de escurrido de piezas y virutas

Cambios en productos − Rediseño de la pieza

− Equipamiento con equipos auxiliares de extracción4. Nieblas y otras emisionesambientales

Cambios tecnológicosReingeniería − Selección del fluido de corte óptimo

Medidas organizativas − Adecuación de las condiciones de aporte de fluido de corte5. Virutas y lodos metálicos − Minimizar las creces de materialCambios en materias

primas − Reducción de procesos de mecanizado mediante su sustitución porprocesos de obtención de piezas por sinterizado o fundición deprecisión en la línea “Near net shape”

6. Contaminación del sueloindustrial

Cambios tecnológicosReingeniería

− Adecuación / Reubicación de los parques de almacenamiento

Medidas organizativas − Mejora del circuito de trasiego de piezas y/o virutas− Adecuar la preparación y manipulación del fluido de corte

Medidas organizativas − Involucrar al suministrador7. Utilización de sustanciaspeligrosas − Disponer de información actualizada sobre sustancias peligrosas para

el Medio Ambiente y la Higiene Laboral− Formación personal para prevenir la mezcla de sustancias peligrosas

con otras o entre sí8. Residuos diversos de proceso Cambios tecnológicos

Reingeniería− Utilización material filtrante reutilizable

Medidas organizativas − Reducción del uso de material auxiliar y el agua en los procesos delimpieza

Una medida de Producción Limpia puede tener influencia sobre diferentes problemáticasambientales. A la hora de evaluar la incorporación de una de estas medidas para resolveruna problemática ambiental debe asegurarse que esta medida no genere otras problemáticasambientales. Por ejemplo, una medida dirigida a reducir la cantidad de residuos generada nodebe implicar una mayor utilización de sustancias peligrosas.

PRINCIPALES MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA

Entre todas las medidas descritas a lo largo de este documento se consideran como deespecial interés las propuestas a continuación:

Mecanizado en seco

Durante el mecanizado en seco, se suprime completamente la utilización de fluido de corte.De esta manera se reducen en un 100% tanto el consumo como la producción de residuos defluido de corte. También mejora la calidad de los residuos metálicos generados, pues estosse presentan totalmente exentos de impregnación.

Para poder mecanizar en seco debe garantizarse un nivel mínimo de retirada de virutas,refrigeración y lubricación del proceso. Además, las herramientas deberán presentar unaelevada dureza, resistencia al desgaste a altas temperaturas, y reducida adhesión a la pieza yla viruta. Las máquinas, por su parte, deberán adecuarse a las nuevas condicionesgarantizando su estabilidad técnica y mecánica.

El mecanizado en seco supone una evolución tecnológica de herramientas y materiales,abriéndose cada día nuevas posibilidades de aplicación en diferentes procesos.

Resumen

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Mecanizado con mínima cantidad de lubricante (MQL)

Esta técnica se basa en la aplicación del fluido de corte en la cantidad mínima necesaria paragarantizar las condiciones de operación. El consumo de fluido de corte se reduce hasta en un95% y los residuos metálicos obtenidos presentan únicamente una pequeña capa de fluidolubricante.

Para la aplicación del fluido de corte se necesitan dosificadores especiales y habitualmente(aunque no siempre), un servicio de aire comprimido como medio de impulsión del fluido.

Estos dosificadores pueden ser adaptados a las boquillas de dosificaciones clásicos y suprecio individual oscila entre las 80.000 y 250.000 pesetas.

Esta técnica puede ser considerada como un paso intermedio entre la lubricación clásica y elmecanizado en seco.

Unidades de mantenimiento del fluido de corte

La introducción en los procesos de sistemas de mantenimiento que eviten la permanencia enel baño de elementos ajenos al mismo como partículas, aceites, etc. prolonga la vida útil delfluido de corte. Además mejora la calidad del mismo, disminuyendo el riesgo de obtenciónde rechazos por mal acabado superficial.

Existen múltiples posibilidades técnicas que representan rendimientos e inversionesdiferentes en cada caso.

Implantación de un plan de control del fluido de corte

La medición, control y registro de aquellos parámetros definitorios del estado del fluido decorte, aportan información relevante para el diseño y articulación de un plan demantenimiento de máximo rendimiento. Los parámetros de control variarán en función de lanaturaleza del fluido de corte.

Se estima en un 60% el porcentaje máximo de residuos de fluido de corte que pueden serreducidos mediante la implantación de un plan de control.

Es vital contar con el apoyo del suministrador del fluido de corte para proceder a diseñar lasecuencia de análisis más adecuada a la naturaleza físico-química del fluido.

Implantación de equipos auxiliares de separación

Las piezas y virutas son uno de los medios más habituales de despilfarro de fluido de corte.Este es arrastrado fuera del sistema al impregnar la superficie de la viruta generada en elproceso y al rellenar los huecos de la estructura compleja de las piezas.

Mediante el uso de diferentes equipos auxiliares, el valor de los arrastres puede ser reducidohasta en un 50%, facilitando a su vez las condiciones de manipulación de piezas y virutas.Existe un abanico importante de posibilidades técnicas con diferentes costes económicos.


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Adecuación/reubicación del parque de almacenamiento

Es vital seleccionar el enclave idóneo para el parque de almacenamiento de piezas y virutas.De esta manera se reducen las necesidades de limpieza y los requerimientos de gestión delos subproductos generados en este proceso: aguas aceitosas, trapos y material adsorbente,etc.

Esta mejora requiere en gran medida un adecuado planteamiento logístico, e incluso algunainversión poco importante si se detectan necesidades de adecuación tales como aplicartratamientos superficiales, instalación de cubetos, etc.

RESULTADOS DE CUATRO CASOS REALES DE PRODUCCIÓN LIMPIA

En el capítulo 9 de este documento, se incluyen propuestas de mejora ambiental basadas enel estudio de cuatro casos reales de otras tantas empresas de nuestro entorno dedicadas almecanizado. Estos casos han sido seleccionados teniendo en cuenta las diferentesproblemáticas existentes en el sector y son caracterizadas en la tabla adjunta:

Empresa Subsector Nºempleados

Operaciones Series Materiales Tipo de fluido de corte

ADecoletaje-Tornillería 40

CilindradosRefrentadosRoscados

Variables (50-500.000) Acero y latón Aceite de corte+

Fluido de corte acuosos

BAuxiliar delautomóvil 20

FresadosTaladradosRoscados

Medias-Grandes Aluminio inyectado Fluido de corte acuoso

CComponentesy accesorios 75

Variable Variables (segúndemanda)

Aluminio, latón yacero

Aceite de corte+

Fluido de corte acuosos

DFabricación demoldes ymatrices

75Variable Pequeñas (bajo pedido) Acero Fluido de corte acuoso

Tabla 1: Caracterización de los casos-ejemplo seleccionados

Durante el proceso de búsqueda de soluciones, el paso previo ha consistido en la detecciónde aquellas problemáticas ambientales de mayor relevancia para después realizar unplanteamiento de aquellas medidas de mejora que a priori pudieran considerarse comoóptimas. La siguiente tabla recoge esquemáticamente este proceso.

Empresa Problemática ambiental asociada Medidas de mejora propuesta

Salpicaduras de fluido de corte acuoso Medida nº 1Carenado de máquinas

Salpicaduras de aceite de corte Medida nº 2Carenado de máquinas

Escurrido de fluido de corte acuosoprocedente de virutas

Medida nº 3Recirculación de fluido de corte acuoso escurrido de virutas

A

Contaminación del parque de almacenamientode piezas

Medida nº 4Implantación de bandejas de captación del escurrido de piezasmecanizadas con fluido de corte acuosoMedida 1Adquisición de equipos auxiliares “Skimmer”Medida 2Implantación de una sistemática de control analítico del fluido de corte yde un protocolo de sustitución en condiciones higiénicas

Generación de residuos de fluido de corteacuoso

Medida 3Sustitución de los depósitos de suministro por un único depósitocentralizado

B

Generación de residuos de material filtrante Medida 4Sustitución del sistema de filtración

Resumen

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EmpresaProblemática asociada Medida propuesta

Utilización de sustancias peligrosas Medida 1Desarrollo de plan organizativo y formativoMedida 2Adquisición de depósito centralizadoMedida 3Implantación de sistemática de control analítico

C Generación de residuos de fluido de corteacuoso

Medida 4Adquisición de un equipo centrífugo móvilMedida 1Sustitución del sistema de suministro de fluido clásico de corte por otrode tipo MQLMedida 2Definición de responsabilidades en el control y vigilancia del fluido decorte

Generación de residuos de fluido de corteacuoso

Medida 3Adquisición de un separador de láminas móvil

D

Contaminación del suelo industrialMedida 4Reubicación del almacén y optimización del circuito de trasiego depiezas y virutas

Tabla 2: Problemáticas ambientales y medidas de mejora propuestas

La reducción esperada a partir de la aplicación de las medidas de mejora propuestas esvariable, dependiendo del entorno en el que sean implantadas. En la Tabla 3 puedeobservarse que no todas las medidas propuestas son asumibles en el entorno concreto de laempresa que sirve de ejemplo. No obstante, su consideración aporta igualmente valorañadido al documento puesto que no hay que olvidar que su selección puede resultaraltamente positiva en otra situación o entorno.

Reducción consumo fluido decorte

Reducción generación deresiduosEmpresa Nº Medida Cantidad

(litros)% sobre valor

de partidaCantidad

(litros)% sobre valor

de partida

Ahorro(MM/pts)

Periodo deamortización

(años)

Viabilidadtécnica

1 38.390 100% -- -- 0,78 5,5 Alta2 9.450 100% -- -- 0,94 2,4 Alta3 -- -- 2.550 100% 0,4 5,8 AltaA

4 7.095 75% -- -- 0,51 3,4 Media1 12.000 25% 12.000 56% 0,36 3,2 Alta2 38.250 40% 38.250 90% 0,1 0,1 Alta3 10.625 10% 10.625 25% 0,2 11,8 MediaB

4 45 rollos 100% 2.240 kg 100% 0,92 1,3 Alta1 -- -- 10.000 100% 0,6 0,6 Alta2 29.989 48% 29.989 70% 0,84 4,8 Alta3 12.000 27% 12.000 41% 0,19 0,6 AltaC

4 17.990 41% 17.990 60% 0,28 23,3 Alta1 5.130 95% 3.100 100% 0,19 3,4 Alta2 930 17% 930 30% ~0(1) ~0(1) Alta3 2.790 52% 2.790 90% 0,01 > 50 AltaD

4 -- -- 3.750 75% 0,09 3,1 Media-Alta(1) No se requieren inversiones. Gastos y ahorros prácticamente se equilibran (El balance ofrece un resultado negativo de 3.760 pts.)

Tabla 3: Análisis del rendimiento de las diferentes medidas de Producción Limpia propuestas


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CONCLUSIONES

La Producción Limpia es un proceso destinado a ofrecer sus beneficios a medio-largo plazo.Como toda mejora, sus efectos se dejan sentir a medida que la adaptación a los diferentesprocesos se va haciendo más precisa, suponiendo una pieza más de la estrategia de buenfuncionamiento de una empresa.

De la correcta selección e implantación de las medidas de mejora se obtendrá como fruto unmáximo rendimiento por lo que es necesario hacer un especial hincapié en la necesidad derealizar un autodiagnóstico previo que nos permite elegir aquellas alternativas con mayorgarantía de éxito.

No hay que olvidar que los entornos productivos requieren medidas de mejora concretas yque procesos altamente beneficiosos en un caso pueden no suponer una mejora de la mismamagnitud en otro.

Introducción

13

1. INTRODUCCIÓN

1.1 ANÁLISIS DEL SECTOR DEL MECANIZADO Y SU IMPORTANCIA EN LA COMUNIDADAUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO

El sector de la transformación del metal es, sin duda alguna, el principal sector industrial dela Comunidad Autónoma del País Vasco, representando las actividades relacionadas con elmecanizado, un elevado porcentaje del mismo.

En la Comunidad Autónoma del País Vasco se fabrica el 80% de la producción estatal demáquina-herramienta. Con pedidos por valor de 120.000 millones de pesetas anuales,nuestra Comunidad se sitúa en el 11º lugar como productor y el 8º como exportador en elranking mundial.

La larga tradición del mecanizado en nuestro territorio se refleja, por ejemplo, en el hechode que existan escuelas profesionales pioneras, como la Escuela de Armería de Eibar conmás de 80 años de antigüedad. Puede decirse que la Comunidad Autónoma del País Vascoha asistido a toda la evolución de la tecnología del mecanizado y que en cada época, hansido incorporadas sin dilación las últimas novedades tecnológicas y de mercado. En laactualidad, los procesos clásicos de conformado comparten mercado con técnicas másnovedosas como electroerosión, conformado por chorro de agua, etc.

Desde la evolución de los materiales de fabricación de las herramientas como el acerorápido y el metal duro, hasta llegar al diamante o nitruro de boro cúbico, pasando por laevolución de las máquinas-herramienta con los avances revolucionarios permitidosprincipalmente por el desarrollo del control numérico, el entorno industrial vasco haparticipado activamente en todas las facetas de este proceso.

Estamos sin duda ante un sector industrial característico de nuestro entorno, con un elevadoimpacto social, económico y ambiental. Ante esta situación, se ha detectado la necesidad deelaborar un documento que ofrezca criterios y herramientas para la toma de decisiones en elámbito de la producción limpia, de forma que este aspecto pase a convertirse en uno más delos atributos diferenciadores de los productos de nuestras empresas.

El impacto ambiental asociado a la actividad industrial del mecanizado está en gran medidadirectamente relacionado con la utilización de grandes cantidades de fluidos de corte,empleados con el objetivo de mejorar la calidad y rentabilidad de los procesos.

Recientes estimaciones indican que el sector de transformación del metal consumeaproximadamente 40.000 Tm/año de fluido de corte acuoso y 8.000 Tm/año de aceite decorte, generándose tras su uso una cantidad de residuos aproximada de 31.500 Tm/año.


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Sector industrial Residuos estimados(Tn/año)

Porcentaje (%) Nº de CNAE

Siderurgia 5.670 18 221, 222, 223Metalurgia no férrea 472,5 1,5 224Fundiciones 3.465 11 311Forja y estampación 5.355 17 312, 313Construcción metálica 2.677,5 8,5 314, 315Artículos de metal 5.042 16 316, 319Máquina herramienta 943 3 322Otra maquinaria 5.038 16 34 (excp. 322)Material eléctrico 947 3 34 (excp. 345)Automóviles y piezas 159 5 36Otro mat. transporte 156 0,5 38Vidrio 157,5 0,5 33, 348, 37, 39TOTAL 31.500 100

Tabla 4: Estimación sectorial de residuos de fluido de corte expresadas en Tn/año y %Fuente: Anexo Técnico del Plan de Gestión de Residuos Especiales 1994-2000

40%

5%35%

Fluido de corte acuoso de base mineralFluido de corte acuoso de base semisintéticaFluido de corte acuoso de base sintéticaAceite de corte

A

BC

20%D

A - B - C - D -

Figura 1: Distribución del consumo de fluido de corte en la Comunidad Autónoma del País Vasco

En el umbral del siglo XXI, los objetivos establecidos por el Departamento de Ordenacióndel Territorio, Vivienda y Medio Ambiente del Gobierno Vasco, señalan como metaprioritaria la reducción en más de un 50% del volumen total de residuos generados. Lasmedidas dirigidas a limitar la cantidad de residuos de fluido de corte generada hasta unacifra aproximada de 15.000 Tm/año, se basarán en gran medida en la implantación demedidas directamente relacionadas con la producción limpia.

Este hecho, motiva a la Sociedad Pública de Gestión Ambiental IHOBE, S.A. a editar elpresente “Libro Blanco para la minimización de residuos y emisiones. Mecanizado” en elque se ofrecen claves de mejora en las siguientes líneas de actuación:

- Requisitos legales del sector relacionados con el medio ambiente- Directrices y metodología de trabajo para la toma de decisiones en la implantación de

medidas de producción limpia- Ejemplos prácticos que ofrecen datos reales asociados a la elección de alternativas de

mejora que pueden ser utilizados como referentes.

Introducción

15

VERTIDO INCONTROLADO

PREVENCIÓN

DESTRUCCIÓN

100 %

50 %

100 %

50 %

1.993 1.996 1.999

Figura 2: Objetivos del Departamento de Ordenación del Territorio, Vivienda y Medio Ambiente delGobierno Vasco en el ámbito de los residuos de fluidos de corte.

Fuente: Anexo Técnico del Plan de Gestión de Residuos Especiales 1994-2000

En este sentido, se ofrece una herramienta dirigida a facilitar la elaboración de undiagnóstico y la toma de decisiones para que las empresas maximicen los efectosbeneficiosos de las acciones de mejora seleccionadas.

El siguiente diagrama representa la sistemática de utilización del presente documentopropuesta:

PUESTA EN PRÁCTICA

Análisis de las diferentes medidas de implantación

de Producción Limpia.(Cap. 5 y 6)

Análisis interno de la empresa.

(Cap. 8)

Análisis y comparación de los procesos con aquellos

estudiados por IHOBE.(Cap. 9)

Elaboración de una estrategia propia de Producción Limpia.

(Cap. 8)

Análisis de la Metodología para la toma de decisiones.

(Cap. 8 )

Figura 3: Esquema de utilización del Libro Blanco para la elaboración e implantación de una estrategiapropia de Producción Limpia en empresas del sector de Mecanizado


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2. LEGISLACIÓN AMBIENTAL EN EL SECTOR DEL MECANIZADO DELMETAL

2.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL

En el presente capítulo se hace mención a la legislación ambiental con vinculaciones con elsector del mecanizado del metal. El mismo, se divide en tres apartados acordes a laproblemática asociada y la legislación que la regula. Los apartados son:

• Residuos InertesLas virutas metálicas obtenidas como material excedente en los diferentes procesos demecanizado de piezas y los lodos procedentes de procesos de rectificado, pueden serconsiderados como inertes en aquellos casos en los que la impregnación con el fluidode corte no suponga perder esta condición como consecuencia del aporte tóxicoasociado al propio fluido. En caso contrario, deberán ser consideradas como residuospeligrosos. Las piezas defectuosas y chatarras varias pueden ser consideradas comoinertes atendiendo al mismo criterio.

• Residuos PeligrososLos fluidos de corte acuosos y los aceites de corte son, tras el cumplimiento de superiodo de vida útil, residuos peligrosos, así como aquellos otros materiales ysustancias que presentan impregnación severa y hayan adquirido sus característicastóxicas (material de limpieza, aguas, etc.)

• Licencia de Actividad ClasificadaToda actividad necesita contar con las debidas autorizaciones y licenciasadministrativas para su correcto funcionamiento.

Clasificaciónlegal delresiduo

Tipo de residuo Proceso asociado Aspectos de Interés

Residuos inertes Virutas metálicas Procesos de mecanizado conherramientas de geometría definida

Pueden adquirir características de RP sino se segregan del fluido de corte

Lodos metálicos Procesos de mecanizado conherramientas de geometría nodefinida

Su grado de impregnación hacenecesaria la aplicación de procesos deseparación

Piezas defectuosas ychatarras varias

Fallos productivos del sistema El riesgo de impregnación essensiblemente inferior al de lodos yvirutas debido a su menor superficiepor unidad de volumen disponible

Residuospeligrosos

Fluidos de corteacuosos

Lubricación con procesos connecesidades de refrigeración yretirada de viruta intensivas

La incorrecta gestión puede generarproblemas de contaminación de suelosy aguas

Aceite de corte puro Lubricación en procesos connecesidades de lubricación intensivas

Disponen de marco legal propio queregula la gestión de los aceites usados

Material de limpieza ymantenimiento de losfluidos de corte

Purificación de los fluidos de corte(aceites de corte y fluidos acuosos)

Este residuo puede ser evitadomediante el uso de productosreutilizables

Aguas aceitosas Limpieza de máquinas, suelo, etc.contaminados con fluido de corte

Adquieren las características tóxicasdel fluido de corte por lo que su usodebe ser racionalizado

Tabla 5: Clasificación de los residuos comúnmente generados en los procesos de mecanizado

Legislación ambiental en el sector del mecanizado del metal

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2.2 RESIDUOS INERTES

Los residuos inertes son residuos sólidos o pastosos que no experimentan transformacionessignificativas (p.ej. no contienen materia orgánica degradable), que no son ResiduosPeligrosos (RP), y que se generan en :

• Determinadas actividades o procesos fabriles o industriales. Los residuos de estasactividades se denominan Residuos Industriales Inertes.

• Actividades de construcción, demolición, excavación o movimientos de tierras. Losresiduos de estas actividades se denominan Residuos de Construcción Inertes.

Las virutas lodos, piezas y chatarras metálicas convenientemente separadas del fluido decorte que habitualmente las impregna durante el proceso, también pueden ser consideradoscomo inertes. Esta naturaleza deberá ser certificada mediante los necesarios análisis decaracterización que habrán de ser realizados previa gestión.

Principales obligaciones • Los productores de Residuos Industriales Inertes deben:

1. Inscribirse en el Registro de productores de residuos industriales inertes de laViceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco

2. Solicitar carta de aceptación del residuo a Gestor Autorizado antes de su envío3. Rellenar documento de control y seguimiento4. Enviar copia de la carta de aceptación y el documento de control y seguimiento a la

Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco una vez realizada la gestión.

• Los gestores de Residuos Inertes por su parte deben:

1. Solicitar autorización al organismo u organismos ambientales pertinentes para poderrecepcionar el residuo. A efectos informativos, el gestor habrá de remitir copia deldocumento de aceptación de residuos, que habrá de basarse en la verificación físico-química de las características del residuo.

2. Rellenar los apartados que le corresponden del documento de control y seguimiento.3. Enviar copia de la carta de aceptación y el documento de control y seguimiento a la

Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco una vez realizada la gestión.

2.3 RESIDUOS PELIGROSOS (RP)

Los residuos peligrosos generados corresponden a los fluidos lubricantes agotados al finalde su período de vida útil. Este clase de residuos puede separarse en dos grupos principalesdiferenciados, atendiendo al marco legal aplicable:

• Fluido de corte acuoso: Será aplicable el marco legal genérico de Residuos Peligrosos.• Aceite de corte: Además de serle de aplicación el marco legal de Residuos Peligrosos,

existe legislación específica que regula su gestión de manera común a todos los AceitesUsados residuales.


18

Caso aparte han de ser considerados aquellos residuos peligrosos que se producen por laimpregnación de diferentes elementos con los anteriormente citados lubricantes agotados entanto su naturaleza peligrosa podrá ser reducida e incluso eliminada mediante elcorrespondiente tratamiento de separación. En caso de duda referente a la clasificación deun residuo será necesaria la aplicación de una sistemática tal y como se recogen en eldiagrama adjunto:

¿Su residuoestá incluido en el

Anejo 2 incluido en el Real Decreto 952/1997 ?

¿Está incluidoen la parte B de la

Tabla 3 perteneciente al Anejo 1 del Real

Decreto 952/1997?

¿Contienesustancias de la

Tabla 4

?

perteneciente al Anejo 1 del Real

Decreto 952/1997

¿PresentaCaracterísticas

De toxicidad y/o peligrosidad según la tabla 5

?(Ver Nota)

perteneciente al Anejo 1 del Real Decreto 952/1997

¿Está incluidoen la parte A de la

Tabla 3 perteneciente al Anejo 1 del Real

Decreto 952/1997?

INICIOSI

SI

NO

NO

NO

SI

NO

NO

SI

SI

SI

NO

Es RP

Es RP

Es RP

No es RP

No es RP

No es RP

No es RP

Nota.- Los parámetros a analizar para determinar la toxicidad y/o peligrosidad deberán ser contrastados con la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco. (Tfno.: 945-01.80.00)

¿PresentaCaracterísticas de

toxicidad y/o peligrosidad según la tabla 5

?(Ver Nota)

perteneciente al Anejo 1 del Real Decreto 952/1997

Figura 4: Diagrama de clasificación de residuos

Legislación ambiental en el sector del mecanizado del metal

19

Recomendación Práctica 1 : RIESGOS DE LA MEZCLA DE SUSTANCIAS Y RESIDUOS

Es recomendable limitar el contacto de los diferentes elementos (envases, serrín, trapos,etc.) y/o sustancias del entorno industrial con los RPs puesto que la mezcla adquiere lascaracterísticas nocivas y consideración legal de éstos.

Principales obligaciones para los productores de RPs

• Solicitar la autorización de Productores de RPs ante la Viceconsejería de MedioAmbiente y realizar la Declaración anual asociada cuando se cumplan una de las tressiguientes condiciones:- Generar sustancias o materiales considerados como RPs en cantidad conjunta superior

a 10.000 kg (Aceites usados incluidos)- Generar exclusivamente aceites usados en cantidad superior a 20.000 kg/año.- Generar sustancias o materiales considerados como RPs en cantidad igual o inferior a

10.000 kg/año pero con una toxicidad tal que el órgano competente establezca lanecesidad de ejercer un control más estricto en previsión de posibles riesgos.

• En caso de los pequeños productores (no incluidos en el anterior punto), es convenientela inscripción en el Registro de Pequeños Productores de RPs de la Viceconsejería deMedio Ambiente del Gobierno Vasco, puesto que exime de la obligación de solicitar laautorización de productor de RPs así como de la realización de la declaración anual deRPs.

• Disponer de documento de aceptación del gestor destinatario antes de enviarle losresiduos (guardar este documento durante 5 años).

• Rellenar el documento de control y seguimiento (guardar copias para el titular durante 5años)

• Notificar el traslado del residuo en los plazos y condiciones establecidos legalmente.• Entregar los residuos a transportistas y gestores autorizados.• En el plazo de cuatro años los productores de RPs deben realizar un estudio de reducción

(minimización) de los residuos que generan y comprometerse a implantar medidascorrectoras en la medida de sus posibilidades.

• Mantener un registro de los RPs generados.• Seguir normas de envasado, etiquetado y almacenamiento en vigor.

2.4 LICENCIA DE ACTIVIDAD CLASIFICADA

Toda actividad necesita contar con las debidas autorizaciones y licencias administrativaspara iniciar de manera legal su funcionamiento. Dentro de las autorizaciones que tienenrelevancia en materia de medio ambiente, destaca la Licencia de Actividad Clasificada. Estaautorización es independiente del tipo de actividad desarrollada y es concedida por elAyuntamiento donde está radicada la actividad. En la misma se incluirán aquellas medidascorrectoras necesarias para el óptimo desarrollo de la actividad industrial.


20

Principales obligaciones • Solicitar la Licencia de Actividad Clasificada y Apertura mediante presentación de la

Memoria y Proyecto Técnico al Ayuntamiento donde se radica la actividad. ElAyuntamiento lo tramitará ante el resto de organismos competentes.

Notas Prácticas • Para las nuevas actividades es conveniente realizar una consulta previa al Ayuntamiento y

a la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco sobre la idoneidad de laubicación de la actividad.

• Antes de redactar la Memoria y Proyecto para solicitar la Licencia de Actividad, esconveniente contactar con el Ayuntamiento para conocer el contenido de los mismos. Encaso de que no exista un índice para estos documentos, es conveniente presentar uno alAyuntamiento para su aprobación, que debe recoger al menos los siguientes apartados:Descripción de las nuevas instalaciones, descripción de las obras y/o nuevos equipos,planos, presupuesto, calendario de actuaciones.

• El Ayuntamiento dispone de un plazo de 6 meses para remitir su contestación.• No hay que confundir la Licencia de Actividad con las Licencia de Obra, ni con otras

autorizaciones, p.ej. con las actas de puesta en marcha, concedidas por el Departamentode Industria, Comercio y Turismo del Gobierno Vasco.

2.5 NORMATIVA DE APLICACIÓN

• Medio Ambiente (General)- Ley 3/1998, de 23 de febrero, General de Protección del Medio Ambiente del País

Vasco.

• Residuos sólidos asimilables a urbanos- Ley 10/1998, de 21 de Abril, de residuos

• Residuos peligrosos- Ley 10/1998, de 21 de Abril, de residuos- Real Decreto 833/1998, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de

Residuos Tóxicos y Peligrosos- Real Decreto 952/1997, de 20 de junio, por el que se modifica el R. D. 833/1998, de 20

de julio- Decreto 259/1998, de 29 de septiembre, por el que se regula la gestión del aceite usado

en el ámbito de la Comunidad Autónoma del País Vasco.

• Sustancias Peligrosas- Real Decreto 363/95, de 10 de marzo, por el que se aprueba el Reglamento sobre

notificación de sustancias nuevas y clasificación, envasado y etiquetado de sustanciaspeligrosas.

- Real Decreto 1078/93, de 2 de julio por el que se aprueba el Reglamento sobreclasificación, envasado y etiquetado de preparados peligrosos.

• Residuos inertes- Decreto 423/1994, de 2 de noviembre, sobre gestión de residuos inertes e inertizados.

Descripción del proceso productivo

21

3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO

3.1 ASPECTOS GENERALES DEL MECANIZADO

3.1.1 Principios y requerimientos básicos en los procesos de mecanizado del metal

El mecanizado es un proceso de transformado basado en la modificación de la estructurafísica de una pieza hasta alcanzar las especificaciones geométricas definidas.

En una primera clasificación, los procesos de mecanizado pueden ser divididos enconformación por arranque de viruta (corte), conformación sin arranque de viruta(deformación) y técnicas no convencionales de mecanizado que incluirían la electroerosión,mecanizado electro-químico, corte por chorro de agua, láser, etc. Las primeras modifican lageometría de las piezas mecánicamente, retirando el excedente metálico con lo que seproduce una reducción del peso de partida. La conformación sin arranque de viruta, encambio, se basa exclusivamente en la deformación plástica de la pieza mediante laaplicación de fuerzas que no modifican el peso de la pieza durante el proceso. Las últimasrepresentan procesos alternativos que utilizan un amplio abanico de tecnologías que poco apoco están cobrando relevancia en nuestro entorno.

Pieza

HerramientaViruta

a)

Herramienta

Pieza

b)

Figura 5: Esquema del sistema herramienta-pieza: Operaciones con herramientas de geometría definida(a) y herramientas de geometría no definida (b)

A su vez, las operaciones de conformado por arranque de viruta, pueden ser divididas deacuerdo a la geometría de la herramienta. Aquellas operaciones en las que se utilizanherramientas de naturaleza física definida (fresado, torneado, roscado, etc.) se diferenciande otras como el rectificado, en las que se utiliza un elemento abrasivo que interaccionafísicamente contra la superficie que se desea mecanizar. Esquemáticamente:

Procesos de mecanizado

Conformado por arranque de viruta

Conformado sin arranque de viruta (p.e: estampado)

Herramienta de geometría definida (p.e.: fresas, brocas)

Herramienta de geometría no definida (p.e.: muelas de rectificado)

Procesos no convencionales de mecanizado (p.e: electroerosión)


22

Figura 6: Detalle de la ejecución de un proceso de mecanizado (Torneado)

A lo largo del proceso evolutivo de las múltiples técnicas de mecanizado, los esfuerzos hansido dirigidos a la obtención de una mejora en la productividad de las operaciones. Producirmejor y más rápido no hubiera sido posible sin el empleo de los fluidos de corte que hanoptimizado los procesos mejorando las condiciones físicas y químicas de las operaciones.

En todo proceso de mecanizado se dan cita tres requerimientos vitales:

• Lubricación: Reduce la energía necesaria para vencer las fuerzas de cizallamiento yrozamiento y mejora el acabado superficial al facilitar el deslizamiento entre el filo dela herramienta y la superficie de la pieza. La lubricación es el requerimiento prioritarioen aquellas operaciones de acabado en las que no se alcanzan niveles térmicosimportantes o no se retira gran cantidad de material excedente.

• Refrigeración: Mitiga el desequilibrio térmico del sistema generado durante el procesopor el rozamiento entre pieza y herramienta, evitando el deterioro prematuro de laúltima.

• Retirada de material excedente: El material excedente (virutas) tiende a acumularseen las inmediaciones del área de corte, dificultando el correcto mecanizado de la pieza,y la disipación natural del calor.


23

LI

MP

I E Z A REFRIGERACIO

N

PROCESOS

EXTREMOS

AC

AB

AD

OD

E P

RO

CE

SO

SFigura 7: Propiedades del fluido lubricante y campos de aplicación generales

La naturaleza de la operación concreta, establece el perfil de necesidades del proceso demecanizado, si bien siempre se dan en mayor o menor medida requerimientos en los tresámbitos.

Los fluidos de corte han evolucionado a lo largo del tiempo paralelamente a los procesos demecanizado. En un principio, respondían a una fórmula sencilla de agua mezclada con unacantidad variable de antioxidante. Se utilizaban de forma habitual en las operaciones detaladrado por lo que pasaron a llamarse vulgarmente “taladrinas”, extendiéndose estaacepción hasta nuestros días a pesar de que la composición de los actuales fluidos de corteacuosos poco tienen que ver con aquella sencilla receta inicial.

La evolución de los fluidos de corte se ha basado mayoritariamente en la potenciación desus propiedades de mejora mediante la adición de diversos compuestos químicos. Estosaditivos garantizan unas condiciones de mecanizado óptimas en procesos cada vez másextremos y con requerimientos superiores.

Aditivos Compuestos químicos comúnmente empleadosRefrigerantes AguaLubricantes Aceite mineral (nafténicos, parafínicos)

Aceite vegetal (colza)Poliglicoles

Emulgentes Aniónicos (sulfonatos)No iónicos (óxido de etileno)

Anticorrosivos Aminas, Boratos, NitritosEstabilizantes / Humectantes Alcoholes, fosfatos

Biocidas Formaldehidos, fenoles, triazinas, isotiazolinasAditivos extrema presión Compuestos azufrados

Compuestos clorados (parafinas)Compuestos fosforados

Antiespumantes Siliconas, esteres grasos, hidrocarburos de alto peso molecularColorantes Compuestos diversos

Complejantes Compuestos orgánicos diversos (EDTA)Otros (Detergentes, dispersantes, etc.) Compuestos diversos

Tabla 6: Listado de los aditivos más comúnmente utilizados en la formulación de los fluidos de corte


24

Recomendación Práctica 2: PREVENCIÓN DEL USO DE SUSTANCIAS PELIGROSAS

Es práctica recomendable consultar la composición del fluido de corte antes de suadquisición puesto que actualmente, está siendo regulada la utilización de compuestos detoxicidad supuesta y/o contrastada como aminas, nitritos, parafinas cloradas, etc. Lacolaboración del suministrador podrá evitar riesgos o cargas económicas asociadas a lapresencia de este tipo de compuestos en el fluido de corte empleado.

¡Pedir la ficha técnica del producto al suministrador antes de su adquisición!

Existen múltiples productos englobados bajo el epígrafe de fluido de corte si bien, demanera general todos ellos pueden ser clasificados de manera acorde al siguiente esquema:

Fluidos de corte

Fluidos de corte acuosos

Fluidos de corte no acuosos Aceites de corte

Emulsión mineral

Emulsión semisintética

Solución sintética

La tabla adjunta recoge datos generales referidos a la composición habitual en cada uno delos casos:

Grado de dilución % en el concentrado1 (volumen)Rango Final tras su

usoAgua Aceite Aditivos

Aceite de corte - - - 96 4Emulsión mineral 3-10 5 < 10 60-80 < 30Emulsiónsemisintética

2-6 2-6 20-50 10-40 20-60

Solución sintética 2-5 2,5 40-60 < 5 40-60

Tabla 7: Datos promedio de composición de los diferentes tipos de fluidos de corte

La elección del fluido de corte más adecuado a una operación concreta, dependerá de lasnecesidades y exigencias asociadas al mismo. El mercado ofrece un amplio abanico defluidos de corte, cada uno de ellos adecuado al máximo a unas determinadas condiciones demecanizado.

La energía consumida durante el proceso de mecanizado será función de la maquinabilidaddel material, la presión específica de corte, conductividad térmica, por un lado y de 1 El concentrado de fluido de corte se comercializa estabilizado con pequeñas cantidades de agua. Antes de su uso, se procede adisolverlos hasta alcanzar la concentración deseada. Los datos ofrecidos referentes al aceite de corte, se refieren al global del producto.


25

parámetros de proceso como velocidad de corte, avance, profundidad de pasada, por otro. Seestima que de la energía total aplicada en el mecanizado, la energía eficiente o potencia útilno supera el 25% perdiéndose el resto en forma de calor. De la energía no aprovechada, el50% corresponde a energía calorífica asociada a la viruta, el 15% se asocia a energíacalórica absorbida por la pieza y el 10% restante se disipa a través de la herramienta.

Potencia útil 25%Pérdidas caloríficaspor fricción de la herramienta

10%

Pérdidas caloríficaspor fricción de

la pieza

15%

Pérdidas caloríficasasociadas a la

viruta

50%

Energía calorífica(no aprovechada)

75%Energía de corte(aprovechada)

25%

Figura 8: Distribución de la energía aplicada en los procesos de mecanizado

En este sentido, es labor adicional del fluido de corte, equilibrar térmicamente el conjuntopieza-herramienta-máquina, retirando el calor no aprovechado y mejorando la calidad delproceso.

3.1.2 Flujos de entradas y salidas en los procesos de mecanizado. Influencia sobre eldesengrase

Si en el contexto de la planta de producción atendemos exclusivamente al proceso demecanizado, desde un análisis simplificado se identifican como variables de entrada2 elmetal no mecanizado, el fluido de corte y la energía de mecanización. Otras variables, nodeseadas como aceites, polvo, etc. se introducen continuamente en el sistema por diferentesvías.

Tras el mecanizado obtenemos por un lado las piezas terminadas, que deberán presentaraquellas características requeridas en términos de calidad y economía, y cuyo destinohabitual suele ser una etapa de limpieza y desengrase previa expedición. Por otro lado,también se producen diferentes materiales residuales y emisiones. Sus características entérminos de composición, cantidad, etc. dependerán en gran medida del proceso y materiasempleadas.

2 No se consideran aquellos elementos de reposición que no supongan entradas continuas o de alta periodicidad del sistema comoherramientas, recambios, etc.


26

Esquemáticamente, el proceso responde al esquema adjunto.

1 2

ENTRADASAL

PROCESO

SALIDASDEL

PROCESO

FLUIDO DE CORTE NUEVO

ENERGÍA MECÁNICA

ACEITES EXTRAÑOS

OTROS (PARTÍCULAS,

POLVO, ...)

FLUIDO DE CORTE AGOTADO

ENERGÍA CALORÍFICA

SUBPRODUCTOS NO DESEADOS

(ACEITES, PARTÍCULAS, ...)

SUBPRO. DEL PROCESO

(VIRUTAS, LODOS, ...)

FUGAS, SALPICADURAS,

ARRASTRES Y NIEBLAS

SUBPRODUCTOSNO DESEADOS

(ACEITES, PARTÍCULAS, ...)

BAÑO AGOTADO

ARRASTRES, FUGAS Y VAPORES

BAÑO NUEVO

Figura 9: Diagrama de flujo general de un proceso de mecanizado y desengrase

La actividad humana, influye en las corrientes residuales aportando elementos comopartículas y sólidos diversos, agua, papeles, etc.

Si bien la etapa de limpieza y desengrase tiene su justificación en la necesidad de retirar dela pieza los restos de fluido de corte y partículas que se quedan adheridas a su superficie trasel mecanizado, el baño desengrasante no ha de convertirse en un sumidero para el fluido decorte. El desengrase deberá cumplir con la tarea de retirar el mínimo de suciedad posible, deforma que su rendimiento sea óptimo y prolongado en el tiempo. Puede decirse que unproceso de mecanizado correctamente diseñado aumentará la eficacia y duración del bañodesengrasante. Es necesario fijar como objetivo desengrasar lo estrictamente necesario, notodo lo que permitan las posibilidades técnicas del sistema.

3.1.3 Factores de influencia en los procesos de mecanizado

Pocas actividades industriales presentan un abanico de posibilidades técnicas y operativastan amplio como los procesos de mecanizado. Cada proceso opera en unas condicionesespecíficas definidas por múltiples factores de índole productivo y tecnológico.

La implantación de toda medida de mejora deberá tener en cuenta la naturaleza de laoperación en su sentido más profundo, valorando todos aquellos factores que definen elproceso.

El impacto ambiental del proceso no es una excepción y cualquier medida de reducción oprevención del mismo deberá basarse en un análisis previo de los condicionantes del sistemaproductivo considerado.

A continuación se recogen de manera esquemática las variables que influyen de manera mássignificativa en la mejora ambiental de un sistema de mecanizado:


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MATERIALY

MAQUINABILIDAD

HERRAMIENTAY

RECUBRIMIENTO

MÁQUINAHERRAMIENTA

CONDICIONESDE MECANIZADO: - VELOCIDAD - AVANCE - PROFUNDIDAD

OPERACIÓNDE MECANIZADO: - TALADRADO - FRESADO - RECTIFICADO - ROSCADO ETC.

PIEZA: - GEOMETRÍA - TOLERANCIAS

Figura 10: El mecanizado es una operación condicionada por múltiples factores que aportanespecificidad al proceso

a.- Pieza

- La geometría de la pieza:La geometría de la pieza condiciona las operaciones de mecanizado requeridas y lasmáquinas en las que éstas deben ser ejecutadas. En unos casos será necesaria la ejecución deoperaciones de desbaste, mientras que en otros, se buscará la precisión asociada aoperaciones de acabado final.

- Tolerancias de la pieza:Cuando se requiere una elevada precisión dimensional o de forma, las deformacionestérmicas debidas a la energía calorífica desprendida en la operación del corte pueden sacarla pieza de tolerancias. El uso de fluidos de corte será inevitable para impedir estasdeformaciones.

Figura 11: Detalle de piezas típicas de decoletaje


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b.- Material y maquinabilidad

Las propiedades metalotécnicas (dureza, estructura, presión específica de corte, etc.)condicionan la maquinabilidad del metal, influyen sobre el balance energético de laoperación y en consecuencia, establecen diferentes condiciones de trabajo. Existe unparámetro denominado “Índice de Maquinabilidad” que cuantifica esta propiedad. Éste,definido de acuerdo a la normativa AISI establece comparativamente con el acero SAE1112 al que se le asigna el valor referencial de 100%.

Algunos materiales como la fundición gris, se prestan a ser mecanizados en seco, mientrasque otros como son los aceros, aleaciones de aluminio, cobre, magnesio o titanionormalmente necesitan el empleo de fluidos lubricantes. No obstante, el desarrollotecnológico de los procesos, sobre todo en su apartado de herramientas, está haciendoposible reducir o eliminar el empleo de los fluidos de corte durante el mecanizado dealgunos materiales que a priori requerían de su presencia.

En general, se puede decir que a medida que las condiciones de mecanizado se hacen másextremas, se hace tanto más necesaria la utilización de fluidos de corte.

MATERIAL

Figura 12: Maquinabilidad relativa de los materiales más comunes

c.- Máquina-herramienta

La máquina-herramienta es un elemento que en su selección, condiciona profundamente elproceso de mecanizado. En la máquina, el fluido de corte, además de refrigerar y lubricar lazona de mecanizado, refrigera diversos componentes que le proporcionan la necesariaestabilidad térmica. La reducción o eliminación del fluido de corte así como el empleo defluidos menos contaminantes exige adaptaciones en la máquina herramienta para evitar losefectos perjudiciales derivados de las posibles deformaciones térmicas y ataques en laspinturas, sistemas de juntas, etc. En máquinas de nuevo diseño estas deformaciones sepueden evitar teniéndolas en cuenta en la fase de diseño o compensándolas medianteapropiados algoritmos implementados en el CNC de la máquina herramienta. Otros aspectoscomo la evacuación de la viruta de la zona de corte, o la colocación de barreras


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antisalpicaduras, están condicionadas por la máquina utilizada y deberá adaptarse a lasmodificaciones realizadas en proceso.

d.- Herramienta de corte y sus recubrimientos

La reducción o eliminación del empleo del fluido de corte exige el replanteamiento de lasfunciones de la herramienta. Para garantizar el rendimiento de la misma deben optimizarsela adaptación geométrica a la pieza y la capacidad para soportar el estrés térmico,seleccionando en una primera instancia el material en el que se están fabricando (acerorápido, metal duro, Cermet, Cerámica, CBN, PCD) y posteriormente aspectos como elrecubrimiento.

Figura 13: Detalle de herramientas de mecanizado

Si bien el desarrollo de los recubrimientos duros anti-desgaste (PVD, CVD) es anterior a latoma de conciencia sobre la producción limpia en los procesos de mecanizado, estánjugando un papel crítico a la hora de implantar los procesos de mecanizado en seco. Así, seestán desarrollando nuevos recubrimientos con la función adicional de reducir el rozamientoentre la viruta y la herramienta mediante una capa lubricante combinada con la capa duranecesaria y reducir así el calor generado, salvaguardando en consecuencia, la vida de laherramienta. En la actualidad, la utilización de este tipo de recubrimientos está sufriendo unproceso expansivo de implantación. Acertar la combinación adecuada de tipo derecubrimiento para un material y proceso determinados será fundamental para garantizaruna fabricación económica y de calidad.

e.- Tipo de operación

El tipo de operación ejecutada es uno de los factores que definen con mayor relevancia lascondiciones de mecanizado. Las operaciones de desbaste normalmente requieren el empleode fluidos de corte acuosos ya que priman las funciones de refrigeración y de retirada de laviruta generada (Fresado, torneado). En las operaciones de acabado sin embargo se empleanpreferentemente aceites de corte (roscado, brochado, rectificado) que ofrecen una mejora delproceso de lubricación y por lo tanto, del acabado superficial obtenido.


30

f.- Las condiciones productivas de mecanizado

Los procesos son diseñados con el objetivo prioritario de maximizar la producción. Esteobjetivo pasa por emplear la mayor velocidad de avance y profundidad de corte posibles,compatibilizadas siempre con el adecuado rendimiento de la herramienta. La reducción delempleo del fluido de corte o su eliminación total plantea como reto determinar quécondiciones del proceso pueden ser readaptadas para que se mantengan los ratiosproductivos deseados.

100

0 100

0

Figura 14: Comparativa entre diferentes operaciones de mecanizado respecto al grado de desbaste y losrequerimientos de acabado superficial habituales en cada proceso

3.2 PRODUCCIÓN LIMPIA Y CALIDAD APLICADA EN PROCESO

La producción limpia y la calidad aplicada en proceso, comparten una estrategia común. Laaplicación de medidas destinadas a reducir la generación de residuos o los despilfarros enproceso depende en muchos casos del correcto seguimiento de una prácticas productivasóptimas.

Un correcto conexionado entre las distintas fases de elaboración de un producto puede tenerun efecto tan intenso en la reducción de residuos o consumo de materias primas comocualquier medida interpretada desde el prisma exclusivo de la producción limpia. Esnecesario comprender el proceso productivo como un todo formado por engranajes de cuyoperfecto funcionamiento depende no sólo resultados finales, sino gran parte del impactoambiental del sistema. Será lógica en este sentido, la inclusión de la producción limpia en laestrategia global de mejora continua de la empresa.

Existen múltiples factores englobados en la estrategia productiva de una empresa, coninfluencia directa en el impacto ambiental de ésta. Su adecuación ofrecerá un amplio campode mejora. La tabla adjunta recoge algunos de los factores más relevantes al respecto:


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Medidas de mejoraAdecuar sus calidades y acabados a nuestras necesidadesProveedores Potenciar el suministro de productos semiacabadosCumplimiento estricto de las especificaciones de los clientes, no ofreciendoun valor añadido no requerido

Factoresexternos Clientes

Acordar especificaciones trabajando conjuntamente con el clienteAdecuar la calidad de cada operación a los requerimientos estrictamente necesarios de lasiguientePreservar los productos semi-terminados de factores que reduzcan su calidad: ensuciamiento,oxidaciones, etc.Involucrar a todos los estamentos con vinculaciones dentro de los procesos de mejora eimplantación de calidad

Factoresinternos

Respetar las especificaciones de uso de los elementos que componen el sistema productivo:máquinas, herramientas, etc.

Tabla 8: Diferentes factores productivos con influencia en la estrategia de producción limpia

B A

A < B A = B A > B

A B: CALIDAD REQUERIDA : CALIDAD OFRECIDA

Figura 15: La producción limpia también es conseguir el grado de satisfacción deseado sin despilfarrosni rechazos

El terreno común existente entre la producción limpia y la calidad operativa en fábrica sesintetiza en la máxima:

“No tanto como se pueda sino tanto como sea necesario”

El sentido de esta frase se apoya en gran medida en la importancia de un correcto equilibrioentre lo demandado y lo ofrecido, evitando las pérdidas y despilfarros que supone por unlado la no correspondencia entre las necesidades reales de los productos y las cualidadesfinalmente obtenidas, y por otro los rechazos asociados al incumplimiento de lasespecificaciones de nuestros clientes.


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4. PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DEL MECANIZADO

En este capítulo son descritas las problemáticas ambientales más comunes dentro del sectordel mecanizado. Una clara definición de su origen y alcance posibilitará la correcta toma dedecisiones destinada a la eliminación o al menos la atenuación de su impacto en el entorno.

4.1 RESIDUOS DE FLUIDO DE CORTE AGOTADO

Los residuos de fluido de corte agotado, en consonancia con las materias primas quemayoritariamente predominan en sus formulaciones, pueden ser clasificados en residuos defluido de corte acuoso y de aceite de corte. Lo diferente de su naturaleza físico-químicacondicionará tanto la generación de los residuos como las alternativas de gestión de losmismos.

Los fluidos de corte se transforman en residuos cuando su naturaleza física y química sedegrada de tal manera que no pueden cumplir aquellas funciones básicas para las que fuerondestinados en un principio: lubricar, refrigerar y limpiar el área de mecanizado.

Recomendación Práctica 3: ANÁLISIS DEL DIAGRAMA DE FLUJO DE FLUIDO DE CORTE ACUOSO EN UNSISTEMA TÍPICO

La correcta interpretación del diagrama de flujo del fluido de corte, suministra informaciónde alto interés para la implantación y máximo aprovechamiento de las mejoras del sistema.Como comentarios de interés podemos destacar:• Las evaporaciones del sistema corresponden únicamente a agua. Este hecho se traduce

en una progresiva concentración de la emulsión. ¡No compensar utilizando fluido decorte a la concentración de trabajo!

• El uso de agua desionizada mejora la vida útil del fluido. En su defecto, utilizar aguablanda.

CONCENTRADO

PIEZASACERO 1300

AGUA RED

APORTEINICIAL (6%)

PIEZASMECANIZADAS

MEZCLADOR

INSTALACIONESDE MECANIZADO

82 Depósitos x 0,56 m /Depósito = 46,5 m3 3

ESCURRIDO

1.080

DESIONIZACIÓN

243,1

6,9

EVAPORACIONES

REPOSICIONES (2%)ACEITES

VIRUTAS

248

5

ACEITERESIDUAL

3110,9

7

117,9

FLUIDO DE CORTE ACUOSO

Nota: Cifras en Tn/año

Problemáticas ambientales del mecanizado

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• RESIDUOS DE FLUIDO DE CORTE ACUOSO

Debido a su naturaleza orgánica dispersa en medio acuoso, la acción bacteriana puede serconsiderada como la principal causa de degradación del fluido. Las bacterias anaeróbicas sereproducen rápidamente en este medio, estando su crecimiento favorecido por la presenciade partículas sólidas y aceites libres procedentes del entorno industrial. Los primerosrepresentan un soporte físico idóneo para su propagación mientras que los aceites libres, aldisponerse en la capa superficial del fluido, impiden su oxigenación y generan lascondiciones de anoxia idóneas para su desarrollo.

Otros factores derivados de la fatiga que el fluido soporta durante el proceso de mecanizado,contribuyen a la degradación del mismo.

Los principales riesgos medioambientales asociados a su generación y gestión estándirectamente relacionados con su naturaleza, pues son totalmente dispersables en cualquierentorno acuoso. Este factor, facilita la transmisión a este medio, de todos los elementoscontaminantes presentes en su composición: aceites, metales pesados, etc.

• RESIDUOS DE ACEITE DE CORTE

Este tipo de productos no presentan solubilidad en medio acuoso, aspecto éste que limita suimpacto ambiental. Sin embargo, aún presentan un alto potencial nocivo. Por un lado, partede sus contaminantes pueden solubilizarse en agua cuando se produce un contactoprolongado, y por otro, y tal y como se ha comentado en el anterior apartado, en un medioacuoso dificultan la oxigenación ubicándose en la parte superior del fluido.

La misma consideración podrá ser aplicada a aquellos aceites procedentes de otros sistemascomo aceites de guías, hidráulicos, etc.

La tabla adjunta resume las características contaminantes de los dos tipos de residuos:

Producto deorigen

Contaminantes habituales Dispersiónen medioacuoso

Riesgoscaracterísticos

Expectativasmáximas devida útil del

fluido de corteFluido de corteacuoso

- Metales pesados- Nitritos- Aminas- Derivados del boro- Hidrocarburos solubilizados- Aceites libres- Fenoles- Partículas metálicas

Total - Contaminaciónacuosa y de suelos

- Riesgos higiénicos

2-3 años

Aceite de corte - Metales pesados- Parafinas cloradas- Aceites azufrados, fosforados y

sulfoclorados- Partículas metálicas- Compuestos policíclicos

Limitada - Contaminaciónacuosa y de suelos

- Riesgos higiénicos- Inflamabilidad

8-10 años

Tabla 9: Contaminantes más habituales de los fluidos de corte agotados


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4.2 FUGAS Y SALPICADURAS

Independientemente de la naturaleza del fluido de corte, una de las vías más directas deacceso y contaminación del medio son las fugas, salpicaduras y derrames. A pesar de que apriori puede subestimarse su importancia debido a la baja intensidad con que se manifiestan,en todos los casos, su persistencia termina por convertirlos en uno de los factores con mayorimpacto medioambiental pero también, con mayor margen de mejora.

• FUGAS

Las fugas en los sistemas de suministro de fluido de corte suelen deberse habitualmente afallos en el cumplimiento del plan de mantenimiento del sistema. Pueden producirse a lolargo de toda la extensión del circuito de flujo del fluido de corte, aspecto éste que propiciaque en ocasiones su existencia sea detectada visualmente cuando el impacto en el medio esun hecho consumado.

• SALPICADURAS

Las altas velocidades de mecanizado, la ausencia de carenados y las tendencias de lascondiciones de operación facilitan las proyecciones de fluido de corte. Este fenómenosupone un ensuciamiento del entorno inmediato del área de mecanizado y todo lo que allí seencuentra. Las salpicaduras son más comunes en máquinas sencillas en las que no sedispone de carenados, mientras que la mayoría de las máquinas modernas van equipadascon elementos de retención: carenados, cortinas, etc.

Figura 16: Detalle de la dispersión del fluido de corte en el área de mecanizado


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Este fenómeno se producirá con mayor intensidad cuanto menor sea la viscosidad yadherencia del fluido al metal. El aceite de corte tiene mayor tendencia a quedarseimpregnado en la pieza y la herramienta que un fluido de corte de base acuosa, limitándosesu proyección fuera del sistema.

4.3 ARRASTRES EN PIEZAS Y VIRUTAS

Los arrastres están favorecidos por las estructuras cada vez más complejas de piezas yvirutas y por el propio posicionamiento de la pieza durante el mecanizado. Los arrastrescobran mayor protagonismo cuanto mayor es la untuosidad del fluido por lo que estefenómeno, de manera opuesta a las salpicaduras, cobra especial protagonismo con lautilización de aceites de corte.

Recomendación Práctica 4: IMPORTANCIA DE LOS ARRASTRES

Los arrastres son fenómenos inherentes al proceso de mecanizado. Si bien son inevitables,existen medidas de remediación que combinadas, pueden reducir su impacto hasta en un90% del valor de partida.

El destino del fluido de corte arrastrado es muy variado si bien entre los más habituales seencuentran:

- Se acumulan en los baños de desengrase tras el paso de las piezas por los mismos,reduciendo severamente su eficiencia y duración.

- Lixivian en los parques de almacenamiento de piezas y virutas. Este fenómeno es másimportante en condiciones de intemperie donde la lluvia potencia su efecto.

- Manchan las zonas de manipulación y/o trasiego de piezas y virutas generando unimportante riesgo higiénico y ambiental al requerir el mangueado de agua u otrasmedidas de limpieza para su retirada.

En todos los casos, el destino final del fluido supone una dispersión en el entorno de trabajo,como paso previo a un posible impacto en el medio ambiente adyacente.

4.4 NIEBLAS Y OTRAS EMISIONES AMBIENTALES

Las comúnmente conocidas como “nieblas de aceite” son una de las problemáticasambientales con mayor impacto en la salud laboral. La alta velocidad de giro de la máquinay/o herramienta y la presión de suministro del fluido de corte, propicia la formación degotas microscópicas de fluido de corte que se dispersan en el ambiente laboral.

Por otro lado, aquellos compuestos volátiles de naturaleza hidrocarburada presentes en losfluidos de corte pueden pasar al medio atmosférico al someter el mismo a las altastemperaturas del mecanizado. Este fenómeno es habitual con el uso de compuestos alifáticosy nafténicos.

La problemática ambiental en ambos casos, está asociada al potencial de ingestión por víarespiratoria de compuestos que representan riesgos para la salud.


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De forma esquemática, la tabla adjunta recoge los aspectos más significativos de lasproblemáticas ambientales asociadas al uso de fluido de corte:

Representatividad sobreel total (%)

Problemáticaambiental

Origen Efectos asociados

Fluido decorte acuoso

Aceite decorte

Arrastres - Geometría compleja depiezas y virutas

- Incorrectoposicionamiento demecanizado de las piezas

- Untuosidad del fluido decorte

- Incorrecto calibrado delarrastre mecánico de laviruta (draga)

- Reducción de la eficienciadel baño desengrasante

- Ensuciamiento de las áreasde trasiego yalmacenamiento de piezasy virutas

- Elevado consumo de fluidode corte

- Riesgos higiénicosasociados a la dispersióndel fluido de corte

30-35 30-50

Salpicaduras - Altas velocidades demecanización

- Condiciones desuministro del fluido decorte: cantidad, presión ydireccionamiento

- Ensuciamiento del área demecanizado


30-40 1-5

Fugas - Inexistencia o incorrectaimplantación del plan demantenimiento delsistema


- Ensuciamiento del entornoindustrial

Nieblas - Altas velocidades demecanizado

- Elevada presión desuministro de fluido decorte

- Riesgos higiénicos deingestión por víarespiratoria 1 4-6

- Degradación físico-química por acciónbacteriana

- Contaminación consustancias no deseadasdel entorno

Residuo de fluidode corte

- Degradación físico-química por fatiga delproducto

- Sobrecoste en laadquisición de fluido decorte

15-25 40-65

Tabla 10: Aspectos significativos de las principales problemáticas ambientales

4.5 VIRUTAS Y LODOS METÁLICOS

Se componen del material excedente obtenido durante el procesado de las piezas. Sepresentan convencionalmente en forma de virutas y lodos metálicos que presentan un gradovariable de impregnación de fluido de corte.


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• VIRUTAS

Se generan como material excedente en los procesos de mecanizado que empleanherramientas de geometría definida. Su formación y estructura son objeto de estudio puesaportan información referente a la ejecución de las operaciones.

Van acompañadas de una cantidad variable de fluido de corte que impregna su superficie oes arrastrado en los intersticios de su estructura.

• LODOS

Son generados en los procesos de mecanizado que emplean herramientas de geometría nodefinida (p.e. rectificado). Su composición es una mezcla de composición variable depequeñas partículas metálicas arrancadas a la pieza, fluido de corte y material abrasivo. Eneste caso, no existe el concepto de arrastre como tal, y el fluido de corte es un componentemás de la masa residual obtenida.

Recomendación Práctica 5: COMPOSICIÓN DE LOS LODOS METÁLICOS

Los lodos generados se encuentran empapados en fluido de corte, en un porcentaje quepuede llegar hasta el 50% del peso, y su tamaño medio de partícula es muy inferior acualquier tipo de viruta.

Como datos estimativos de composición en peso de este tipo de residuos tenemos:

- Contenido en metal ..................... 10-90%- Material abrasivo ........................... 2-75%- Contenido del fluido de corte:

- Acuoso ................................... 1-20%- Aceite de corte ...................... 15-50%

El impacto de este tipo de residuos en el sistema de suministro de fluido de corte supone enuna primera instancia un aumento del consumo de fluido de corte y la necesidad de sometera los mismos a un correcto proceso de gestión. Esta será tanto más compleja, cuanto mayorsea el porcentaje de fluido de corte.

4.6 CONTAMINACIÓN DEL SUELO INDUSTRIAL

En la gran mayoría de las empresas que utilizan fluido de corte, se producen episodios decontaminación del entorno de trabajo. Las razones son múltiples: goteo directo de fluido decorte arrastrado en piezas y virutas, salpicaduras, manipulación de piezas, preparación y/otrasiego del fluido de corte, etc.

Este fenómeno cobra especial importancia en los parques de almacenamiento de virutas ychatarra pues la naturaleza del producto suele llevar asociadas unas condiciones dealmacenamiento deficientes.


38

En cualquier caso, el suelo es un entorno que favorece la dispersión de los contaminantes: Ala intemperie, éstos son arrastrados por el agua de lluvia, pasando a contaminar los caucesacuosos mientras que, bajo cubierta esta función es realizada por el tránsito humano típicode toda actividad industrial, y la necesaria limpieza del entorno. Esta última actividad acabagenerando un volumen importante de aguas aceitosas capaces de impactar en el entorno.

4.7 UTILIZACIÓN DE SUSTANCIAS PELIGROSAS

Tal y como se ha comentado, todo fluido de corte incluye en su formulación componentesquímicos de mejora de sus propiedades comúnmente llamados aditivos.

Estos compuestos son elegidos a partir de un amplio abanico de posibilidades entre las quese encuentran algunos que, bien son sustancias que suponen algún riesgo para el medioambiente o la salud e higiene laboral, bien son precursoras de alguna sustancia que lo sea.

El usuario de un fluido de corte que contenga una o varias sustancias de estascaracterísticas, se enfrentará por un lado a aquellos posibles riesgos higiénicos asociados asu manipulación y al uso, y por otro a la gestión de los residuos que se generen al final de lavida útil del producto.

Recomendación Práctica 6: PREVENCIÓN DE RIESGOS CUTÁNEOS

Las afecciones cutáneas supusieron en 1980 el 51% de las enfermedades laborales y en elsector de la metalurgia, en concreto, alcanzaron un valor del 81%. Es importante manipularlos fluidos de corte con la protección adecuada (guantes y gafas protectoras). Nunca utilizarel fluido de corte como medio limpiador de otras sustancias sobre la piel: aceites, grasas,etc.

Entre los compuestos utilizados comúnmente como aditivos que mayor problemáticarepresentan podemos citar los incluidos en el cuadro adjunto:

Compuestos Problemática asociadaDietanolamina yderivados

- Diferentes estudios indican clara evidencia de actividad carcinogénica, no sólo de la dietanolamina,sino de los derivados dietanolamínicos de los diferentes ácidos grasos

Nitrito sódico - Es venenoso por ingestión y puede ser absorbido por vía dérmica. El nitrito sódico es además muytóxico para el medio ambiente acuático. En este entorno, este compuesto químico puede transformarsey combinarse formando nitrosaminas, de las que el 80% están catalogadas como altamentecancerígenas.

Alquil fenoles yácido cresílico

- Se usan como emulgentes en fluidos acuosos y su toxicidad es la misma que la descrita para el nitritosódico. Diferentes agrupaciones sectoriales a escala mundial están limitando y recomendando laerradicación del uso de estos productos, por razones de higiene industrial y respeto al medio ambiente.Se prevé que en fechas cercanas su uso pase a estar legalmente prohibido.

Parafinas cloradas - Su naturaleza organohalogenada determina su toxicidad. Son precursoras de diferentes elementos demayor toxicidad. Provocan episodios de reacción dérmica conocidos como cloroacné.

Biocidas - Este grupo de compuestos químicos es enormemente amplio y posee gran importancia toxicológica ymedioambiental, ya que son muchos y muy diversos los compuestos usados como biocidas que tienenun carácter tóxico.

Complejantes - Por sus propiedades en medio acuoso dificultan el tratamiento posterior de las aguas residuales.Hidrocarburosaromáticospolicíclicos (PAHs)

- Diferentes estudios evidencian la toxicidad de este tipo de compuestos, siendo alguno de ellosprecursor de algunos tipos de cánceres.

Derivados borados - Sustancias de efecto bacteriostático que no se eliminan mediante los procesos de tratamiento de aguasresiduales

Tabla 11: Principales compuestos tóxicos contenidos en los fluidos de corte


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Por otro lado, la mezcla de fluido de corte con materiales diversos utilizados en otras fasesdel proceso productivo, puede suponer un agravante en la problemática ambiental delsistema.

La mezcla de fluidos desengrasantes clorados, productos inflamables o dotados deelementos de toxicidad contrastada, aumentará su peligrosidad requiriendo mediosespeciales para su control y tratamiento.

4.8 RESIDUOS DIVERSOS DE PROCESO

En este apartado se citan aquellos residuos que, si bien no son generados directamente apartir del proceso de mecanizado, se producen en otros procesos colaterales como elmantenimiento y la limpieza de los sistemas.

• FILTROS

Este tipo de residuos procede básicamente de sistemas de mantenimiento de fluido de corteque utilizan filtros desechables y de filtros de sistemas de aspiración localizada “anti-nieblas”. En el primer caso, los filtros contienen lodos abrasivos y pequeñas virutasretenidas además de estar completamente empapados por el fluido filtrado; los filtros“antinieblas” están moderadamente contaminados con los contaminantes que han sidoaspirados.

• AGUAS ACEITOSAS DE LIMPIEZA

Este residuo se genera en el empleo de agua durante la limpieza de las áreas afectadas porfugas y salpicaduras, y máquinas. Al objeto de aumentar la capacidad limpiadora se utilizandetergentes y desengrasantes.

Su generación puede ser reducida aplicando alguna de las siguientes medidas:

- Utilizando detergentes no tóxicos de alta eficiencia.- Utilizando medios adsorbentes de múltiple uso (esponjas y otras fibras reutilizables).- Limitando el uso indiscriminado de agua.


40

5. MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA

5.1 SIGNIFICADO Y ALCANCE DE LA PRODUCCIÓN LIMPIA EN EL SECTOR DELMECANIZADO

La aplicación de medidas de producción limpia en un entorno industrial, se centra en laejecución eficaz de los procesos productivos de manera que se genere el valor mínimo desubproductos o residuos no aprovechables internamente con el mínimo consumo de materiasprimas.

La producción limpia se apoya en tres ámbitos de actuación:

− Prevenir− Reducir / Minimizar− Valorizar internamente

La prevención se orienta hacia la toma de decisiones relacionadas con aquellos procesos queno han sido aún diseñados parcial o totalmente. Seleccionando de entre todas las alternativasdisponibles aquellas que minimicen la producción de residuos, nuestro sistema reducirá suimpacto ambiental en el entorno. Puede decirse que la prevención interviene en la definicióno planificación de los procesos, llevando asociada una reflexión previa destinada a evitar lageneración de residuos.

La minimización o reducción deberá aplicarse en aquellos procesos que si bien ya estánimplantados en su totalidad, disponen de margen de mejora. Las modificaciones deberánconsiderar la reducción de las cifras de residuos generados y/o consumo de materias primasmediante la implementación de modificaciones dirigidas en ese sentido. El objetivo será laoptimización del proceso hasta limitar al máximo el valor de subproductos no aprovechablesinherentes al mismo.

La valorización interna, es el último recurso para limitar el impacto ambiental del proceso yse apoya en la consideración de los residuos como materia prima alternativa dentro de laempresa.

El reciclaje, valorización y reutilización interna mitigarán el impacto medioambiental yeconómico del balance de residuos generados y mejorarán su competitividad.

Figura 17: La producción limpia en la empresa se apoya en tres áreas de actuación diferenciadas:Prevención, Reducción y Valorización Interna

Medidas de Producción Limpia

41

En base a lo comentado anteriormente, es obvio que la producción limpia en un proceso hade ser asumida desde su propio diseño o definición. El efecto ambiental de las medidas serátanto más positivo, cuanto más intensamente participe el concepto de producción limpia eneste sentido. Así podemos decir que prevenir será mucho más eficaz que reducir y a su vezreducir será mas eficaz que valorizar internamente.

Desde el punto de vista de los costes e inversiones requeridos, serán tanto más intensoscuanto menor sea la eficacia de las medidas implantadas. A este respecto, es necesario huirde planteamientos simplistas centrados en el corto plazo para pensar en producción limpiacomo un proceso cuyos efectos se perciben más intensamente con el paso del tiempo. Es eneste punto en el que realmente se aprecia el valor añadido de la producción limpia.

Figura 18: La producción limpia reduce costes ocultos mejorando la eficacia productiva

La correcta planificación y diseño de un proceso en el que se seleccionen técnicas que nogeneran residuos, será a un medio-largo plazo mucho más rentable ambiental yeconómicamente que aquellos procesos en los que únicamente se da una correcta gestión alos residuos generados (tratamiento a final del tubo).

Entre las principales fuerzas motrices que paulatinamente están propiciando que laProducción Limpia esté cada vez más presente en el sector del mecanizado, se encuentranlas siguientes:

− Un marco legal cada vez más estricto y cuyo cumplimiento está siendo regulado conmayor minuciosidad.

− El aumento del coste y tratamiento de la gestión externa de residuos.− La creciente sensibilización ambiental de los consumidores que en muchos casos,

seleccionan aquellas empresas dotadas de una imagen más respetuosa con el medioambiente.

− La mejora técnica asociada a algunos procesos que incluyen el concepto de producciónlimpia en su diseño, ofreciendo productos de una calidad igual o superior.


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5.2 LÍNEAS DE ACTUACIÓN EN PRODUCCIÓN LIMPIA

La producción limpia, en cualquiera de sus tres ámbitos de actuación, prevención, reduccióno valorización interna, ofrece múltiples posibilidades de actuación.

El diagrama adjunto establece ámbitos generales de trabajo en los que se agruparán lasmedidas de producción limpia propuestas en el presente documento:

Figura 19: Esquema de las alternativas de mejora

Sin Plomo

• Cambios en materias primas: Serán consideradas bajo este criterio lasmedidas centradas en la mejora por sustitución o modificación de aquellasmaterias primas consumidas en el proceso.

• Cambios tecnológicos – Reingeniería: Se engloban bajo este epígrafe todasaquellas medidas que representen modificaciones en los procesos: Naturalezade la operación, modificaciones en la estructura y/o funcionamiento de lasmáquinas, adquisición de equipos de soporte y/o mantenimiento etc.

• Medidas organizativas. La correcta ejecución de las operaciones o laestructuración de sistemáticas de mejora de las mismas ofrece un elevadopotencial de mejora de los procesos: Ejecución de planes de mantenimiento,seguimiento de las normas de funcionamiento, establecimiento deresponsabilidades, etc.

• Reutilización interna de subproductos. Los subproductos o residuosgenerados en un sistema, representan un abanico de materias primas para unsegundo uso dentro de la fábrica. Igualmente, el posible tratamiento en fábricade aquellos residuos no reutilizados, reducirá el impacto ambiental delproceso.

Sin CFCs

• Cambio de productos. Modificaciones en la estructura, materiales y otrascaracterísticas del producto facilitarán en algunos casos la incorporación demejora en el proceso.


43

5.3 MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA PARA CADA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DELSECTOR DEL MECANIZADO DE METAL

En el ámbito de la industria del mecanizado del metal, las problemáticas ambientales máscomunes son:

1. Residuos de fluido de corte agotado2. Fugas y Salpicaduras3. Arrastres en piezas y virutas4. Nieblas y otras emisiones ambientales5. Virutas y lodos metálicos6. Contaminación del suelo industrial7. Utilización de sustancias peligrosas8. Residuos diversos de proceso

La tabla adjunta, resume y codifica las medidas propuestas asociadas a cada problemática:


Línea deactuación

Nº demedida Medida de Producción Limpia

1. Residuos de fluidode corte agotado

Cambiostecnológicos /Reingeniería

1 − Mecanizado en seco

2 − Mecanización utilizando la “Mínima cantidad de lubricante”–Tecnología MQL

3 − Depósito centralizado de suministro4 − Unidades de mantenimiento

Medidasorganizativas

5 − Definición de responsabilidades

6 − Compatibilización de productos

7 − Impartición de un Plan Formativo a trabajadores8 − Establecimiento de un Plan de Control del fluido de corte9 − Control de la calidad del agua en la preparación de la

dilución del concentrado10 − Desinfección del circuito de suministro de fluido de corte en

las sustituciones11 − Aireación del fluido de corte12 − Integración del proveedor en el proceso de mejora

2. Fugas ySalpicaduras

CambiostecnológicosReingeniería

1 − Carenado de máquinas

2 − Optimización de las condiciones de aplicación del fluido decorte en operación


3 − Diseño y ejecución de un plan de mantenimiento del circuitode suministro de fluido de corte


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Línea deactuación

Nº demedida Medida de Producción Limpia

3. Arrastres en piezasy virutas


1 − Equipamiento con equipos auxiliares de separación

2 − Optimización del posicionamiento de la pieza durante elmecanizado

3 − Adecuación del periodo de escurrido de piezas y virutasCambios enproductos

Sin CFCs

4 − Rediseño de la pieza

4. Nieblas y otrasemisiones ambientales


1 − Equipamiento con equipos auxiliares de extracción

2 − Selección del fluido de corte óptimo


3 − Adecuación de las condiciones de aporte de fluido de corte

5. Virutas y lodosmetálicos

Cambios enmaterias primas

Sin Plomo

1 − Minimizar las creces de material

2 − Reducción de procesos de mecanizado mediante susustitución por procesos de obtención de piezas porsinterizado o fundición de precisión en la línea “Near netshape”

6. Contaminación delsuelo industrial


1 − Adecuación / Reubicación de los parques dealmacenamiento


2 − Mejora del circuito de trasiego de piezas y/o virutas

3 − Adecuar la preparación y manipulación del fluido de corte

7. Utilización desustancias peligrosas


1 − Involucrar al suministrador

2 − Disponer de información actualizada sobre sustanciaspeligrosas para el Medio Ambiente y la Higiene Laboral

3 − Formar al personal para prevenir la mezcla de sustanciaspeligrosas con otras o entre sí

8. Residuos diversos deproceso


1 − Utilizar material filtrante reutilizable


2 − Limitar el uso de material auxiliar y el agua en los procesosde limpieza


45

5.4 ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA PROPUESTAS.ESTABLECIMIENTO DE CRITERIOS

En el presente apartado serán descritas con profundidad aquellas medidas de producciónlimpia recogidas en el punto anterior. La descripción recogerá aspectos como el impacto enel proceso, los beneficios esperados, las inversiones requeridas y otra información que seestime de interés para el correcto establecimiento de los posibles efectos y requerimientosde la propuesta dentro de un proceso concreto.

Cada una de las medidas además será valorada de acuerdo a unos criterios de caráctergeneral:

A- Criterios Económicos - Cuantía de la inversión- Periodo de amortización

B- Criterios Ambientales - Potencial de minimizaciónC- Criterios Técnicos - Riesgo tecnológicoD- Otros - Necesidad de capacitación técnica

- Repercusión sobre la calidad del producto

Para cada criterio, se establecen tres niveles de valoración representados por los coloresverde, amarillo y rojo de forma que el lector pueda conocer de forma aproximada laadecuación a sus necesidades de aquellas medidas ofertadas.

A. CRITERIOS ECONÓMICOS

$ Cuantía de la inversión: Este criterio orienta con respecto al global de lainversión y su impacto inmediato en la economía de la empresa. La informaciónofrecida estará basada en datos medios del mercado.

!!!! Periodo de amortización: Se ofrece información referente al ratio entre lainversión requerida y los ahorros derivados de la aplicación de la medidaconcreta. Se trata de una aproximación simplificada al concepto de recuperaciónde inversión. Complementa el concepto de “Cuantía de la inversión” puesincluye los ahorros esperados de la implantación de una medida concreta.

)/()(añoMMptsanualesAhorros

ptsMMInversiónónamortizacidePeríodo =

B. CRITERIOS AMBIENTALES

❀❀❀❀ Potencial de minimización: Este criterio orienta sobre las expectativas dereducción del impacto ambiental de la problemática estudiada, en condicionesde óptima implantación de una medida de mejora concreta.(Ej. Lograr reducir un 20% las salpicaduras, Aumentar la vida útil del fluido un10%).


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C. CRITERIOS TÉCNICOS

"""" Riesgo tecnológico: Cuando las medidas disponibles llevan asociada lamodificación tecnológica del proceso, es interesante disponer de informaciónbásica que facilite la toma de decisiones. Bajo el concepto de riesgo tecnológicose engloba el contraste de la técnica en otros ámbitos, su universalidad, elestado de desarrollo tecnológico del proceso, etc.

D. OTROS

#### Necesidad de capacitación técnica: Este criterio valora el grado decapacitación técnica requerido para el correcto aprovechamiento de aquellamedida seleccionada a priori. Cuanto más compleja sea la medida, mayorcapacitación será necesaria para un completo aprovechamiento del potencial demejora.

Q Repercusión sobre la calidad de los productos: La potencial modificación dela calidad de los productos y/o subproductos, ha de ser tenido en cuenta en unsector en el que las especificaciones limitan profundamente la capacidad demaniobra de las empresas.

La tabla adjunta recoge los rangos asociados que se han establecido para cada criterio comolímites de valoración de las diferentes medidas:

Criterios

$ Cuantía de la inversión < 500.000 pts (Baja) 500.000 pts -2.000.000 pts(Media)

> 2.000.000 pts(Alta)

Económicos

! Periodo de amortización < 2 años (Corto) 2 - 5 años (Medio) > 5 años (Largo)

Ambientales ❀ Potencial deminimización

> 50% (Alto) 50% > x > 5%(Medio)

< 5% (Bajo)

Técnicos " Riesgo tecnológico Riesgo Nulo Riesgo puntual Riesgo medio

# Necesidad decapacitación técnica

Nivel bajo Nivel medio Nivel alto

Otros

Q Repercusión sobre lacalidad de los productos

Mejora No afecta Empeora

Tabla 12: Criterios de valoración de las medidas de producción limpia incluidas en el documento yrangos asociados

Nota: En aquellos casos en los que un criterio presenta un rango de valores excesivamente amplio, sepresentará una combinación de colores (p.e. amarillo + rojo) que cubran el espectro de posibilidades existente.


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Los cuadros siguientes se presentan como herramientas destinadas a facilitar la toma dedecisiones en el ámbito de la empresa. En estos se resumen aquellos aspectos y criterios másrelevantes de cada medida.

No obstante, aquellas medidas que por su extensión e importancia requieran una mayorexplicación, serán tratadas dentro del siguiente punto “Valoración detallada de lasprincipales medidas de Producción Limpia”.


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PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 1: GENERACIÓN DE RESIDUOS DE FLUIDO DE CORTE AGOTADOCriterios de valoración Aplicabilidad

Nº Medida propuesta Descripción Beneficios Repercusión en el procesoproductivo

Inversiones y otrasobservaciones relevantes $ ! ❀ " # Q Aceite

decorte

Fluidode corteacuoso

1 Mecanizado en seco(Ampliado en cap. 6.1)

Suprimir completamente lautilización de fluido de cortedurante el proceso demecanizado.

Elimina en un 100% el consumoy producción residuo de fluidode corte. Reduce las necesidadesde limpieza de las piezas despuésdel mecanizado.Mejora la calidad de los residuosmetálicos pues presentan unaausencia total de fluido de corte.

Se deberá garantizar laestabilidad térmica de lamáquina así como la evacuaciónde la virutaLas herramientas deberánpresentar elevada dureza,resistencia al desgaste a altastemperaturas y reducidatendencia a la adhesión a la piezay la viruta.

La evolución tecnológica deherramientas y materiales estáabriendo nuevas posibilidades deaplicación.Requiere de estudios específicosde aplicación en proceso.Existen experienciascontrastadas en fundición yaceros (casos concretos)Limitaciones en procesos conelevados requerimientosdimensionales

(1) $$$$ $$$$

2

Mecanizado utilizando mínimacantidad de lubricante -Tecnología MQL(Ampliado en cap. 6.2)

Aplicar el fluido de corte en lacantidad mínima necesaria paragarantizar las condiciones deoperación. Diferentes opcionestécnicas disponibles.

Reduce hasta un 95% elconsumo de fluido de corte yelimina totalmente la producciónde residuos.Las piezas y virutas se obtienenprácticamente limpias de fluidode corte.

Se deberá garantizar laestabilidad térmica de lamáquina así como la evacuaciónde la virutaNecesita la instalación dedosificadores especiales en lasmáquinas así como un serviciode aire comprimido (no en todoslos casos).

Esta tecnología puede seradaptada a máquinas antiguasmodificando las boquillas desuministro de fluido de corte. Sucoste aproximado es de 80000-250.000 pts/boquilla. Lainversión requerida estarácondicionada por el nº de puntosde aplicación.El tamaño de los depósitosindividuales de suministro sereduce notablemente (0,5-1litro).

(1) $$$$ $$$$

3 Depósito centralizado desuministro

El fluido de corte se suministradesde un único depósito en lugarde múltiples depósitosindividuales por máquina.

Centralizan y simplifican losprocesos de control ymantenimiento del fluido decorte. Combinado con estos,puede llegar a permitir aumentosde la vida útil del fluido de entre4 y 6 veces, con una reducciónde la producción de residuos del90%.

El proceso de mecanizado novaría, si bien se requiere una redde tubería para canalizar el flujode fluido de corte a lo largo detodo el circuito.

La inversión será proporcional ala capacidad de almacenamientode la instalación, oscilando entre250.000 y 3.000.000 de pts.

-/$$$$ $$$$

4 Unidades de mantenimiento(Ampliado en cap. 6.3)

Introducción en el proceso desistemas de mantenimiento delfluido de corte que eviten lapermanencia en el sistema deelementos ajenos al mismo:aceites, partículas, etc.

Prolonga la vida útil del fluidode corte, reduciendo la cantidadde residuos generado por unidadde tiempo.Mejora la calidad del fluido decorte.

Ninguna

La inversión asociada varía enfunción del rendimiento y de lacapacidad de tratamiento delequipo.Existe un amplio abanico deposibilidades.

$$$$ $$$$

5 Definición de responsabilidades

Establecer responsabilidadesreferentes al control y cuidadodel fluido de corte dentro delesquema organizativo de laempresa

Facilita el establecimiento de losplanes de control ymantenimiento del fluido decorte, prolongando su periodo devida útil.Puede llegar a reducir en un 30%la cantidad de residuos anualgenerada.

Ninguna.

Práctica sencilla derepercusiones muy positivas ycostes prácticamente nulos.El fluido de corte es consideradocomo una “herramienta” másdentro del proceso.

$$$$ $$$$

6 Compatibilización de losproductos

Existen dos líneas de actuación:- Homogeneizar el uso de los

fluidos de corte en procesohasta reducir su número a lamínima expresión

- Seleccionar los productospotencialmentecontaminantes provenientesde procesos paralelos paraque su influencia en el fluidode corte sea mínima:Inmiscibilidad, flotabilidad(en el caso de aceites enfluido de corte acuoso) omiscibilidad (en caso deaceites en aceite de corte).

Reducción de las necesidades dealmacenamiento de materiasprimas.Mejora el rendimiento de lasmedidas de mantenimientoaplicadas

Precisa un análisis previo deproductos consumidos y suscaracterísticas técnicas.

Práctica sencilla de coste nulo.Vital vincular a lossuministradores $$$$ $$$$

7 Impartición de un PlanFormativo a trabajadores

Transmitir conocimientostécnicos y operativos a aquellostrabajadores conresponsabilidades en el proceso.

Facilitará la interpretación,selección y aplicación demedidas de mejora

Ninguna.

La formación es una de lasprincipales herramientas demejora del sistema. En lamayoría de los casos, eldesconocimiento potencia elimpacto de los procesos en elentorno.

$$$$ $$$$

8Implantación de un Plan deControl del fluido de corte(Ampliado en cap. 6.4)

Medir y registrar parámetrosdefinitorios de la calidad delfluido de corte para diseñar yejecutar un plan demantenimiento.Los parámetros son diferentes enfunción de la naturaleza delfluido: aceite de corte o fluido decorte acuoso

Se aprovechan al máximo laspropiedades del fluido de corte yal controlar su degeneración, seprolongará su vida útil.La reducción estimada de losresiduos generados puedealcanzar valores del 60%.

Ninguna

Conveniente contar con elasesoramiento del suministradorpara desarrollar un plan deacciones correctoras.Los medios técnicos requeridosvarían en función del parámetrosiendo en algunos casos rentablesu subcontratación.

(2) $$$$ $$$$

9 Control de la preparación delfluido de corte

Existen dos líneas de actuación:- Utilizar agua de bajo

contenido salino (blanda)- Realizar la dilución siguiendo

estrictamente lasrecomendaciones delfabricante

Mejora de la calidad del fluidode corte y prolonga su vida útil. Ninguna

Antes de preparar la dilución, esnecesario analizar la dureza delagua de la red y consultar con elsuministrador del fluido de corte.Mantener la calidad del agua,evitando realizar reposicionescon agua dura.

- $$$$

10Desinfección del circuito desuministro de fluido de corte enlas sustituciones

Aplicar productos destinados aeliminar la presencia demicroorganismos en el circuitocuando se realizan los cambiosde fluido de corte.

Atenúa el riesgo de degradaciónbacteriana del fluido de corte yprolonga su vida útilestimándose en un 20% lareducción de la cantidad deresiduos generada.

Ninguna.

El desinfectante empleado nodebe suponer un riesgosuplementario para el medioambiente.

- $$$$

11 Aireación del fluido de cortePermitir el acceso del oxigenocontenido en el aire al seno delfluido de corte.

El oxigeno limita la proliferaciónde las bacterias anaerobiasnocivas para el fluido de corte.Prolonga el periodo de vida útildel fluido, pudiendo reducirhasta en un 10% la cantidad deresiduo generada

Ninguna

Será necesario disponer de unatoma de aire comprimido. Lainversión será variable enfunción de la estructura delparque de máquinas. Un efectode oxigenación de bajaintensidad puede conseguirseaccionando el sistema debombeo de los circuitos enperiodos de descanso.

- $$$$

12 Integración del proveedor en elproceso de mejora

Hacer partícipe al proveedor delfluido de corte en la aplicaciónde las medidas de mejora comomáximo conocedor de lanaturaleza del producto.

Se maximiza el aprovechamientode las propiedades del fluido decorte.

NingunaNo requiere inversiones.Rentabilizará al máximo lasmedidas de mejora aplicadas $$$$ $$$$

Criterios Económicos Criterios Ambientales Criterios Técnicos Otros

$: Cuantía de la inversión!: Periodo de amortización corto

❀ : Potencial de minimización ": Fiabilidad técnica o ausencia de riesgo técnico #: Necesidad de capacitación técnicaQ: Repercusión sobre la calidad del producto

(1) La calidad intrínseca del producto que finalmente se introduce en el mercado no es afectada. Sin embargo, el producto intermedio en fábrica ofrece la ventaja de presentar una impregnación inexistente o prácticamente imperceptible de fluidode corte, aspecto este que reduce las habituales necesidades de desengrase y limpieza.

(2) Uno de los riesgos asociados a la pérdida de calidad de los fluidos de corte es el aumento de rechazos en productos por mal acabado superficial. Esta medida reduce este riesgo cuando es debido a la ineficacia del fluido de corte.


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PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 2: FUGAS Y SALPICADURASCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1 Carenado de máquinas

Colocación de barreras físicasque impidan las proyecciones.Existen múltiples alternativascondicionadas en gran medidapor la estructura de la máquina.

Reduce el consumo y mantienelimpio el entorno de trabajo. Ninguna.

Se requiere un carenado pormáquina.El carenado de máquinas suelerepresentar un coste variable enfunción de su complejidad.Como cifra aproximada, carenaruna única máquina de tamañomedio puede representar undesembolso económico máximode 500.000 pts.

$$$$ $$$$

2Optimización de las condicionesde aplicación del fluido de corteen operación

Aplicar el fluido de corte con lapresión, dirección y caudaladecuados para garantizar eladecuado nivel de calidad delproceso y el mínimo riesgo desalpicaduras.

Reducirá la intensidad deproducción de salpicaduras hastaen un 50%.

Ninguna.

Requerirá un estudio de lascondiciones de aplicación delfluido de corte. No requeriráinversiones adicionales.

$$$$ $$$$

3Diseño y ejecución de un plan demantenimiento del circuito desuministro de fluido de corte

Establecer una sistemática decontrol del circuito dealmacenamiento y suministro defluido de corte.

Reducirá las pérdidas de fluidode corte asociadas a fugas. Ninguna.

El impacto de las fugas tambiénestá relacionado con lasnecesidades de limpieza de áreasimpregnadas.

$$$$ $$$$

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 3: ARRASTRES EN PIEZAS Y VIRUTASCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1Adquisición de equiposauxiliares de separación(Ampliado en cap. 6.5)

Implantar equipos separadoresdel fluido de corte arrastrado enpiezas y virutas.

El valor estimado de reducciónde los arrastres es del 50%.Facilitará las condiciones demanipulación de piezas y virutas.

Puede aumentar el tiempo defabricación debido a laintroducción de un nuevo pasoen proceso.

La adquisición de estos equiposrequiere inversionesgeneralmente elevadasexistiendo múltiples técnicas ytecnologías disponibles.

$$$$ $$$$

2Optimización delposicionamiento de la piezadurante el mecanizado

Mecanizar la pieza en aquellaposición que minimice laretención del fluido de corte ensu interior.

Evitará parte de los arrastres,facilitando las condiciones delimpieza y desengrase

Requerirá de la modificación dela posición de la pieza y por lotanto del acceso de laherramienta

No requiere inversiones pero siun estudio previo para diseñar elproceso $$$$ $$$$

3 Prolongación del periodo deescurrido de piezas y virutas

Optimizar el tiempo de espera depiezas y virutas con el objetivode permitir el escurrido de fluidoretenido.

Facilitará la recogida del fluidoescurrido, reduciendo el impactodel mismo en el circuito dedesengrase

Puede aumentar el tiempo defabricación debido a laintroducción de un nuevo pasoen proceso.

No requiere inversiones pero siun estudio previo para optimizarsu valor. $$$$ $$$$

4 Rediseño de la pieza

Optimizar el diseño de la piezapara que su geometría ofrezca lasposibilidades de arrastremínimas

Evitará parte de los arrastres,facilitando las condiciones delimpieza y desengrase

Implica una modificación de laestructura de la pieza. Estaoptimización suele producirsecuando se plantea unamodificación de los productos ydifícilmente fuerza en si mismael rediseño de la pieza

No requiere inversiones si elproceso se da colateralmente a lamodificación de la pieza porrazones productivas

$$$$ $$$$




Figura 20: Sistema centrífugo de separación (tres fases) Figura 21: Detalle máquinas-herramientas dotadas de diferentes carenadosadaptados a su geometría


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PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 4: NIEBLAS Y OTRAS EMISIONES AMBIENTALESCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1 Equipamiento con equiposauxiliares de extracción

Ubicar en aquellos puntoscríticos, sistemas de extracción ydepuración evitando ladispersión de las nieblas en elambiente laboral

Reduce considerablemente elimpacto de las nieblasmejorando la calidad delentorno.

En ocasiones es dificultosocolocar las tomas de captaciónde aire en los puntos de emisióny se requiere el traslado de lamáquina-herramienta.

Requieren inversionesconsiderables proporcionadas alnúmero de puntos críticos en elproceso.

(1) $$$$ -/$$$$

2 Selección de fluido de corteóptimo

Seleccionar fluidos de corte conpoca o nula tendencia a formarnieblas

Se evita la formación de nieblasNinguno si el producto ofrecegarantías en la calidad delproceso

Importante vincular alsuministrador del fluido de corte (1) $$$$ $$$$

3 Adecuación de las condicionesde aporte de fluido de corte

Reducir la presión de suministrohasta el menor valor posible quegarantice la calidad del proceso.Dirigir el haz de fluido al puntode contacto entre máquina yherramienta

Reducirá el riesgo de formaciónde nieblas

Ninguno si el proceso eschequeado anteriormente

Requerirá un estudio previo deoptimización de las condicionesde suministro de fluido de corte.

(1) $$$$ $$$$

(1) El impacto medioambiental de las medidas destinadas a mitigar la formación de nieblas puede ser considerado bajo en tanto este fenómeno no genera residuos y no suele representar más de un 5% sobre el total del fluido consumido. Sin embargo, desde el punto de vista delambiente laboral, puede ser considerado como un problema de primera magnitud en el ámbito de la seguridad e higiene laboral en el que las inversiones requeridas no deben representar barrera alguna para su remediación.

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 5: VIRUTAS Y LODOS METÁLICOSCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1 Minimizar las creces de material

Optimizar las dimensiones de lapieza que va a ser mecanizadapara que la cantidad de materialexcedente sea mínima.

Reduce el tiempo demecanizado.Reduce el costo de la pieza enbruto.Reduce el material residualexcedente producido.

Requiere un mayor control decalidad de las piezas antes de sumecanización.

Medida supeditada a lacapacidad de negociación con elproveedor de piezas. - -

2

Reducción de procesos demecanizado mediante el empleode técnicas de obtención depiezas por sinterizado ofundición de precisión “Near netshape”

Evitar la necesidad de retirarmaterial excedente, fabricandolas piezas acordes a lasespecificaciones requeridasmediante otras técnicasalternativas.

Se evita la generación de viruta yotros excedentes metálicos.

Supone un cambio importantedel proceso de fabricación.

Requiere inversionescondicionadas por la naturalezade la pieza.Técnica en proceso dedesarrollo.

(1) (2) (3) - -(1) El periodo de amortización teniendo en cuenta las inversiones realizadas y los ahorros derivados de los residuos metálicos es muy elevado. Este tipo de mejoras suelen ser consecuencia de replanteamientos generales de las líneas productivas, no formando parte de acciones

individuales sobre una máquina.(2) Esta línea tecnológica de producción se encuentra en fase de desarrollo existiendo aún un número limitado de experiencias.(3) La calidad del producto puede verse modificada en tanto de la materia prima cambia.

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 6: CONTAMINACIÓN DEL SUELO INDUSTRIALCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1Adecuación / reubicación delos parques de almacenamiento(Ampliado en cap. 6.6)

Seleccionar los enclaves idóneospara los parques dealmacenamiento de piezas yvirutas.

Disminución de las necesidadesde limpieza.Se reducirá el impacto asociadoa la dispersión del fluido de corteen el entorno de trabajo.

Ninguno excepto aquellosderivados de las necesidades detransporte de piezas y virutashacia las nuevas ubicaciones (siestos suponen un esfuerzosuplementario con respecto a lasubicaciones de partida).

Los procesos de adecuaciónpueden requerir inversiones. (1) $$$$ $$$$

2 Optimización del circuito detrasiego de piezas y/o virutas

Diseñar un camino óptimo paratrasladar piezas y/o virutas a lolargo del circuito productivo.

Se reducirá el riesgo dedispersión del fluido de corte ysus contaminantes.

Ninguna excepto las derivadasde la limitación al libre transitopor planta de piezas y virutas

Requiere un replanteamientologístico del transito demateriales.No se requieren inversiones.

$$$$ $$$$3

Adecuar el proceso depreparación y manipulación defluido de corte

Establecer un procedimiento queregule la preparación ymanipulación del fluido de corte.

Se evitan derrames y fugasocasionales que requierenprocesos intensivos de limpieza.

Ninguna.No requiere inversiones.Únicamente son necesariosesfuerzos organizativos.

(2) $$$$ $$$$(1) El impacto positivo se ve potenciado porque al reducir la intensidad del ensuciamiento del suelo industrial se requiere menos cantidad de agua de servicio para su limpieza. Las aguas aceitosas de limpieza requieren tratamiento especial pues adquieren las características tóxicas de

los fluido de corte que retiran(2) El impacto es limitado por lo puntual de las operaciones. Esta medida es más relevante en el uso de fluido de corte acuoso pues requiere un proceso de dilución previo a su uso.

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 7: UTILIZACIÓN DE SUSTANCIAS PELIGROSASCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1 Coordinación con elsuministrador

Solicitar asesoramiento delsuministrador de fluido de cortepara evitar el consumo deproductos que contengansustancias peligrosas.

Se evitarán sobrecostos degestión previniendo el uso demateriales peligrosos.

Ninguna si encontramosproductos sustitutivosadecuados.

Las fichas de seguridad ofreceninformación asociada a lacomposición del fluido.

(1) $$$$ $$$$

2

Disponer de informaciónactualizada sobre sustanciaspeligrosas para el MedioAmbiente y la Higiene Laboral

Crear un banco de informaciónque mantenga actualizados loslistados de sustancias peligrosasy/o nocivas.

Evitaremos la adquisición defluido de corte que contengansustancias limitadas, prohibidaso cuya gestión suponga costesdemasiado altos.

Ninguna.

Las referencias deberán sertomadas de los organismos conresponsabilidades en materia deregulación en los campos deMedio Ambiente y Seguridad eHigiene.

(1) (2) $$$$ $$$$

(1) Los riesgos higiénicos y los costes de gestión pueden ser hasta 10 veces superiores en función de la composición de los fluido de corte. La evitación del uso de nitritos, parafinas cloradas, PAHs, etc. supondrá un efecto de mejora ambiental importante.(2) Se requerirá disponer de personal con capacidad de interlocución con los organismos involucrados

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL 8: RESIDUOS DIVERSOS DE PROCESOCriterios de valoración Aplicabilidad



decorte


1 Utilizar material filtrantereutilizable

Seleccionar aquellas técnicas quefaciliten la utilización demateriales filtrantes de múltipleuso.

Se evita la generación deresiduos de filtros empapados enfluido de corte.

Ninguna.

Habitualmente, los sistemas defiltrado pueden funcionar consistemas desechables oreutilizables sin requerirmodificaciones.

$$$$ $$$$

2Limitar el uso de materialauxiliar y el agua en los procesosde limpieza

Aplicar las mínimas cantidadesde recursos durante la limpieza.

Reducir la generación de aguasaceitosas y residuos sólidos enpapeles en fluidos de corte.

Ninguna.Medida organizativa querequiere un alto grado deconcienciación. $$$$ $$$$

3

Formar al personal para prevenirla mezcla de sustancias oresiduos peligrosos con otras oentre sí

Informar de los riesgosasociados a la manipulación ymezcla de sustancias manejadasen proceso.

Evitar efectos sinérgicos decontaminación de materiales. Ninguna.

La toxicidad o peligrosidad deuna mezcla suele ser la mayor deentre las sustancias mezcladas $$$$ $$$$




Valoración detallada de las principales medidas de Producción Limpia

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6. VALORACIÓN DETALLADA DE LAS PRINCIPALES MEDIDAS DEPRODUCCIÓN LIMPIA

En este apartado serán descritas con mayor profundidad aquellas medidas de producciónlimpia que, bien ofrezcan alternativas claramente diferenciadas que necesiten sercomentadas, bien requieran de información suplementaria para su correcta interpretación.

Las diferentes opciones descritas serán valoradas de acuerdo a los mismos criteriosanteriormente recogidos y que se recuerdan en la tabla adjunta.

Criterios

$ Cuantía de lainversión

< 500.000 pts (Baja) 500.000 pts -2.000.000 pts(Media)

> 2.000.000 pts (Alta)

Económicos

! Periodo deamortización

< 2 años (Corto) 2 - 5 años (Medio) > 5 años (Largo)

Ambientales ❀ Potencial deminimización

> 50% (Alto) 50% > x > 5%(Medio)

< 5% (Bajo)

Técnicos " Riesgo tecnológico Riesgo Nulo Riesgo puntual Riesgo existente

Otros # Necesidad decapacitacióntécnica

Nivel bajo Nivel medio Nivel alto

Tabla 13: Criterios de valoración de las principales medidas de producción limpiaNota: En aquellos casos en los que un criterio presente un rango de valores excesivamente amplio, se utilizará una combinación de colores

a tal efecto.

6.1 MECANIZADO EN SECO

El mecanizado en seco representa la supresión completa del uso de fluido de corte.

Cuando se opta por la implantación de una tecnología de este tipo, deben adoptarse medidaspara que las funciones que normalmente ejerce el fluido de corte (evacuación de virutas,refrigeración de la pieza y lubricación del área de contacto entre la pieza y la herramienta,etc.) sean asumidas por otros medios de manera que se garantice la estabilidad térmica ymecánica de la máquina, el cumplimiento de los estándares de calidad y la durabilidad delas herramientas.

Los factores a los que se les otorga influencia sobre el desgaste de la herramienta cuando semecaniza a velocidades de corte bajas son la adhesión y la abrasión, mientras que avelocidades altas los factores críticos identificados son la difusión y la oxidación, generadoscomo resultado de las altísimas temperaturas de corte que se alcanzan. En consecuencia, enuna actividad en la que se planea implantar procesos de mecanizado en seco, la herramientadebe presentar reducida tendencia a la adhesión con el material de la pieza y su viruta, asícomo dureza elevada y alta resistencia al desgaste a temperaturas elevadas.


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Ejemplos de aplicación ComentariosMecanizado de fundición gris Se mecaniza en seco utilizando herramientas recubiertas de TiN y Ti (N-

C). El grafito contenido en la fundición garantiza una lubrificación base.Sustitución del rectificado pormecanizado en duro

Esta operación se realiza en seco debido al empleo de herramientascerámicas y de nitruro de boro cúbico a las que no favorece el empleo defluido de corte acuoso debido a problemas de fatiga térmica.

Tallado de engranajes Utilizando una fresadora adecuada al mecanizado en seco, los resultadosde utilizar insertos de metal duro no recubiertos son positivos,permitiéndose alcanzar mayores velocidades de mecanización

Fresado a alta velocidad (HSL) Amplio espectro de posibilidades pudiéndose mecanizar en seco segúnoperaciones

Brochado de aceros de carbono3 El brochado en seco evita la “no aparición” del filo recrecido lo quefavorece la mayor calidad superficial de la pieza. Se emplean brochasrecubiertas.

Mecanizado de acero Resultados positivos existiendo riesgos en operaciones que no garantizanla adecuada evacuación de virutas o que requieren precisas toleranciasdimensionales.

Tabla 14: Ejemplos de aplicaciones de mecanizado en seco

Las herramientas recubiertas están permitiendo que el mecanizado en seco se extienda aáreas en las que, hasta el momento, los lubricantes habían sido considerados comoimprescindibles. Existen experiencias con resultados positivos en operaciones tan críticascomo son el brochado y el tallado de engranajes3. En el caso del tallado de engranajes,incluso se ha logrado mejor comportamiento en seco, utilizando herramientas de carburo. Larefrigeración aportada por el fluido de corte resulta desaconsejable por la aparición defenómenos de fatiga térmica que favorecen el desarrollo de mecanismos de deterioro de laherramienta (como el micro-spalling o el astillado del filo de corte) y en consecuenciaprovoca el desgaste prematuro de ésta. Por tanto, este es un caso de operación demecanizado, en el que el corte en seco puede lograr incluso prolongar la vida de laherramienta.

Particularmente, la precisión dimensional y las tolerancias pueden representar una severarestricción para el mecanizado en seco. En general se puede decir que las operaciones demecanizado en seco son siempre posibles cuando la pieza no requiere gran precisióndimensional o de forma.

Como norma general se puede decir que la aplicación concreta del mecanizado en secorequiere de la adquisición de conocimiento específico “in situ” de estos procesos yaplicaciones. Por este motivo, existen pocas informaciones relativas a aplicacionesconcretas, pese a la disponibilidad de gran cantidad de artículos y publicaciones relativas alos resultados de investigación. Debido al interesante potencial de racionalización delmecanizado en seco, muchas empresas están experimentando y realizando las primerasaplicaciones, si bien la mayoría de los resultados de estos ensayos se mantienen secretos,para evitar perder inmediatamente la ventaja competitiva adquirida.

3 T. Pfeifer, W. Eversheim, W. König and Weck “Manufacturing the excelence - The competitive edge”. Champan & Hall.


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6.2 MECANIZADO UTILIZANDO LA MÍNIMA CANTIDAD DE LUBRICANTE (MQL)

A pesar de los avances obtenidos en el campo del mecanizado en seco, los fluidos de cortesiguen siendo imprescindibles en muchas operaciones.

La aplicación de la mínima cantidad de lubricante (Minimun Quantity of Lubricant o MQL)aparece como una solución intermedia entre el mecanizado en seco y la lubricacióntradicional que permite reducir drásticamente el consumo de fluido de corte garantizando unnivel adecuado de lubricación.

Mediante la aplicación precisa de gotas o aerosoles, los sistemas MQL humedecen la zonade corte con la cantidad de fluido de corte estrictamente necesaria. El fluido de corteaplicado es consumido en el proceso no produciendo residuo alguno. Únicamente se generauna película ligera en piezas y virutas que mejoran sustancialmente su gestión ymanipulación. De igual manera que en el mecanizado en seco, hay que garantizar laestabilidad térmica y mecánica de la máquina que puede verse afectada en gran medida poresta alternativa.

Dentro de esta técnica existen tres diferentes alternativas:

• Sistemas de pulverizado a baja presión: El fluido de corte se introduce en una corrientede aire a baja presión y se transmite a la superficie activa en forma de mezcla. Utilizadahabitualmente con fluidos de corte acuosos. El grado de dosificación disponible es pocopreciso.

• Sistemas de inyección sin aire: Utilizan bombas dosificadoras, que alimentan mediantepulsos una cantidad determinada de fluido de corte que se aplica sobre la superficieactiva. No se requiere aire como medio de impulsión del fluido. De utilización sobretodo en procesos discontinuos.

• Sistemas de pulverización a alta presión: En estos sistemas, el fluido de corte setransporta a la boquilla mediante una bomba y allí se mezcla con el aire comprimido,que se suministra por separado. Así, las cantidades de aire y fluido de corte puedenajustarse independientemente. La mezcla coaxial en la boquilla evita la posibleformación de nieblas. Se alcanza un grado de dosificación de elevada precisión.

AIRE COMPRIMIDO

FLUIDO DE CORTE

VÁLVULAS DE DOSIFICACIÓN

VIRUTA

BOQUILLA A

BOQUILLA B

HERRAMIENTA

Figura 22: Esquema de funcionamiento de un sistema MQL de pulverizado a alta presión


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Las principales ventajas de los sistemas MQL son:

• La proporción de fluido de corte empleado con la técnica MQL en relación al volumende piezas mecanizadas disminuye sustancialmente alcanzando en ocasiones reduccionesdel 95% consumido con respecto a la lubricación convencional.

• No existen gastos de mantenimiento, control, ni gestión de residuos de fluido de corte,ya que el producto aplicado no escurre si no que acompaña en forma de película fina apiezas y virutas. En el caso de las piezas no es necesaria una posterior operación delimpieza mediante desengrase, mientras que las virutas no necesitan pretratamientoalguno para su valorización.

• La aplicación direccional y cuantitativa del fluido de corte es más precisa que en lalubricación convencional. (La boquilla se ubica a una distancia de entre 100 y 10 mmdel punto de corte)

La tabla adjunta recoge las principales características de las tecnologías MQL disponibles.

Sistema de aplicación Características Cantidad habitual deaplicación

Observaciones

Sistema de inyección de bajapresión

El fluido de corte esconducido por una corrientede aire a baja presión yconducido como mezcla alpunto de aplicación

10-1000 ml/h • Se usa principalmente confluidos de corte pocoviscosos (acuososmayoritariamente)

• Se pueden formar nieblas• Dosificación de baja

precisión.Sistema de inyección sin aire Inyección discontinua del

fluido de corte puro, sinmezcla con aire.

0,01 hasta 1 ml/ciclo (hasta260 ciclos/min).

• Se utiliza en procesosdiscontinuos

• No se forman nieblas• Dosificación precisa

Sistema de inyección desobrepresión (sistema de dosfases)

El fluido de corte y el aireson conducidos en formaseparada hacia el inyector yallí se mezclan coaxialmente

10 hasta 100 ml/h • Óptima aplicabilidad• Buena dosificación debido

a la separación de lascorrientes de aire y Re-Lu.

• Formación mínima denieblas

• Se pueden utilizardiferentes tipos delubricantes: fluido de corteacuoso, aceite de cortepuro o aceites polares denaturaleza vegetal

Tabla 15: Principales características de las tecnologías MQL disponibles

La implantación de sistemas MQL suponen la modificación de los puntos de suministro defluido de corte de las máquinas, colocando en estos puntos boquillas de nebulización odosificadores de precisión. El resto de la máquina conserva su estructura, aspecto éste quefacilita su implantación.

Los gastos asociados varían con el nº de puntos de suministro que son sustituidos, si biencada boquilla o dosificador tiene un coste que oscila entre 80.000 y 250.000 pts atendiendoa caudal y mayor precisión de suministro.


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Operaciones Materiales Experiencias ObservacionesSerrar(sierras de cinta ycirculares)

No se conocenlimitaciones

Amplio espectro deexperiencias con ampliagama de materiales

El transporte de virutas debe garantizarse.En sierras de arco todos los dientes han deser externos

TaladrarRoscar

No se conocenlimitaciones

Experienciasprincipalmente en elárea de metales noferrosos

El avance de perforación escalonado hadado buenos resultados. No es posiblehacer perforaciones profundas debido a laretirada de virutas

Brochar No se conocenlimitaciones

Experiencias positivas aescala laboratorio

Utilizando herramientas recubiertas,prácticamente no existen limitaciones. Eltransporte de virutas es crítico

Escariar No se conocenlimitaciones

Experiencias positivasen laboratorio

Debido a los problemas en el transporte devirutas, sólo puede usarse en formalimitada

Fresar No se conocenlimitaciones

Principalmente con Al ysus aleaciones

Las altas velocidades de corte exigen unaaplicación exacta del fluido de corte. Eltransporte de virutas debe garantizarse

Tornear Acero para el apoyo derodillos Cr6 conresultados positivos

Aún no se ha aplicado aescala industrial

Los ensayos con Cr6 han sido muypositivos. El transporte de virutas puede, encaso dado, provocar problemas

RectificarLapear

Aceros rápidos Afilar herramientas En general, los procedimientos condesprendimiento de virutas sin filodefinido, provocan problemas, ya que no sele da importancia o simplemente no existela función refrigerante y de enjuague

Tabla 16: Algunas experiencias en la aplicación de tecnologías MQL

6.3 UNIDADES DE MANTENIMIENTO

El mantenimiento y acondicionamiento del fluido de corte repercute directamente en su vidaútil. Los elementos extraños presentes en su seno deberán ser retirados puesto que no sólolimitan la calidad y prestaciones del mismo sino que aceleran su degradación. Dentro deltérmino “elemento extraño” se incluyen de forma genérica:

- Sólidos- Elementos metálicos (lodos y virutas)- Polvo y partículas del ambiente- Basuras (papel, colillas, plásticos, ...)

- Líquidos- Aceites hidráulicos- Aceites de guías- Aceites de lubricación

Existe un amplio abanico de equipos y sistemas capaces de limitar la presencia de aquelloselementos indeseados que representen un riesgo de primera magnitud para la estabilidad ydurabilidad del fluido de corte.

A continuación, y a partir de una clasificación en base a la capacidad separadora, soncomentados y comparados los equipos más comunes de entre aquellos que ofreceactualmente el mercado.


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A. Separadores de aceite

Skimmer/Rascador superficial: Un elemento mecánico realiza un barrido superficial delfluido de corte retirando el aceite acumulado en su superficie. Existen múltiples variacionesde este equipo: De cinta, de disco, de tubo flexible, etc. pero todos ellos condicionan suefectividad al grado de flotabilidad y separabilidad previa del aceite en medio acuoso. Sonversátiles pero de efectividad limitada.

Separador coalescente: Instalado en by-pass o en línea, separa en continuo el aceite noemulsionado. De poca versatilidad, ofrecen una efectividad alta.

Separador centrífugo de dos fases: Mediante la aplicación de aceleración centrífuga, fuerzala separación del aceite. El rendimiento de este tipo de equipos se maximiza dispuesto enby-pass en depósitos centralizados de suministro. Su rendimiento es muy alto, estandodisponibles en formato móvil.

Criterios de ValoraciónAlternativa $ ! ❀ " #

Skimmer/Rascador SuperficialSeparador coalescenteSeparador centrífugo de dos fases

Tabla 17: Comparación de las principales alternativas para la separación de aceite en fluidos de corte

B. Separadores de sólidos

Depósito de decantación: Se trata de un elemento sencillo destinado a facilitar ladecantación natural de las partículas proporcionando el adecuado tiempo de reposo. Elfondo está diseñado de manera que los lodos puedan ser extraídos fácilmente (fondoscónicos, etc.) o dotado de barredores de fondo que facilitan esta función. Su eficacia eslimitada pero su sencillez y bajos requerimientos, lo hacen atractivo en ocasiones.

Hidrociclones: Actúan como separadores centrífugos, provocando movimientos detorbellino en el fluido y forzando la decantación de las partículas. La granulometríaseparable está limitada, por lo que puede ser necesario realizar una filtración adicional. Sueficacia aumenta a medida que disminuye la viscosidad del fluido.

Separadores magnéticos: Se utilizan para extraer las virutas y lodos ferromagnéticos depequeño tamaño. Las impurezas se hacen pasar a través del campo de atracción de uncampo magnético siendo retenidos en el soporte físico del mismo.

Filtros de cinta: Habitualmente de papel, disponen de un determinado paso de poro según eltamaño mínimo de las partículas que se desee separar. Existen múltiples alternativas:simples (de gravedad), de presión negativa, sobrepresión, etc. Si no utilizan medio filtrantereutilizable, generan material de desecho que ha de ser tratado como residuo.

Filtro de arena lavable: El grado de finura del filtro alcanza la micra y está exento demedios auxiliares. Requiere un mantenimiento exhaustivo para mantener el grado delimpieza requerida en el medio filtrante.


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Depósito de decantaciónHidrociclonesSeparadores magnéticos (1) (1)

Filtros de cintaFiltro de arena lavable(1) Dependiendo de la naturaleza férrica de las virutas y/o lodos

Tabla 18: Comparación de las principales alternativas para la separación de sólidos en fluidos de corte

C. Separación conjunta de sólidos y aceites

Si bien, la acción combinada de las alternativas comentadas en los dos puntos anteriores,puede suponer una solución para la retirada de los sólidos y aceites no deseados presentes enun fluido de corte, existen equipos especialmente diseñados para poder realizar esta funciónen un único paso.

Instalaciones de flotación: Separan sólidos y aceite mediante la inyección de finas burbujasde aire en el seno del fluido de corte. El aire en su ascenso arrastra a aceites y partículas depequeño tamaño hacia la parte superior del fluido donde son retiradas por un barredor.Disponibles tanto en unidad móvil como fija. Limitaciones asociadas al tamaño de laspartículas que pueden ser separadas.

Clarificador de laminillas: El flujo ha de graduarse correctamente de forma que se separenlas partículas de material sólido y el aceite que flota. Requiere un alto nivel de regulaciónque condiciona su eficacia.

Centrífugas de tres fases: Disponiendo de una tercera fase adicional con respecto a locomentado en el punto anterior, separa además las partículas de material sólido. Sonelementos relativamente caros y técnicamente complejos. Sin embargo, ofrecen el mayorgrado de eficacia de entre todas las alternativas. Disponibles en formatos móviles.


Instalaciones de flotaciónClarificador de laminillasCentrífuga de tres fases

Tabla 19: Comparación de las principales alternativas para la separación conjunta de sólidos y aceites

6.4 PLAN DE CONTROL DEL FLUIDO DE CORTE

El control analítico de los parámetros que gobiernan el proceso de degradación ycontaminación de los fluidos de corte acuosos, es el mecanismo más efectivo para prolongarla vida útil del fluido en uso.

Este proceso, se adaptará a la naturaleza del fluido de corte en tanto la problemáticaasociada, dependerá de su naturaleza como fluido de corte acuoso o aceite de corte puro.


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En cualquier caso, el plan de control no es un fin en sí mismo sino una herramientadestinada a planificar y dimensionar óptimamente un plan de mantenimiento dirigido amantener en condiciones óptimas de uso el fluido de corte.

6.4.1 Aceites de corte

Los aceites de corte no sufren procesos severos de degradación tal y como sucede con losfluidos de corte acuosos, si bien van modificando sus propiedades a medida que se prolongasu uso. Las causas directas de este fenómeno son:

- Fatiga térmica: Los hidrocarburos y otros elementos aditivos se degradan por efecto delas altas temperaturas alcanzadas durante el mecanizado.

- Reacciones químicas: La presencia de elementos ajenos al fluido de corte como virutasmetálicas, aceites hidráulicos, etc. supone una vía de entrada de elementos con los que elaceite reacciona químicamente modificando su composición y estructura.

Recomendación Práctica 7: PERIODO DE VIDA ÚTIL DE LOS ACEITES DE CORTE

Los aceites de corte pueden alcanzar periodos de utilización superiores a 8 años con lacorrecta aplicación de un plan de control y mantenimiento. Diseñar óptimamente el plancontando con la supervisión del suministrador.

La amplitud del periodo de vida útil puede hacer que la presencia de algunos compuestosincluidos en la formulación del fluido pase a estar regulada por los órganos competentesmientras éste es utilizado. Actualizar las regulaciones existentes al respecto.

En la tabla adjunta se recogen aquellos parámetros de mayor relevancia en el control de unaceite de corte.

Parámetro Tiempo estimado pormedición

Valor límiterecomendado

Método de medición Medidas correctivas

Viscosidad 10-30 min Variación 15% sobrevalor inicial

Viscosímetro Adecuar condiciones desuministro o sustituir el fluido

Índice de acidez 20-30 min Incremento 1-1,5 mgKOH/g

Valoración Aditivar neutralizadores

Corrosión al cobre Variable Incremento 1 unidad Test específico Analizar la naturaleza de losproductos corrosivos y actuaren consecuencia

5-10 min Valoración Karl-FischerAgua 30-60 min 0,1% en peso Destilación Filtros de deshumidicación

Espectro infrarrojo 30 min Grandes variaciones sobreespectro inicial

Espectrofotómetro IR Variables según la naturalezade las modificaciones delespectro

Insolubles Variable 1% Gravimetría FiltradoAnálisis de aditivación Variable <50% del valor de partida Variable en función de

la naturaleza del aditivoVariable en función de lanaturaleza del aditivo

Tabla 20: Principales parámetros de control analítico de los aceites de corte

La periodicidad con que debe realizarse este control analítico dependerá de la tasa derenovación del aceite de corte en la instalación. Esto es función a su vez de la mayor omenor cantidad de pérdidas que se produzcan por salpicaduras, arrastres, captación de aceitepor los elementos de filtrado, etc. Como aproximación, se aconseja realizar la citada


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analítica cada tres meses en los casos en que la tasa de renovación sea mínima, es decir queprácticamente no haya pérdidas y los aportes periódicos de aceite de corte sean una cantidadpequeña frente al volumen total contenido en la instalación. En el caso opuesto, se aconsejahacer esta analítica cada seis meses, cuando la cantidad que se va reponiendo a lainstalación periódicamente, para compensar las pérdidas, sea considerable.

6.4.2 Fluidos de corte acuoso

Estos fluidos de corte, por su naturaleza mayoritariamente acuosa, se degradan si no recibenel cuidado necesario. Es práctica común desechar el fluido haciendo coincidir su sustitucióncon paradas de mantenimiento y limpieza o apurar su uso hasta la degradación irreversiblesin realizar control o cuidado alguno. Esta sistemática supone un gran despilfarro derecursos puesto que el fluido de corte no debe ser considerado como residuo hasta que existaevidencia de incumplimiento de los estándares de calidad establecidos y de que ningunamedida correctiva puede ya recuperarlo.

Conocer la calidad del fluido de corte nos ofrecerá información de alto valor añadido queracionalizará su uso y proporcionará criterios para la aplicación de medidas correctorasdestinadas a prolongar su vida útil.

Recomendación Práctica 8: EXPECTATIVAS DE VIDA ÚTIL EN FLUIDOS DE CORTE ACUOSO

Las expectativas de vida útil de los fluidos de corte acuosos dependen del sistema desuministro oscilando de manera aproximada entre los 6 meses (depósitos de suministroindividuales) y los 2 años (depósito de suministro centralizado).

Causas de la degradación de un fluido de corte acuoso

Entre las causas principales de este fenómeno se encuentran:

Desarrollo y proliferación de microorganismos: Bacterias, hongos y levaduras metabolizanlos componentes del fluido de corte acuoso, modificando y degradando su estructuraquímica. Este fenómeno está favorecido por la presencia de partículas sólidas y aceites.

Reacción química con partículas metálicas: Los lodos y virutas, al entrar en contacto con elfluido, se oxidan parcialmente degradando el fluido de corte. Este fenómeno está favorecidopor las altas temperaturas de operación.

Fatiga térmica: En la zona de conformación se alcanzan temperaturas elevadas quecatalizan cambios en la estructura físico-química del fluido de corte.

De toda la serie de factores enunciados, el que mayor influencia tiene en la degradación delas propiedades y constituyentes de fluido, es el desarrollo de “vida” en el seno de éste. Losmicroorganismos crecen en el fluido de corte a costa de obtener energía degradando(catabolizando) y consumiendo las moléculas de aquellos compuestos más fácilmentebiodegradables presentes en el mismo. Esta actividad conlleva la pérdida de agentesrepresentativos de la formulación inicial del fluido de corte.


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Los principales parámetros de control para detectar y prevenir este fenómeno se recogen enla tabla adjunta:

Parámetro Tiempoestimado por

medición

•••• Rango habitual deuso

♦♦♦♦ Valor límiterecomendado

Método demedición

Periodicidad Medidas correctivas

Concentración 5-10 min • 2-10% (según laaplicación)

♦ Variación de 0,5%

Refractómetro 1 medición/día Adicionar concentrado o aguadesalinizada de acuerdo a lasnecesidades

Valor pH 1-5 min • según el producto♦ Variación evidente

(± 1)

Papel indicadorpHmetro

1 medición/día Medir otros parámetrosasociados para concretarposibles medidas

Aceites libres Variable El inferior posiblelimitado por lacapacidad de emulsióndel producto

Análisis específicos Quincenal Adecuar las medidas demantenimiento

Concentración demicroorganismos

Variable • <105 gérmenes m/l♦ 106 gérmenes m/l

Kit de detecciónrápidaAnálisis específicos

Quincenal Ajustar concentración debiocida o sustituir el fluido decorte

Conductividad 1-5 min • 100-1000 µs♦ < 5000 µs

Conductivímetro Mensual Analizar metales pesadostóxicos y en caso deconcentración superior a límitesestablecidos, sustituir fluido decorte.

Contenido denitrito

15 min-variable • 0-10 mg/l♦ > 20 mg/l

Análisis específicoKit de detecciónrápida

Mensual Analizar nitrosaminas y en casode resultado positivo, sustituir elfluido de corte

Contenido debiocida

Variable • Según el compuesto♦ Variación evidente

Análisis específicos Mensual Ajustar la dosificación

Tabla 21: Principales parámetros de control analítico de los fluidos de corte acuosos

Es vital ejercer un registro físico de la evolución de los parámetros así como consensuar conel suministrador las medidas correctoras aplicadas, sobre todo en aquellos casos en lasmediciones con menor periodicidad (pH, concentración, concentración de microorganismosy aceites libres).

El control analítico del fluido de corte no es objetivo en sí mismo sino una herramientadestinada a la mejora de las condiciones de uso del mismo.

6.5 EQUIPOS AUXILIARES DE SEPARACIÓN DE FLUIDO DE CORTE

Su función básica es retirar el fluido de corte arrastrado en piezas y virutas. Dependiendodel método seleccionado, pueden alcanzarse rendimientos de hasta el 90%, si bien unamedia aproximada considerando todas las alternativas existentes se situaría en el entorno del50%.

La tabla adjunta recoge los aspectos más reseñables de las alternativas técnicas disponibles.

Criterios de valoración AplicabilidadAlternativas $ !!!! ❀❀❀❀ """" #### Piezas/Virutas

pequeñasPiezas/Virutas

grandesEquipos vibratoriosSopladores En función de la geometríaSeparadores centrífugosBriqueteadores/Compactadores

Tabla 22: Comparación de las principales alternativas para la separación de fluido de corte arrastradoen piezas, lodos y virutas


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Como comentario de carácter general, la eficiencia de cada una de las diferentes alternativases mayor cuanto menor es el tamaño de la pieza o viruta. El acceso al fluido de corteretenido es más fácil de esta manera. En el caso de los sopladores, además y comoparámetro limitante hay que tener en cuenta la complejidad de la pieza. Los vectores de aireaplicados no podrán acceder a piezas de estructura compleja o con volúmenes interiores.

Figura 23: Boquillas de soplado

6.6 ADECUACIÓN/REUBICACIÓN DE LOS PARQUES DE ALMACENAMIENTO

Los parques de almacenamiento son uno de los más importantes focos de dispersión defluido de corte dentro de las empresas.

Piezas mecanizadas y virutas poseen cantidades variables de fluido de corte que con eltiempo escurren hasta el suelo. Una vez allí, el fluido de corte y todas aquellas sustanciaspeligrosas contenidas en su formulación se dispersan o en casos más críticos permean através del suelo, contaminando acuíferos situados en estratos inferiores del terreno.

Existen dos alternativas para reducir esta problemática ambiental: Reubicar las mismas en ellugar donde su impacto sea mínimo o adecuar las instalaciones de almacenamiento.

Reubicación

El impacto del parque de almacenamiento será menor si se cumplen las siguientes premisasdestinadas a mejorar su situación en planta:

- Evitar intemperies que permitan el acceso de elementos potenciales de la dispersión:lluvia, calor, etc.

- No situar el parque de almacenamiento en lugares cercanos a desagües o alcantarillasque podrían canalizar potenciales fugas hacia la red de aguas.

- Evitar pendientes de terreno que facilitarán el desplazamiento del fluido una vez en elsuelo.


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Adecuación

Cuando no puede ser elegida la ubicación idónea (escasez de terreno, instalación deservicios, etc.) debe intentarse la mejora del entorno de almacenamiento de forma que elfluido escurrido permanezca confinado.

Como medidas de mejora se consideran:

- Disponer cubiertas que no permitan la mezcla con agua de lluvia. Ésta lixivia el fluidode corte y aumenta el volumen de producto contaminante.

- Colocar cubetos de retención que eviten la libre circulación del fluido.- Proteger el área de contacto con tratamientos superficiales adecuados: pinturas epoxi,

plastificantes, etc. Determinados compuestos clorados (percloroetileno, diclorometano)son capaces de permear en ocasiones a través de materiales de construcción comocementos y hormigones, por lo que no garantizan el adecuado confinamiento deelementos incluidos en los fluido de corte en uso.

- Instalación de medios de bombeo que faciliten la recogida del fluido escurrido evitandosu acumulación y contacto con el medio atmosférico.

En cualquier caso, hay que tener en cuenta que la manera más efectiva de mejorar lascondiciones de almacenamiento de piezas y/o virutas, será reducir al máximo los arrastresde fluido de corte, existiendo a tal efecto las alternativas descritas en anteriores puntos.

Valorización externa de los fluidos de corte

63

7. VALORIZACIÓN EXTERNA DE LOS FLUIDOS DE CORTE

Inexorablemente, todo fluido de corte, independientemente de cual sea su naturaleza, pierdesus propiedades. El efecto de diferentes contaminantes, la acción degradante de losmicroorganismos y el desgaste al que le someten las altas temperaturas que se producendurante el proceso de mecanizado, modifican paulatinamente las características del fluido decorte hasta que éste no puede garantizar la calidad de la producción.

Es en este preciso instante, cuando se ha de plantear la vía de gestión externa más adecuadaa las características de los residuos generados.

7.1 FLUIDOS DE CORTE ACUOSOS

Tal y como se ha avanzado en capítulos precedentes, la composición de los fluidos de corteacuosos responden tras su uso a la emulsión, suspensión o dilución de una fase orgánica quecontiene una serie de sustancias de aditivación, en un medio mayoritariamente acuoso juntoa diferentes elementos no deseados (aceites libres, partículas, etc.). Todas las posiblestécnicas aplicables, tienen como objetivo prioritario romper la emulsión para separar lasfases precedentes, diferenciándose cada una de éstas en la manera empleada en conseguiresta separación. De forma genérica podemos diferenciar tres alternativas de tratamiento:

- Disociación Inorgánica: Ácida / Salina Básica- Disociación Orgánica

- Procesos de Membrana: Ultrafiltración, Microfiltración, etc.- Procesos Térmicos: Evaporación

- Ultrafiltración + Ósmosis Inversa- Evapoincineración- Electrocoagulación

PROCESOS COMPUESTOS

PROCESOS FÍSICOS

PROCESOS QUÍMICOS

Figura 24: Alternativas para el tratamiento de los residuos de fluido de corte acuoso

En prácticamente la totalidad de alternativas disponibles, es necesario efectuar unpretratamiento del fluido de corte al objeto de eliminar aquellos elementos contaminantes(aceites, partículas metálicas etc.) que se hayan integrado en su composición durante su uso.A tal fin, pueden ser empleados los mismos métodos y equipos empleados para elmantenimiento de fluidos de corte descritos en capítulos precedentes: filtros, centrífugas,etc.

7.1.1 Procesos químicos

Estos separan las fases mediante el empleo de diferentes compuestos químicos con gradosde reactividad o afinidad selectivos con la fase que desea ser separada. Bajo este mismo


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criterio pueden ser divididos en procesos de disociación química inorgánica y disociaciónquímica orgánica.

• Disociación Inorgánica

La ruptura de fases se propicia por la reacción química de la fase orgánica en presencia deácidos, bases o compuestos inorgánicos salinos.

a) Rotura ácida-salina: Se trata de sistemas de tratamiento tradicionales que se basan enlas características hidrolizantes y oxidantes de sales hierro y aluminio. Es versátilpudiendo tratar todo tipo de fluido de corte. Como contrapartida, se generan grandescantidades de lodos que integran la fase orgánica degradada y que han de sergestionados como residuos.

b) Rotura básica: Proceso similar al anterior. En este caso se emplean productos químicosde naturaleza básica. Se pierde eficacia en tanto las bases tienen efecto únicamentehidrolizante sobre la materia orgánica. Igual que en el caso anterior, se forma una faseresidual mayoritariamente orgánica que ha de ser gestionada.

• Disociación Orgánica

En este caso, la afinidad química de diferentes aditivos de naturaleza orgánica facilita laseparación de ambas fases. Los compuestos habitualmente empleados suelen ser polímerosde naturaleza aniónica o catiónica afines químicamente a la fase orgánica mayoritaria, a laque arrastran durante su floculación. Es poco versátil, y requiere pruebas y estudios previosde afinidad en cada caso.

7.1.2 Procesos físicos

En este caso, el comportamiento diferenciado de las fases ante la modificación de lascondiciones físicas del fluido, posibilita su separación.

• Procesos de membrana (Ultrafiltración, Microfiltración, etc.)

El fluido de corte a alta presión, es forzado a atravesar una membrana semipermeable. Estamembrana hace las veces de barrera para las moléculas orgánicas que acabanconcentrándose y generando una fase mayoritariamente orgánica. La fase orgánica no puedeser concentrada más de un 50-60%, aspecto que limita su posible aprovechamiento final. Setrata de un sistema selectivo limitado por la naturaleza física la membrana y la estructuraquímica de la fase orgánica.

Dependiendo de las características del proceso, pueden requerir pasos complementarios detratamiento.

• Procesos térmicos (Evaporación)

La diferencia entre los puntos de ebullición de fase orgánica y acuosa y el aporte intensivode energía calorífica sirve para concentrar la fase orgánica hasta el límite deseado. Elconsumo energético es la principal limitación de esta técnica. Lo habitual es utilizar calor a


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partir de sistemas de compresión-expansión de gases combinados con condiciones de vacíosi bien puede utilizarse otro tipo de fuente energética.

7.1.3 Procesos compuestos

• Combinación de Ultrafiltración+Ósmosis inversa

Cuando el tamaño de los poros de la membrana de ultrafiltración no pueden garantizar laobtención de una fase acuosa con características de vertido, se utiliza un procesocomplementario de ósmosis. Este proceso físico de tratamiento de aguas demuestra mayorefectividad en permeados con baja carga química.

7.1.3.1 Evapoincineración

El fluido de corte es vaporizado en presencia de llama. Esta proporciona la energíasuficiente como para vaporizar el agua además de destruir todo tipo de compuestosorgánicos. Es un medio versátil limitado por la eficiencia de las boquillas y el contenidosalino del fluido que se desea tratar. Se generan gases de combustión que han de serpurificados adecuadamente.

7.1.3.2 Electrocoagulación

El diferente comportamiento de disociación de los componentes del fluido de corte bajo elefecto de una corriente eléctrica puede ser utilizado para separar las fases acuosa y orgánica.Se trata de una tecnología en desarrollo con baja capacidad de concentrar la fase orgánica.No necesita aditivos o reactivos durante el proceso.

En la tabla siguiente se recogen las características más importante de cada una de lasposibilidades de eliminación de los fluidos de corte acuosos.

• Criterios aplicados

- Cuantía de la inversión: Ofrece información sobre el valor absoluto aproximado de lainversión.

- Costes de explotación: Este criterio recoge aquellos gastos directos asociados al propiofuncionamiento del proceso. Se desglosan a su vez en los conceptos comunes incluidosbajo este epígrafe:- Consumo energético- Costes de mantenimiento- Aditivos- Costes de gestión de residuos generados

- Calidad del efluente acuoso: Indicará de manera aproximada, las expectativas devertido de las aguas obtenidas tras el tratamiento.

- Pretratamiento: Este criterio recoge el grado de pretratamiento requerido para uncorrecto funcionamiento del proceso.


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- Requerimientos de espacio: El espacio suele ser un bien escaso en las empresas. Estecriterio considera el espacio mínimo aproximado requerido para la ubicación delproceso.

- Versatilidad: Este criterio tiene en cuenta el comportamiento de la instalación antecambios en las características de la alimentación (variaciones de concentración,composición, etc.).

- Estado de desarrollo tecnológico: Habitualmente, las técnicas de tratamiento requierenprocesos de evolución y mejora tecnológica que afinan aquellos problemas detectadosexperimentalmente. Este parámetro indica de manera aproximada, la situación delproceso evolutivo de la tecnología.

- Complejidad técnica: Sistemas con un alto grado de complejidad, dotados detecnologías de última generación requerirán recursos técnicos y humanos adecuados,aspecto éste importante a la hora de valorar la selección de un proceso de tratamiento.

Costes de explotación

Cua

ntía

de

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vers

ión

Con

sum

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ergé

tico

Cos

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Cal

idad

eflu

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Pret

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Est

ado

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esar

rollo

tecn

ológ

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Com

plej

idad

técn

ica

Rotura de emulsiónácida-salinaRotura de emulsiónbásicaDisociación OrgánicaProcesos de Membrana -Evaporación -Ultrafiltración +Ósmosis Inversa -

Evapoincineración - -Electrocoagulación -

FavorableMedioDesfavorableInexistente -

Tabla 23: Evaluación comparativa de las alternativas de eliminación de fluidos de corte acuosos

7.2 ACEITES DE CORTE PUROS

Los aceites de corte puros sufren un proceso de agotamiento mucho más lento que losfluidos de corte acuosos. No son raros periodos de uso continuado superiores a los 8 años.Debido a su composición, tras su vida útil es eliminado de manera idéntica a cualquieraceite usado. De manera genérica podemos diferenciar las dos alternativas de valorizaciónexterna más habituales:

• Regeneración

Mediante un proceso de destilación y purificación previa, se recupera la base hidrocarburadasiendo posible su utilización en la formulación de otros productos. Su principal limitación


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está asociada al uso de ácidos y bases durante el proceso y a la reactividad de loshidrocarburos sintéticos y oxigenados a este tipo de productos.

• Recuperación energética

El aceite de corte agotado es combustionado tras un pretratamiento para de esta maneraaprovechar su energía calórica. El pretratamiento tiene como función básica retirar delaceite todos aquellos contaminantes (cloro, metales pesados, etc.) que pudieran suponer unriesgo para el medio atmosférico, existiendo diferentes variantes del proceso: floculaciones,destilación, etc. Debido a su versatilidad y limitada complejidad técnica, es un proceso conun amplio grado de implantación. Como contrapartida exige un estricto control de lasemisiones atmosféricas producidas.

Las últimas tendencias combinan este proceso con técnicas de cogeneración.


68

8. BASES PARA LA TOMA DE DECISIONES EN PRODUCCIÓN LIMPIA

8.1 PRIORIZACIÓN DE LOS ASPECTOS/PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES DE ACTUACIÓNDEL PROCESO PRODUCTIVO

Desde la posición de empresa, en ocasiones no es fácil tomar decisiones acerca de quemedidas de producción limpia serán más rentable implantar, así como en que medida lasmismas pueden ser integradas en el proceso productivo.

Toda empresa ha de priorizar en sus actuaciones aquellos aspectos o problemáticasambientales de interés. Esto es, ha de dirigir mayoritariamente sus esfuerzos a aquelloscampos de actuación críticos desde el punto de vista ambiental y/o de pérdida económicapor incorrecta gestión ambiental.

Esta priorización ha de basarse en criterios económico-ambientales, y ha de responder a lapregunta ¿Qué campo ambiental de actuación implica un mayor riesgo en la actualidad?Herramientas como certificaciones ISO 14001, Ecoauditoría, Análisis de riesgosambientales, (externos y/o internos), EKOSCAN, etc. facilitan a la empresa la priorizaciónde sus problemáticas ambientales. Mediante el uso de estas herramientas se detecta lapresencia de riesgos y problemáticas ambientales de interés para la empresa y susimplicaciones dentro del proceso productivo.

Como dinámica de trabajo, es importante recordar que la selección de ámbitos de actuaciónno ha de interpretarse como una dedicación exclusiva de nuestros medios o recursos a aquelaspecto de mayor prioridad sino que es necesario garantizar un reparto ecuánime entre lasproblemáticas y los recursos disponibles.

8.2 AUTODIAGNÓSTICO Y SELECCIÓN DE MEDIDAS DE ACTUACIÓN

Si bien el presente documento ofrece criterios que ayudan a la toma de decisiones, estosestán descritos de manera sencilla y generalista. La empresa, conocedora de sus fortalezas ydebilidades, habrá de interpretar de forma particular la viabilidad en su entorno de lassoluciones propuestas. Las medidas de producción limpia con potencialidad de ser aplicadasen un entorno concreto pueden ser, progresivamente segregadas, hasta llegar a aquellasóptimas a partir de la respuesta sistemática a las siguientes tres preguntas.

1. ¿Qué características definen la empresa?2. ¿Qué medidas son aplicables atendiendo a las posibilidades de la empresa?3. ¿Qué medidas proporcionan un máximo rendimiento con un riesgo mínimo?

La base inicial para la priorización de medidas de mejora es que la propia empresa dispongade un diagnóstico de su situación real. A pesar de que pueda resultar paradójico, los órganosdecisionales de las empresas no disponen en ocasiones, de la información necesaria paravalorar una medida de producción limpia, en tanto se requiere un conocimiento profundo detodos los ámbitos de la empresa.

Si bien cada caso particular puede y debe aportar factores diferentes de consideración, seconsideran como de común estudio los a continuación citados:

Bases para la toma de decisiones en Producción Limpia

69

- Factores económicos.- Factores humanos.- Factores estratégicos.- Factores Técnico/Productivos.

a) Factores económicos

Sin lugar a dudas, la situación económica de una empresa condicionará de maneradeterminante la selección de medidas de mejora ambiental y producción limpia. La cuantíade las inversiones, periodos de amortización, gastos de mantenimiento, etc., supondrán unimpacto económico diferente en cada caso concreto, por lo que la selección de medidas demejora ha de estar integrada plenamente en su proceso de planificación económica.

b) Factores humanos

Los recursos humanos de una empresa representan el medio-conductor para cualquiermedida de integración de procesos de producción limpia. La disponibilidad, la capacitacióntécnica, su capacidad organizativa etc. habrán de ser valorados antes de dirigir esfuerzos a laconsecución de cualquier alternativa que requiere implicaciones de esta índole.

c) Factores estratégicos

La apuesta estratégica de la empresa o su integración dentro de estrategias globales(pertenencia a grupo o holding, internacionalización, etc.) condicionará su devenir a corto-medio plazo. Es obvio que la estrategia de producción limpia, ha de estar integrada en laestrategia global de la empresa, ya que en caso contrario, los recursos y dedicaciónnecesarios no serán plenamente aprovechados. ¿La ubicación de la empresa va amantenerse? ¿Vamos a mantener el actual organigrama? etc. son preguntas cuya respuestacondiciona el futuro de la empresa en su conjunto, así como la posibilidad de implantarmedidas de producción limpia y el modo y momento de hacerlo.

d) Factores Técnico-productivos

El grado de evolución tecnológica de un proceso, condiciona su potencial mejora. Máquinasmodernas probablemente nos facilitarán más el acercamiento hacia tecnologías deproducción limpia que otros equipos más anticuados. Sin embargo, a la hora de tomardecisiones de carácter técnico, no podemos olvidarnos de considerar el modo de utilizaciónde las máquinas, esto es, la manera de producir: Múltiples operaciones, series cortas/largas,procesos continuos/discontinuos, etc. Otros aspectos como disponibilidad y movilidadespacial de equipos y/o operaciones, disponibilidad de servicios como agua, electricidad,etc.

Esquemáticamente las bases del proceso de actuación en la implantación de tecnologíaslimpias pueden ser representadas mediante el siguiente gráfico.


70

PRIORIZACIÓN DE PROBLEMÁTICAS AMBIENTALES

PLAN DE ACTUACIÓN

SELECCIÓN DE MEDIDAS DE MEJORA PARA CADA

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL

REALIZAR UN AUTOANÁLISIS

DE LA EMPRESA

DEFINIR CRITERIOS PROPIOS PARA LA

SELECCIÓN DE MEDIDAS

REALIZAR UN DIAGNÓSTICO

AMBIENTAL

SI

NO

SI

NO

¿ Tiene la empresa

identificados y priorizados sus problemáticasambientales?

¿ Conoce la empresa

sus criterios particulares para

la toma dedecisiones ?

Figura 25: Pasos a seguir por las empresas en su proceso de implantación de la producción limpia

8.2.1 Plan de actuación

Del diagnóstico ambiental y del autoanálisis de la empresa ha de emanar una estrategia deactuación adaptada a sus necesidades particulares, que se concretará en la priorización deunas problemáticas ambientales y la selección de medidas de mejora para dichasproblemáticas ambientales.

Bases para la toma de decisiones en Producción Limpia

71

ProducciónLimpia

Tiempo

AnclajeMejora Continua

4. CORREGIR

3. VERIFICAR

2. HACER

Figura 26: Gráfico PDCA de la mejora ambiental continua

Esta estrategia ha de tener carácter cíclico. Por ejemplo, una empresa puede priorizar susproblemáticas ambientales y comenzar a actuar en la solución de dos de ellas aplicando unasistemática de implantación de medidas, análisis y seguimiento de los resultados, peroperiódicamente habrá de volver a identificar las problemáticas ambientales de su procesoproductivo y hacer una nueva priorización. A partir de este proceso surgirá una nuevaestrategia de actuación.

Este es el verdadero camino de la empresa hacia la MEJORA AMBIENTAL CONTINUA.

PLAN DE ACTUACIÓN DE LA EMPRESACampos

priorizadosMedidas Plazo de

ejecuciónPersona

responsableIndicador deseguimiento

Fecha derevisión

Tabla 24: Modelo de plan de actuación de la empresa


72

9. SITUACIÓN ACTUAL DE VARIAS EMPRESAS ANALIZADAS

9.1 EMPRESA A: DECOLETAJE PARA LA OBTENCIÓN DE PIEZAS MECANIZADAS EN SERIESDE TAMAÑO VARIABLE

9.1.1 Descripción de la empresa analizada

a) Situación Estratégica

La empresa objeto del presente estudio pertenece al subsector del decoletaje y forma partejunto con otras dos factorías, de un pequeño grupo industrial cuya estrategia está claramentedirigida a la incorporación de nuevas tecnologías de mejora productiva, siempre con uncompromiso de respeto al medio ambiente. Este último aspecto es prioritario,considerándolo como un factor diferenciador frente a los competidores de su entorno, asícomo una herramienta que les permita aumentar su cartera de pedidos.

En la actualidad, se encuentran en un proceso de replanteamiento estratégico que incluye elcambio de ubicación de una de sus factorías.

b) Situación productiva

Las características productivas de la empresa se resumen en la siguiente tabla:

Nº de empleados 40Subsector Decoletaje-TornilleríaMateriales Aceros y latones

Tamaño de las series Variable (50-500.000)Nº turnos 2

La producción se centra en piezas acabadas de tamaño pequeño-medio y de geometríacompleja, elaboradas a partir de barras calibradas.

Si bien se fabrican series de todos los tamaños, lo habitual es la producción de seriesmedias-grandes de tornillería con destino a diferentes sectores: automoción, bienes deequipo, etc. y elementos afines.

Las herramientas empleadas son prácticamente en su totalidad de acero rápido o metal duro,adecuadas a la maquinabilidad de las materias primas (acero y latón) utilizadas.

El parque de máquinas se compone mayoritariamente de tornos automáticos monohusillos(29 unidades) provisto de portabarras empleados en la ejecución de operaciones típicas dedecoletaje: cilindrados, refrentados, roscados, etc. si bien y de forma testimonial, se ejecutanoperaciones de fresado y taladrado manual. Para el desarrollo de este ejemplo, noconsideraremos las operaciones minoritarias centrándonos en los tornos, equipos quecaracterizan la actividad de la empresa.

La disposición del parque de máquinas no puede ser considerada espaciosa debido a loreducido de la superficie disponible. Este aspecto ha propiciado que cada máquina estádotada de un pequeño depósito de suministro de fluido lubricante, en detrimento de la

Situación actual de varias empresas analizadas

73

utilización una unidad central de abastecimiento de fluido de corte. La capacidad de losdepósitos oscila entre los 20 y 30 l dependiendo de las máquinas y están insertados dentrode la propia estructura de la máquina..

Los fluidos de corte empleados, así como sus consumos se recogen en el cuadro adjunto:

Tipo Consumo (l/año) Precio (ptas/l.) Gasto asociado(ptas/año)

Nº de equipos quelo emplean

Aceite de corte puro 16.500 100 1.650.000 9Concentrado de fluido decorte acuoso

2.750 400 1.100.000 17

c) Situación económica

La empresa da prioridad a aquellas inversiones y gastos relacionados con el cambio deubicación de la planta. En consecuencia no se optará por aquellas medidas que representeninversiones elevadas o que requieran periodos de amortización excesivamente largos.

d) Recursos humanos

El grupo de operarios directamente ligado con los procesos, dispone de un grado decualificación medio, proviniendo mayoritariamente de métodos formativos de aprendizajeen taller. Dominan la ejecución de las operaciones.

En los últimos años, se han contratado nuevos técnicos especializados. Con una edad mediainferior a la de los operarios y sin experiencia previa, la empresa asumió su formación paraocupar puestos intermedios de mando, que facilitarían la implantación del proceso demejora productiva.

9.1.2 Balance de materias

Para un análisis más sencillo de la empresa de estudio, serán considerados dos subsistemasdiferenciados: Tornos que utilizan aceite de corte y tornos que utilizan fluido de corteacuoso. Su problemática será diferente, condicionadas en gran medida por las característicasfísico-químicas del fluido de corte empleado.

9.1.2.1 Sistema de tornos lubricados con aceite de corte

El sistema se compone de 9 tornos automáticos que representan aproximadamente un 35%del total de máquinas existentes.

Las diferentes corrientes de proceso son representadas en el siguiente diagrama de flujo,indicándose en la tabla adjunta las cantidades asociadas a cada corriente de entrada o salidadel sistema.


74

SALPICADURAS(S2)

PIEZAS MECANIZADAS

(S1)CENTRIFUGADO

PIEZAS

IMPUREZAS(E3)

ACEITE DE CORTE(E2)

VIRUTASECA(S3)

CENTRIFUGADOVIRUTAS

ACEITE DE CORTECENTRIFUGADO

PIEZAS NOMECANIZADAS

(E1)

ACEITE DE CORTE

CENTRIFUGADO

E: Corriente de entradaS: Corriente de salida

Corriente discontinua

Corriente continuaVALORIZACIÓNEXTERNA

Figura 27: Diagrama de flujo del sistema de tornos que utilizan aceite de corte

ENTRADAS SALIDASCódigo

EntradaDenominación

entradasCantidad

anualCantidadrelativa

CódigoSalida

Denominación Salidas Cantidadanual

Cantidadrelativa

E1 Piezas no mecanizadas 7.810 Tn -- S1 Piezas mecanizadas- Metal- Aceite de cortearrastrado

7.722 Tn

3.575 l

0,99 Tn/Tn

0,45 l/TnE2 Aceite de corte

- Suministro inicial- Reposiciones

16.500 l2.970 l

13.530 l

19,44 l/Tn0,38 l/Tn

19,06 l/Tn

S2 Salpicaduras 9.405 l 1,21 l/Tn

E3 Impurezas Variable (nocuantificable)

-- S3 Viruta seca- Metal- Aceite de cortearrastrado

88 Tn

550 l

0,01 Tn/Tn

0,07 l/Tn

Nota: Las cantidades relativas están referidas al consumo de metal anual de la factoría

Tabla 25: Balance de Entradas/Salidas en el sistema (aceite de corte)

El suministro inicial corresponde al llenado de los depósitos individuales de suministroubicados en cada torno, de un volumen aproximado de 30 litros, mientras que lasreposiciones se realizan periódicamente con el objetivo de compensar arrastres, salpicadurasy demás salidas de fluido de corte del sistema.

Las piezas mecanizadas y virutas secas que han pasado por procesos de centrifugado,presentan aún una ligera impregnación de fluido de corte que, en el caso de las piezas,posteriormente es retirada mediante desengrase.

El aceite procedente del centrifugado de piezas y virutas es recirculado al sistema para sureutilización.

9.1.2.2 Sistema de tornos lubricados con fluido de corte acuoso

El sistema está compuesto por 17 tornos que representan aproximadamente el 65% restantedel parque de máquinas. El fluido de corte presenta una vida útil de 10 semanas debido a la


75

degradación bacteriana no permite su uso más allá de este periodo de tiempo. Este aspectocondiciona el diagrama de flujo, haciéndolo diferente del anterior sistema.

PIEZAS MECANIZADAS

(S1)

SALPICADURAS(S4)

GESTIÓN RESIDUOS PELIGROSOS

IMPUREZAS(E4)

CONCENTRADO(E2)

VIRUTASECA(S2)

ESCURRIDOVIRUTAS

FLUIDO DE CORTEESCURRIDO

(S5)

VALORIZACIÓNEXTERNA

PIEZAS NO MECANIZADAS

(E1)

FLUIDO DE CORTEAGOTADO

(S3)

AGUA(E3)

MEZCLADOR

E: Corriente de entradaS: Corriente de salida

Corriente discontinua

Corriente continua

AGUAEVAPORACIONES

(S6)

Figura 28: Diagrama de flujo del sistema de tornos que utiliza fluido de corte acuoso

Las sustituciones del fluido de corte, se realizan de manera no sistemática, asociando estemomento a la aparición de fuertes olores o a la percepción subjetiva del operarioresponsable en ese momento.

La empresa realiza un control mensual de la concentración como única medida de controlanalítico, mientras que el suministrador, aprovechando las visitas destinadas almantenimiento de relaciones comerciales y suministro de productos, realizadassemestralmente, controla el valor del pH.



EntradasCantidad


CódigoSalida


Cantidadrelativa

E1 Piezas no mecanizadas 1.375 Tn -- S1 Piezas mecanizadas- Metal- Fluido de corte acuoso

1.276 Tn9.460 l

0,92 Tn/Tn7,41 l/Tn

S2 Viruta seca- Metal- Fluido de corte acuoso

99 Tn2.950 l

0,08 Tn/Tn2,15 l/Tn

E2 - Concentrado defluido de corteacuoso


2.750 l86,7 l

2.663,3 l

2 l/Tn0,06 l/Tn1,94 l/Tn

S3 Fluido de corte agotado 1.650 l 1,27 l/Tn

S4 Salpicaduras 38.390 l 30,1 l/TnE3 AguaSuministro inicialReposiciones

52.250 l1.640,3 l

50.602,7 l

38 l/Tn1,19 l/Tn

36,81 l/Tn S5 Fluido de corteescurrido de virutas

2.550 l 0,43 l/Tn


-- S6 Agua evaporaciones Variable (nocuantificable)

Tabla 26: Balance anual de Entradas/Salidas al sistema (fluido de corte acuoso)


76

El fluido de corte acuoso se emplea en una concentración media del 5%. En un principio, sellenan cada uno de los depósitos individuales de 20 l de capacidad de los que está dotadocada torno, procediéndose a reponer periódicamente las pérdidas producidas porsalpicaduras, arrastres, evaporaciones, etc. El consumo total anual de dilución de trabajo defluido de corte asciende a 55.000 l.

Las proyecciones de fluido de corte producidas por las salpicaduras son retiradas delentorno de mecanizado mediante limpiezas programadas. A tal efecto, personal de laempresa se encarga de limpiar estas zonas utilizando medios de difícil cuantificación: agua,detergente, adsorbentes, etc.

9.1.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa A

A la vista de los datos ofrecidos por los balances de corrientes de cada uno de los sistemas,la empresa detecta en su funcionamiento rutinario las siguientes problemáticas ambientales:

a) Generación de salpicaduras de aceite de corte

Las salpicaduras representan la mayor fuente de despilfarro de aceite de corte del sistema.El 70% del fluido que sale del sistema lo hace por esta vía.

Tal hecho se refleja en la tabla adjunta:

Aportaciones Consumos/DespilfarrosSalpicaduras 9.405 l/año (70%)Arrastre de virutas 550 l/año (4%)Suministro inicial 2.970 l/año

Reposiciones 13.530 l/año Arrastre de piezas 3.575 l/año (26%)

b) Generación de salpicaduras de fluido de corte acuoso

Análogamente al aceite de corte, el fluido de corte acuoso presenta un alto nivel dedespilfarros por salpicaduras. Se genera un gran desequilibrio entre las entradas y salidas alsistema que hace necesario un aporte prácticamente continuado de fluido de corte.

Aportaciones Consumos/DespilfarrosSalpicaduras 38.390 l/año (70%)Fluido de corte a gestionar- Agotado- Escurrido virutas

4.200 l/año (7,6%)2.550 l/año (4,6%)1.650 l/año (3%)

Arrastre de piezas 9.460 l/año (17%)

Suministro inicial 1.734 l/añoReposiciones 53.266 l/año

Arrastre de virutas 2.950 l/año (5,4%)

c) Escurrido de fluido de corte acuoso procedente de virutas

Esta corriente, cuantificada en 2.550 l/año, representa el 4,6% del total consumidoanualmente y representa al fluido de corte que se separa de las virutas tras un proceso deescurrido por gravedad.

El fluido de esta procedencia es recogido y separado en un pequeño foso y posteriormentegestionado como residuo.


77

Sin embargo, el fluido puede ser reintroducido en el circuito de suministro puesto queconserva intactas sus propiedades. La cercanía del área de escurrido al sistema de máquinas,facilita la implementación de cualquier medida en este sentido.

d) Contaminación del parque de almacenamiento de piezas (fluido de corte acuoso)

Las piezas mecanizadas con fluido de corte acuoso presentan un alto grado de impregnacióndebido a que, a diferencia de aquellos tornos que mecanizan utilizando aceite de corte, estaspasan al parque de almacenamiento previo a su desengrase sin ningún paso intermedio deseparación (escurrido, centrifugación, etc.).

Dependiendo del periodo de espera, éstas someten al área de almacenamiento a un goteomás o menos intenso que propicia riesgos higiénicos y medioambientales.

• Criterios de priorización

Una vez detectadas aquellas problemáticas con mayor impacto en la empresa, se realiza unapriorización de las mismas en base a los criterios a continuación citados:

1. Económicos:En función de los costes que supone a la empresa dicha problemática ambiental. Estoscostes pueden tener dos orígenes diferentes:a) internos: incluyen costes por pérdidas de materias primas y costes de mano de obra

de manipulación del residuo, limpiezas, etc.b) externos: costes de gestión del residuo.Su consideración conjunta y su potencial de reducción establecerán su grado depriorización.

2. Ambientales:En función del grado de importancia del riesgo o potencial impacto ambiental sobre elmedio circundante.

3. Legales:En función de si la problemática ambiental provoca o puede ser susceptible deprovocar el incumplimiento de la legislación ambiental aplicable.

4. Imagen de la empresa:En función de la influencia que tenga cada problemática ambiental en la imagen internao externa de la empresa.

5. Potencial de minimización:En función de si las posibilidades o potencial de minimización son altas, medias o bajasreferidas exclusivamente a la problemática ambiental considerada.

Valoración: Aspecto prioritarioAspecto de importancia mediaAspecto de escasa importancia


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El resultado del análisis es resumido en la tabla adjunta:

Problemática ambiental Criterioseconómicos

Criteriosambientales

Criterioslegales

Criterios deimagen

Potencial deminimización

Grado depriorización

Generación de salpicaduras defluido de corte acuoso 1

Generación de salpicaduras deaceite de corte 2

Escurrido de fluido de corte acuosoen virutas 4

Contaminación del parque dealmacenamiento de piezas (fluidoacuoso)

3

Tabla 27: Clasificación de las problemáticas ambientales atendiendo a criterios de valoración

Los criterios económicos pueden ser desglosados atendiendo a su origen (interno o externo)y a su potencial de reducción de costes de acuerdo a la tabla expuesta a continuación. Elpotencial de reducción de costes hace referencia a la capacidad de disminuir costes mediantela aplicación de medidas de remediación. Se trata de un parámetro relativo referido siemprea los gastos de partida.

Costes (pts/año)

Problemática ambiental

Grado depriorizaciónatendiendo a

criterioseconómicos

Internos Externos Totales

Potencial dereducción de

costes

Generación de salpicaduras de fluido decorte acuoso 1.011.450(1) -- 1.011.450 Alto

Generación de salpicaduras de aceite decorte 1.060.500(1) -- 1.060.500 Alto

Escurrido de fluido de corte acuoso envirutas 51.240 51.000(2) 102.240 Alto

Contaminación del parque dealmacenamiento de piezas (fluidoacuoso)

245.100(3) -- 245.100(3) Medio-Alto

(1) Incluye gastos de limpieza asociados a mano de obra propia. Se ha considerado la necesidad de realizar una limpieza semanal deuna hora de duración para el fluido de corte acuoso y una limpieza quincenal de la misma duración para el aceite de corte. El costeconsiderado para la empresa de cada hora dedicada es de 5000 pts/h por operario.

(2) Se ha considerado un precio de gestión del fluido de corte de 20 pts/l.(3) Se estima necesaria una limpieza mensual en idénticas condiciones que las comentadas en el punto 1.

Tabla 28: Desglose de los costes económicos utilizados como criterio de valoración en la clasificación delas problemáticas ambientales

En base a las conclusiones obtenidas, se decide articular un plan de mejora global quereduzca el impacto de las cuatro problemáticas detectadas.

9.1.4 Selección y análisis de medidas a implantar

Tras la priorización de las problemáticas ambientales existentes y apoyándose en lainformación y criterios recabados en el cap. 5 de este documento se han propuesto comoalternativas óptimas de mejora, las medidas de producción limpia a continuación descritas.


79

PROBLEMÁTICA: Generación de salpicaduras de fluido de corte acuoso

MEDIDA 1: Carenado de máquinas

Descripción:

Colocación de pantallas rígidas de alto rendimiento que impidan la proyección del fluido de corte del área demecanizado.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................4.250.000 ptsNº carenados ................................................................................................................17Precio unitario............................................................................................... 250.000 pts

_____________________________________________________________________Costes adicionales anuales.................................................................................233.750 pts

Costes de financiación (5%) ......................................................................... 212.500 ptsCostes de mantenimiento (0,5%) .................................................................... 21.250 pts

____________________________________________________________________Reducción de costes anuales ..........................................................................1.011.450 pts

Ahorro en consumo: 1.919 l de concentrado (400 pts/l) ............................... 767.800 ptsAhorro en consumo: 36,5 m3 de agua (100 pts/m3) .......................................... 3.650 ptsLimpieza (1 h/semanal; 48 semanas a 5.000 pts/h) ...................................... 240.000 pts

Ahorros totales anuales........................................................................................ 777.700 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ............................................................................................5,5 años

Valoración:

Medioambientales:- Se elimina el 100% de la generación de salpicaduras y los riesgos asociados a la dispersión del fluido

por esta vía.Técnicas:

- No supone ninguna modificación en proceso no requiriéndose formación alguna del personal.Organizativas:

- Reducirá el ritmo de las aportaciones necesarias para mantener un nivel adecuado de fluido de corteasí como las necesidades de almacenamiento requeridas.

Observaciones:

Existe un amplio abanico de barreras antisalpicaduras que van desde cortinas a carenados plásticos o metálicos(costo variable). En este caso y debido a la geometría y disposición del área de mecanizado ha sido convenienteoptar por equipos rígidos de coste medio.

Tabla 29: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de salpicaduras de fluidode corte acuoso”


80

PROBLEMÁTICA: Generación de salpicaduras de aceite de corte

MEDIDA 2: Carenación de máquinas

Descripción:

Colocación de pantallas rígidas de alto rendimiento que impidan la proyección del aceite de corte del área demecanizado.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................2.250.000 ptsNº carenados ..................................................................................................................9Precio unitario .............................................................................................. 250.000 pts


Costes de financiación (5%) ......................................................................... 112.500 ptsCostes de mantenimiento (0,5%).................................................................... 11.250 pts


Ahorro en consumo: 9.405 l de aceite de corte (100 pts/l) ........................... 940.500 ptsLimpieza (1h/quincenal; 24 quincenas a 5000 pts/h).................................... 120.000 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se elimina totalmente la generación de salpicaduras y los costes asociados a las pérdidas de materias

primas y limpieza periódica.Técnicas:

- No supone ninguna modificación en proceso no requiriéndose formación alguna del personal.Organizativas:

- Reducirá el ritmo de las aportaciones necesarias para mantener un nivel adecuado de fluido de corteasí como las necesidades de almacenamiento requeridas.

Observaciones:

Existe un amplio abanico barreras antisalpicaduras que van desde cortinas a carenados plásticos o metálicos decosto variable. En este caso y debido a la geometría y disposición del área de mecanizado ha sido convenienteoptar por equipos rígidos de coste medio.

Tabla 30: Medida 2 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de salpicaduras de aceitede corte”


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PROBLEMÁTICA: Escurrido de fluido de corte acuoso procedente de virutas

MEDIDA 3: Reintroducción en el circuito de suministro del fluido de corte acuoso procedente del escurridode virutas

Descripción:

Instalación de un sistema de captación y bombeo que posibilite la recirculación del fluido de corte escurrido delas virutas al circuito de suministro.

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................400.000 ptsBomba........................................................................................................... 250.000 ptsTubería y valvulería de captación y trasiego ................................................ 150.000 pts

_____________________________________________________________________Costes adicionales anuales...................................................................................33.000 pts

Costes de financiación (5%) ........................................................................... 20.000 ptsCostes de Mantenimiento (2%)....................................................................... 88.000 ptsConsumo eléctrico estimado............................................................................. 5.000 pts

____________________________________________________________________Reducción de costes anuales .............................................................................102.240 pts

Ahorro en consumo: 127,5 l de concentrado (400 pts/l) ................................. 51.000 ptsAhorro en consumo: 2,4 m3 de agua (100 pts/l) .................................................. 240 ptsGestión de residuos (2.550 l a 20 pts/l)........................................................... 51.000 pts

Ahorros totales anuales.......................................................................................... 69.240 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ............................................................................................5,8 años

Valoración:

Técnicas:- La protección interna de la bomba seleccionada deberá ser acorde a la corrosividad o reactividad

química del fluido de corte. Consultar con el suministrador.Medioambientales:

- Supone una reducción de la cantidad de residuos generada anualmente pues el fluido de corte que seescurría y se gestionaba como residuo, ahora es reutilizado.

Observaciones:

El fluido de corte ha de ser recirculado antes de que transcurran 48 h de su almacenamiento puesto que pasadoese periodo de tiempo se inicia el proceso de degradación del mismo, habitual en condiciones de estancamiento.

Tabla 31: Medida 3 de mejora seleccionada para la problemática ambiental “Escurrido de fluido decorte acuoso procedente de virutas”


82

PROBLEMÁTICA: Contaminación del parque de almacenamiento de piezas (fluido acuoso)

MEDIDA 4: Implantación de bandejas de captación del escurrido de piezas mecanizadas con fluido de corteacuoso.

Descripción:

Establecer dentro de la sistemática productiva un paso de escurrido de piezas utilizando bandejas que retenganel fluido de corte obtenido de esta fuente.Éste podrá ser vertido al área de escurrido de virutas mencionado en el punto anterior para su reutilización. Seestima en un 75% la cantidad de fluido de corte que puede ser ahorrado de esta manera.

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................510.000 ptsNº bandejas ..................................................................................................................17Precio unitario ................................................................................................ 30.000 pts


Costes de financiación (5%) ........................................................................... 42.500 ptsCostes de mantenimiento (0,5%)...................................................................... 4.250 pts


Ahorro en consumo: 355 l de concentrado (400 pts/l ................................... 142.000 ptsAhorro en consumo: 9,5 m3 de agua (100 pts/m3) ............................................... 950 ptsLimpieza (1 h/mensual; 11 meses a 5000 pts/h) ............................................. 55.000 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se elimina un medio de dispersión de contaminante en el entorno.

Organizativas:- Requiere organizar a los operarios para ejecutar de manera sistemática la devolución del fluido de

corte al circuito de suministro.Legales:

- Se eliminan riesgos higiénicos y de salud laboral.

Observaciones:

El vaciado de las bandejas ha de ser realizado antes de que transcurran 48 h para prevenir el riesgo dedegradación del fluido de corte, habitual en condiciones de estancamiento.

Tabla 32: Medida 4 de mejora seleccionada para la problemática “contaminación del parque dealmacenamiento de piezas”


83

9.1.5 Resumen de resultados y conclusiones

Las medidas descritas pueden resumirse en la siguiente tabla:

Reducción de consumo/ producción anual

Valoración económicaProblemáticaasociada

Medidapropuesta

Valorabsoluto

% sobrevalor departida

Inversión(MM pts)

Ahorros(MM

pts/año)


Viabilidadtécnica

Salpicaduras defluido de corteacuoso

Medida nº 1Carenado demáquinas

38.390 l 100% 4,25 0,78 5,5 Alta

Salpicaduras deaceite de corte

Medida nº 2Carenado demáquinas

9.405 l 100% 2,25 0,94 2,4 Alta

Escurrido de fluidode corte acuosoprocedente devirutas

Medida nº 3Recirculación defluido de corteacuoso escurridode virutas

2.550 l 100% 0,4 0,07 5,8 Alta

Contaminación delparque dealmacenamiento depiezas

Medida nº 4Implantación debandejas decaptación delescurrido depiezasmecanizadas confluido de corteacuoso

7.095 l 75% 0,51 0,15 3,4 Media

Tabla 33: Resumen del análisis de las problemáticas consideradas y las medidas correctivas propuestas

No se detectan barreras técnicas para la implantación de ninguna medida contemplada y el% de reducción esperado es alto en todos los casos. El apartado económico ofrece criteriosdiferenciados entre las medidas propuestas así como los valores de reducción deconsumo/producción absolutos esperados.

• Conclusiones

- Todas las medidas suponen importantes reducciones de las problemáticas ambientalesasociadas. (≥ 75%).

- La recirculación del fluido de corte tiene un periodo de amortización alto, si bienrepresenta la inversión de menor cuantía de entre todas las medidas contempladas.

- La carenación de máquinas supone en todos los casos un valor añadido importantereferido a imagen e higiene en la empresa.

- La colocación de bandejas colectoras es una medida sencilla de alto valor añadido, sibien los requerimientos espaciales asociados a la manipulación de las mismas ofrecealgún condicionante técnico que ha de considerarse.


84

9.2 EMPRESA B: MECANIZADO DE GRANDES PIEZAS ALUMINIO DESTINADAS AL SECTORDEL AUTOMÓVIL



La factoría objeto de estudio, pertenece a una corporación cooperativa de empresas. Dentrode la estrategia de grupo se ha establecido como prioritaria la implantación de la normaISO-14001 de gestión ambiental.

La empresa se encuentra en una fase de incremento de la capacidad productiva, asociada engran medida a la captación de nuevos clientes.

Dentro del proceso de mejora competitiva, la empresa en estudio obtuvo la certificaciónISO-9001 y durante el ejercicio presente espera obtener la certificación ISO-14001, yendopor delante de las expectativas del grupo.

b) Situación productiva

El área productiva se caracteriza en el cuadro adjunto:

Nº de empleados 20Subsector Auxiliar del automóvilMateriales Aluminio inyectado

Tamaño de las series Medias-GrandesNº turnos 3

Se fabrica un amplio abanico de componentes del motor-transmisión de automóvil de grantamaño y alto valor añadido (carter de transmisión, tapas de culata, cajas de dirección, etc.),elaborados totalmente en aluminio inyectado que necesitan para su acabado la ejecución dediferentes operaciones de mecanizado.

Para afrontar este tipo de requerimientos productivos, el parque de máquinas está divididoen cuatro líneas. Tres de ellas disponen cada una de una máquina “Transfer” que ejecutamúltiples operaciones en 4-6 estaciones (dependiendo de la línea) mientras que la cuartaconsiste en un centro de mecanizado en la que se ejecutan operaciones similares a lasrealizadas en el resto de líneas: fresados, taladrados y roscados mayoritariamente.

Dos de las líneas “Transfer” disponen de depósitos individualizados de suministro de fluidode corte, mientras que la tercera y el centro de mecanizado comparten un pequeño depósitocentralizado de suministro. El volumen conjunto de carga estimado es de 4.800 l. de fluidode corte.


85

Figura 29: Esquema general del parque de máquinas

Fechas atrás, la empresa hizo grandes esfuerzos organizativos que obtuvieron comoresultado la utilización de un único fluido de corte acuoso con garantía de calidad en lasoperaciones y condiciones de maquinabilidad requeridas. El cuadro adjunto ofrece datossobre su consumo anual y el costo asociado al mismo.

Tipo Consumos (l/año) Precio(pts/kg)

Gasto asociado(pts/año)

Concentrado de fluido decorte acuoso

4.800 400 1.920.000

El fluido de corte es sustituido en todos los casos tras un máximo de 6 meses de uso.Regularmente se realizan adiciones compensatorias para mantener el nivel de fluido de corteen valores estables. Se adiciona al circuito fluido de corte fresco con una concentraciónidéntica a la de trabajo (5%), lo que, unido al efecto de la evaporación de agua debido alestrés térmico del sistema, acaba produciendo un ligero ascenso de la concentración detrabajo.

Desde un principio, la empresa ha considerado el fluido de corte como un recurso apreservar siendo conscientes de que su uso lleva asociado un importante gasto económico.Para su mejor aprovechamiento se implantaron medidas destinadas a limitar el efecto desalpicaduras, arrastres y demás vías de despilfarros, mediante la optimización de lascondiciones de suministro del fluido de corte, la colocación de cortinas antisalpicaduras, o elestablecimiento de tiempos de escurrido idóneos. Estos aspectos lograron reducir estascorrientes a valores considerados como aceptables.

c) Situación Económica

Si bien el sector vive en la actualidad una situación de estabilidad económica, la estrategiade la empresa se ha dirigido hacia una contención de gastos. No prosperarán las medidasque requieran inversiones elevadas o aquellas con períodos de amortización demasiadoamplios.


86

d) Recursos Humanos

La política de la empresa se ha caracterizado siempre por dedicar una parte importante desus esfuerzos a la formación de sus empleados. La certificación ISO-9001 y el proceso deimplantación de la ISO 14001 se apoyan en gran medida en la adecuada formación de losestamentos involucrados, desde la dirección hasta los operarios.

En la actualidad, los trabajadores relacionados con los procesos disponen de unacapacitación idónea, considerándose como uno de los puntos fuertes de la empresa.


Los diagramas de flujo adjuntos representan la estructura del sistema de suministro yconsumo de fluido de corte acuoso del parque de máquinas. Para facilitar su comprensión serepresentan por separado las dos variantes existentes: Por un lado, una línea “Transfer” consuministro individualizado (existen dos iguales), y por otro un sistema mixto compuesto poruna línea Transfer y un centro de mecanizado dotado de un depósito centralizado desuministro. Todas las máquinas fueron provistas de barreras plásticas que limitan lasproyecciones de fluido de corte fuera del sistema. Aún así y tal como se verá más adelante,parte del fluido se pierde por esta vía.

E: Corriente de EntradaS: Corriente de Salida Corriente Discontinua Corriente Continua

SALPICADURAS(S3)

AGUAEVAPORACIONES

(S2)

CONCENTRADO (E2)

MEZCLADOR

AGUA(E3)

IMPUREZAS(E4)

DEPÓSITO INDIVIDUAL

ESCURRIDOVIRUTAS

GESTIÓN DERESIDUOS

PELIGROSOS

FLUIDODE

CORTEAGOTADO

(S4)

VIRUTASECA(S5)

ESCURRIDOPIEZAS

FILTRADO FLUIDO DE CORTE

RESIDUOPAPEL

FILTRANTE(S6)

PAPELFILTRANTE

(E5)

Figura 30: Diagrama de flujo de una línea “Transfer” (fluido de corte acuoso)

Los depósitos individuales disponen de un sistema de filtrado de papel en continuo mientrasque el depósito conjunto, además de un sistema de filtrado de papel de mayor tamaño, estádotado de un “skimmer”4.

4 El término “skimmer” es un término de uso común que corresponde a los rascadores superficiales.


87


CONCENTRADO (E2)

AGUA(E3)

FLUIDO DE CORTEESCURRIDO

MEZCLADOR

ACEITERESIDUAL

(S7)

PAPELFILTRANTE

(E5)

ESCURRIDOPIEZAS

SALPICADURAS(S2)

AGUAEVAPORACIONES

(S3)

GESTIÓN DERESIDUOS

PELIGROSOS

FLUIDODE

CORTEAGOTADO

(S4)

VIRUTASECA(S5)

ESCURRIDOVIRUTAS


IMPUREZAS(E4)

RESIDUOPAPEL

FILTRANTE(S6)

Figura 31: Diagrama de flujo de una línea mixta compuesta por una línea “Transfer” y un centro demecanizado (fluido de corte acuoso)

El balance de masas anual asociado al conjunto del parque de máquinas se recoge en la tablaadjunta:



EntradasCantidad


CódigoSalida


Cantidadrelativa

E1 Piezas no mecanizadas 2.230 Tn --E2 Concentrado


4.800 l240 l

4.560 l

2,15 l/Tn1,18 l/Tn0,97 l/Tn

S1 Piezas mecanizadas- Metal- Fluido de corte

2.120 Tn26.760 l

0,95 Tn/Tn12 l/Tn

S2 Salpicaduras 10.240 l 4,60 l/TnS3 Agua evaporaciones 4.000 l(1) 2,24 l/TnS4 Fluido de corte agotado 42.500 l 19,05 l/Tn

E3 Agua- Suministro inicial- Reposiciones

91.200 l4.560 l

86.640 l

40,90 l/Tn22,50 l/Tn18,40 l/Tn

S5 Viruta seca- Metal- Fluido de corte

110 Tn12.060 l

0,5 Tn/Tn5,41 l/TnE4 Impurezas (aceite) 600 l.(3) 0,27 l/Tn

S6 Residuos papel filtrante- Papel- Fluido de corte + Aceite

2.240 kg(2)

1.800 kg440 l

1 kg/Tn0,81 kg/Tn0,19 l/TnE5 Papel filtrante 1.000 kg 0,49 kg/Tn

S7 Aceite residual 400 l 0,18 l/TnNota: A efectos de simplificar los cálculos se ha tomado 1 kg/l como valor aproximado de densidad de concentrado y dilución.(1) Las pérdidas de agua por evaporación son estimadas a partir del aumento de la concentración detectado en el fluido de corte agotado

(~5,5%). Este proceso de concentración no es compensado añadiendo fluido de corte de mayor dilución, sino que el fluido repuestomantiene la concentración de trabajo. En cualquier caso, el aumento de un 10% de la concentración de trabajo no ha supuestoninguna malfunción del sistema.

(2) El conjunto del residuo de papel filtrante presenta un porcentaje de aceite residual procedente de los sistemas individuales desuministro que no están dotados de skimmer. De manera aproximada, la humedad del residuo corresponde a 440 l de fluido de corte(69%) y 200 l de aceite residual.

(3) Prácticamente, todas las impurezas cuantificables son aceite residual procedente de máquinas y equipos adyacentes o piezas quepresentan arrastres de este material.

Tabla 34. Balance de Entradas/Salidas del Sistema (fluido de corte acuoso)


88

9.2.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa B

A priori, los datos derivados del análisis del balance de masas sugieren un funcionamientoque pudiera ser considerado aceptable. Sin embargo, analizando con más profundidad losdatos disponibles se detectan las problemáticas ambientales mencionadas a continuación:

a) Generación de residuos de fluido de corte acuoso

Cada línea genera una media aproximada de 10.625 l de fluido de corte agotado anualmente.

Esta cantidad, teniendo en cuenta los datos del balance de masas, es difícilmente reducibleen términos absolutos, pudiendo actuar únicamente en aquellos factores que consiganalargar el período de vida útil del fluido de corte y por lo tanto supongan una ampliación delespaciado entre sustituciones.

A pesar de que el fluido está siendo renovado continuamente mediante reposiciones y a queel sistema dispone de dos variantes de suministro de fluido de corte (Individual ycentralizado), en ambos casos el fluido de corte es sustituido con una periodicidad baja yvariable en función del uso (máx. 6 meses). Este hecho indica un funcionamientoinadecuado y un mantenimiento poco eficaz que reduce el impacto de mejoras yaimplantadas (skimmer y filtros) y reduce la vida útil del fluido de corte.

Las expectativas de vida de un sistema como el considerado, se sitúan en torno a los 12meses en los depósitos individuales y los 18 meses en el depósito centralizado, siempre ycuando se cumplan unos requisitos mínimos de cuidado, control y mantenimiento.

Las principales razones de la no consecución de estas expectativas son:

1. Existe una contaminación continua del fluido de corte con aceite. Este tiene diferentesorígenes: las guías de las bancadas, circuitos hidráulicos anexos etc. Este proceso se dageneralizado en las dos líneas dotadas con depósitos individuales.

2. La sistemática de control es mejorable. A pesar de que diariamente se controla laconcentración, también debería medirse con idéntica periodicidad el pH. Este datoofrece información clave del estado real del fluido.Además, parámetros como los aceites libres o la concentración de microorganismos(este último en la actualidad no se mide) deberán ser controlados con una periodicidadquincenal en lugar de la mensual actualmente establecida.

3. La empresa durante los fines de semana, detiene su actividad. Durante este período detiempo, el fluido permanece en reposo en el depósito, situación ésta que favorece eldesarrollo de microorganismos anaeróbicos.

4. La sustitución del fluido de corte se realiza en unas condiciones “no higiénicas” quefavorecen la propagación inmediata de microorganismos. No se realiza una limpiezaintensiva que permite la inoculación inmediata de microorganismos en el nuevo baño.


89

b) Generación de salpicaduras

La estructura de las máquinas no permite carenar completamente el área de mecanizado. Enlas zonas conflictivas, la única solución implantada ha sido la instalación de barrerasplásticas tipo “cortina” que limitan las proyecciones fuera del sistema.

A pesar de la implantación de esta medida de baja eficiencia, cada año, más de un 10% delfluido de corte consumido, se despilfarra en forma de salpicaduras. Este ratio supone quecada línea ensucia su entorno inmediato con aproximadamente 0,5 l/h de fluido de corte. Sibien este ratio, puede no ser considerado a priori como un valor elevado, en el cómputo deun ejercicio supone un gasto importante que podría ser reducido al menos parcialmente.

c) Generación de residuos de material filtrante

El funcionamiento de los sistemas de filtrado supone el consumo de 45 rollos de papelfiltrante desechable. Finalmente, tras su uso, se generan 2.440 kg de residuos de materialcelulósico empapado en fluido de corte y aceite (~26% humedad) que han de sergestionados como residuo peligroso. El precio, debido a la naturaleza del residuo, duplica eldel fluido de corte agotado (40 pts/kg vs 20 pts/l).










90


El resultado del análisis es resumido en la tabla adjunta.



Criterioslegales

Criterios deimagen



Generación de residuos de fluido decorte acuoso 1

Generación de salpicaduras 3Generación de residuos de materialfiltrante (1) 2(1) Este tipo de residuos mixtos, producidos a partir de la mezcla de diferentes materiales suponen habitualmente problemas de gestión

debido a su naturaleza física.


Los criterios económicos, críticos en la toma de decisiones, pueden ser desglosados demanera que pueda valorarse no sólo su valor absoluto, sino su origen y capacidad dereducción, tal y como se recoge en la siguiente tabla.

Costes (pts/año)






costes

Generación de residuos de fluidode corte acuoso 854.040 850.000(2) 1.700.040 Alta

Generación de salpicaduras 205.820 -- 205.820 BajaGeneración de residuos dematerial filtrante 900.000(1) 97.600(2) 997.600 Alta(1) Se desprecia el gasto asociado al fluido de corte que empapa el filtro tras su uso.(2) Precio de gestión del fluido de corte residual: 20 pts/l; Precio de gestión de los residuos de material filtrante: 40 pts/kg.


Tras el análisis de los datos asociados a cada una de las problemáticas ambientalesconsideradas y de su actual estado del arte, se descarta actuar en el apartado “Generación desalpicaduras”. La generación de salpicaduras, tal y como se comenta en el punto 9.2.2 hasido reducida, pudiendo decirse que se encuentran en un punto difícilmente mejorable.Cualquier esfuerzo en este sentido, supondrá un aporte de recursos que no tendrá comoefecto una reducción en la misma proporción.

9.2.4 Selección y análisis de medidas a implantar

Tras la priorización de las problemáticas de mayor interés para la empresa, se proponencomo parte de su plan de mejora, las medidas a continuación descritas.


91

PROBLEMÁTICA: Generación de Residuos de fluidos de corte acuoso

MEDIDA 1: Adquisición de equipos auxiliares de separación de aceite destinados a los depósitos individualesde suministro (Skimmer)

Descripción:

Instalar en cada uno de los depósitos individuales de suministro conectados a líneas “Transfer” dos sistemas“Skimmer” sencillos que faciliten la retirada de aceites libres presentes en el fluido de corte.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................1.200.000 ptsNº Unidades Skimmer ...................................................................................................2Precio unitario............................................................................................... 600.000 pts


Costes de financiación (5%) ........................................................................... 60.000 ptsCostes de mantenimiento (2%) ....................................................................... 24.000 ptsConsumo eléctrico estimado (2.000 Kw a 15 pts/Kw) ................................... 30.000 ptsGestión del aceite residual (impurezas) (200 l. a 20 pts/l.) ............................... 4.000 pts


Ahorro en consumo: 600 l de concentrado (400 pts/l).................................. 240.000 ptsAhorro en consumo: 11,4 m3 de agua (100 pts/m3) .......................................... 1.140 ptsGestión de residuos de fluido de corte (12.000 l a 20 pts/l).......................... 240.000 ptsGestión de residuos de medio filtrante (200 l a 40 pts/l) .................................. 8.000 pts


Valoración:

Medioambientales:- La aplicación de esta medida supone un aumento estimado de la vida útil del fluido de corte de 2

meses adicionales (de 6 a 8 meses). Este hecho supondrá una reducción aproximada del 25% de losconsumos de fluido de corte y del 56% la cantidad de residuos generados anualmente en las dos líneasconsideradas (la mitad de estos valores si nos referimos al consumo total del sistema formado por lascuatro líneas). Debido a la actividad del skimmer, se obtienen 200 l de residuo de aceite residual. Lacantidad de residuo de papel de filtro residual generada, disminuye en igual proporción.

Técnicas:- Cada equipo deberá integrarse en la estructura del depósito de suministro de fluido de corte.

Observaciones:

El aceite residual que aparecía en la composición del residuo de medio filtrante, procedía de la ausencia de unmedio separador eficiente. La implantación de un sistema skimmer supondrá la separación previa del aceite y suausencia en la composición del residuo final.

Tabla 37: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos de fluido decorte acuoso”


92

PROBLEMÁTICA: Generación de residuos de fluido de corte acuoso

MEDIDA 2: Modificación de la sistemática de control analítico aplicada en todos los depósitos e implantaciónde un procedimiento de desinfección durante la sustitución del fluido de corte.

Descripción:

Se considera idóneo implantar una sistemática de análisis que contemple la determinación de los parámetrosrecogidos en el cuadro adjunto:

Parámetro Periodicidad ResponsableConcentración Diaria Operario (Empresa)

pH Diaria Operario (Empresa)Aceite libre Quincenal Suministrador

Microorganismos Quincenal SuministradorConductividad Mensual Suministrador

Partículas Mensual SuministradorEsta acción se complementará con la limpieza mediante uso de desinfectante-bactericida diluido en el agua delavado de los depósitos en las sustituciones del fluido de corte agotado.

Balance económico:Inversión: ...........................................................................................................100.000 pts

Refractómetro ................................................................................................. 40.000 ptspH-metro......................................................................................................... 60.000 pts


Costes desinfectante (20 l a 500 pts/l) ............................................................ 10.000 ptsCostes gestión aguas limpieza (10.000 l a 20 pts/l) ...................................... 200.000 ptsCostes mano de obra análisis (55 h/año a 5000 pts/h) .................................. 275.000 ptsCostes mano de obra limpieza (8 h a 5.000 pts/h) .......................................... 40.000 pts


Ahorros en consumo: 1.920 l de concentrado (400 pts/l) ............................. 768.000 ptsAhorros en consumo: 36,5 m3 de agua (100 pts/m3)....................................... 36.500 ptsGestión de residuos (38.400 l a 20 pts/l) ...................................................... 768.000 pts

Ahorros totales anuales..................................................................................... 1.047.500 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ............................................................................................0,1 años

Valoración:

Medioambientales:- Se reduce drásticamente el consumo de residuo de corte (40%), así como la cantidad de residuos de

fluido de corte generada. Se generan nuevos residuos (≈10.000 l. de aguas de limpieza).Organizativas:

- El proceso de medida, control y registro de parámetros requiere para su óptimo funcionamiento, unproceso de organización interna y establecimiento de responsabilidades.

Técnicas:- La consideración del fluido de corte pasa a ser la misma que la de otra herramienta más en el sistema.

El suministrador se vincula más intensamente en el proceso de control del fluido de corte.Observaciones:

La correcta aplicación de un plan de control analítico del fluido de corte puede suponer por sí sola un aumentoestimado de la vida útil del fluido de corte de 4 meses. Este hecho se traduce en una reducción estimada delconsumo de fluido de corte del 40% y del 90% en el caso de los residuos de fluido de corte.



93

PROBLEMÁTICA: Generación de Residuos de fluidos de corte acuoso

MEDIDA 3: Sustitución de los depósitos de suministro existentes por un único depósito centralizado

Descripción:

Eliminar los depósitos existentes y canalizar todo el flujo de fluido de corte desde una única unidad desuministro.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................2.750.000 ptsDepósito (5 m3).......................................................................................... 2.000.000 ptsSistema tuberías ............................................................................................ 750.000 pts


Costes de financiación (5%) ......................................................................... 137.500 ptsCostes de mantenimiento (2%) ....................................................................... 55.000 pts


Ahorro en consumo: 531 l de concentrado (400 pts/l).................................. 212.400 ptsAhorro en consumo: 10 m3 de agua (100 pts/m3) ............................................. 1.000 ptsGestión de residuos (10.625 l a 20 pts/l)....................................................... 212.500 pts

Ahorros totales anuales........................................................................................ 233.400 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ..........................................................................................11,8 años

Valoración:

Medioambientales:- El rendimiento de un depósito centralizado de suministro junto a la aplicación de medidas de control y

mantenimiento puede suponer disminuciones de hasta el 90% de los gastos asociados a la gestión deresiduos.

Sin embargo, por si solo y en este caso concreto, las estimaciones nos indican que no se alcanzaránreducciones superiores al 10% en los consumos de fluido de corte y al 25% en la generación deresiduos.

Técnicas:- El depósito requiere espacio para su ubicación y el trazado de tuberías hará necesario un estudio de

circuito que puede encontrarse dificultades asociadas a las barreras estructurales de la empresa.

Observaciones:

El depósito centralizado maximiza los esfuerzos de control y mantenimiento del fluido de corte pues suutilización supone la unificación del baño empleado.



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PROBLEMÁTICA: Generación de Residuos de material filtrante

MEDIDA 4: Sustitución del sistema que utiliza material filtrante desechable por otro de fibras tejidas demúltiple uso.

Descripción:

Sustituir el sistema de filtración que emplea material filtrante de celulosa por otro diseñado para utilizar fibra deuso múltiple.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................1.150.000 ptsNº Unidades de filtrado .................................................................................................3Depósito individual (2) ................................................................................ 350.000 ptsDepósito centralizado (1).............................................................................. 450.000 pts


Costes de financiación (5%) ........................................................................... 57.500 ptsCostes de mantenimiento (2%)....................................................................... 23.000 pts


Ahorro en consumo: (45 rollos a 20.000 pts/rollo)....................................... 900.000 ptsGestión de residuos (2.240 kg a 40 pts/kg)..................................................... 97.600 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se elimina totalmente la generación de residuos sólidos procedentes del material filtrante desechado y

el consumo de este material.Técnicas:

- Requiere una sustitución y adaptación de los nuevos sistemas de filtrado.

Observaciones:

Todas aquellas sustancias mezcladas con fluido de corte (trapos, papel, etc.) pasan a requerir una gestiónespecial pues adquieren las características de peligrosidad del residuo.

Tabla 40: Medida 4 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de residuos de materialfiltrante”


95


Las medidas propuestas pueden resumirse en la siguiente tabla:

Reducción de consumo /producción anual


Medida propuesta

Valorabsoluto


Inversión(MM pts)

Ahorros(MM

pts/año)


Viabilidadtécnica

Medida 1Adquisición de equiposauxiliares “Skimmer”

12.000 l(M. prima)12.000 l(Residuos)

25%(M. prima)56%(Residuos)

1,20 0,36 3,2 Alta

Medida 2Implantación de unasistemática de controlanalítico del fluido decorte y de un protocolo desustitución en condicioneshigiénicas

38250 l(M. prima)38.250 l(Residuos)


0,1 1,05 0,1 Alta

Generación deresiduos defluido de corteacuoso

Medida 3Sustitución de losdepósitos de suministropor un único depósitocentralizado

10.625 l(M. prima)10625 l(Residuos)


2,75 0,2 11,8 Media

Generación deresiduos dematerialfiltrante

Medida 4Sustitución del sistema defiltración

45 Rollos(M. prima)2.240 kg(Residuos)

100 % 1,15 0,92 1,3 Alta

Tabla 41: Resumen del análisis de las problemáticas asociadas y las medidas correctivas propuestas

La sustitución del sistema de filtración y la implantación de un protocolo de controlanalítico y sustitución del fluido de corte son dos medidas de gran impacto y pocosrequerimientos. Sus periodos de amortización son bajos y su implantación se ve favorecidapor su alta viabilidad técnica.

La adquisición de dos unidades “Skimmer” destinadas a los depósitos individuales puedeser considerada como asumible atendiendo a la naturaleza de medida correctiva quemejorará la calidad del fluido de corte complementando la sistemática de control analíticoseleccionado. La otra alternativa sería en su defecto la centralización del suministro, medidade mayor impacto, pero mayores requerimientos económicos y menor viabilidad técnica(espacio para tanque y trazado del circuito de tubería) en las condiciones reales de laempresa.

• Conclusiones

- La medida con menores requerimientos económicos (sistemática de control analítico yprotocolo de sustitución) y menor periodo de amortización, supone las mayoresrepercusiones de mejora del proceso.

- Las adquisición de equipos “skimmer” en los equipos y la centralización del suministrode fluido de corte son alternativas excluyentes. Todo parece indicar que la medida másviable será la adquisición de dos unidades “skimmer”.

- El control analítico del fluido de corte no es un objetivo en sí mismo sino unaherramienta para la implantación de medidas correctivas.


96

9.3 EMPRESA C: MECANIZADO DE LATÓN Y ALUMINIO PARA LA OBTENCIÓN DEPIECERÍO DIVERSO DESTINADO A EQUIPOS DE PINTADO Y SIMILARES.



La empresa base de este ejemplo compone, junto con una fundición de aluminio inyectadode su propiedad, un pequeño grupo empresarial. En la actualidad se encuentra inmersa en unimportante proceso de internacionalización buscando clientes más allá del mercado nacionalque ha sustentado su actividad de forma prácticamente exclusiva.

Disponen desde años atrás de la acreditación de la norma ISO-9001 y en la actualidad, laDirección evalúa la conveniencia de la implantar un sistema de aseguramiento de la gestiónambiental en las dos factorías.

b) Situación Productiva

El proceso productivo de la empresa en estudio se resumen en el cuadro adjunto:

Nº empleados 75Subsector Componentes y accesoriosMateriales Aluminio (60%)

Latón (30%)Acero inoxidable (10%)

Tamaño de las series Muy variables según demandaNº de turnos 2

El parque de máquinas se compone de 50 equipos que ejecutan diferentes operaciones enfunción de las necesidades: 16 equipos complejos del tipo líneas transfer, centros demecanizado, etc. que emplean fluido de corte acuoso y 34 equipos sencillos que utilizanaceite de corte.

Se utilizan herramientas de acero rápido y metal duro.

La producción se caracteriza por la elaboración de series variables de piezas que formanparte de sistemas de pintado más complejos, de pequeño tamaño y geometría compleja queadquieren un alto valor añadido en el mercado.

La producción es variable atendiendo a modificaciones en diseño y cambios en la demanda.Este aspecto, tiene como consecuencia directa sobre el parque de máquinas, el continuocambio de las operaciones y secuencias ejecutadas en las líneas transfer y los centros demecanizado.

El consumo de los fluidos de corte así como aquellos datos económicos asociados a losmismos se recogen a continuación:


97

Tipo Consumos (l/año) Precio (pts/l) Gasto asociado(pts/año)

Materialesmecanizados

Concentrado de fluido decorte acuoso

2.200 700 1.540.000 AluminioLatón

Aceite de corte puro 10.000 85 850.000 Acero inoxidable

El aceite de corte puro es empleado de forma mayoritaria (34 de 50) en el parque demáquinas. Este es utilizado en continuo sin tener una fecha de caducidad únicamentenecesitando aportes para compensar pérdidas poco importantes asociadas a arrastres ysalpicaduras.

El fluido de corte acuoso es empleado en una dilución de trabajo del 5% y ha de sersustituido pues el efecto del uso y la degradación bacteriana hacen imposible su uso empleocontinuado. No existe ningún plan definido de control y mantenimiento de fluido de corte niperiodo de vida útil definido, siendo los únicos criterios de calidad establecidos lossiguientes:

• Generación de olores desagradables• Acumulación de lodos y virutas en el fondo de los depósitos• Mal acabado superficial en piezas

Cuando se produce alguna de estas situaciones, automáticamente y sin análisis previoalguno, el fluido de corte es sustituido.

c) Situación Económica

La empresa en la actualidad ha decidido postergar gastos de importancia hasta concluir elproceso expansivo iniciado en las últimas fechas.

Por esta razón, no se plantea la acometida de grandes inversiones destinadas a la mejoraambiental. No obstante, aquellas inversiones contenidas con rendimientos aceptables, seránimplantadas en buen grado.

d) Recursos Humanos

Las recursos humanos disponibles en la empresa responden a dos perfiles diferentes. Por unlado, tenemos a los operarios involucrados en la ejecución de los trabajos a “pie demáquina”. Estos, con una media de edad cercana a los 45 años, dominan las diferentestécnicas, procediendo sus conocimientos de la experiencia adquirida en el sector.

De otro lado, existe el grupo directivo y los mandos intermedios de la planta. Con unamedia de edad inferior, y una preparación más especializada, representan el medio deldesarrollo tecnología y estratégico de la empresa.


98

9.3.2 Balance de materiales

El aceite de corte es empleado en operaciones ejecutadas en equipos sencillos y únicamentecuando el material mecanizado es acero inoxidable, (un 10% de la materia prima totalconsumida). El funcionamiento de estos sistemas es bueno y difícilmente mejorable por loque no será considerado en este ejemplo.

Se estudiará exclusivamente la parte del sistema que utiliza fluido de corte acuoso (16máquinas) pues, a pesar de representar la menor parte del parque de máquinas, es en esteárea donde se encuentra la problemática ambiental del sistema.

Desde un punto de vista monetario y propiciado por una diferencia de precio unitario muyimportante (700 pts frente a 85 pts), el consumo de fluido de corte acuoso representa un65% de todo el gasto asociado a la adquisición de fluido de corte, y es empleado en latotalidad de los procesos ejecutados en las máquinas transfer y centros de mecanizado. Lamateria prima empleada es aluminio (60%) y latón (30%).


SALPICADURAS(S4)

AGUAEVAPORACIONES

(S5)

CONCENTRADO (E2)

MEZCLADOR

AGUA(E3)

IMPUREZAS(E4)

ESCURRIDOVIRUTAS

FLUIDODE

CORTEAGOTADO

VIRUTASECA(S2)

ESCURRIDOPIEZAS


FLUIDODE

CORTEESCURRIDO

GESTIÓN DERESIDUOS

PELIGROSOS

FLUIDO DE CORTE

GESTIONADO(S3)

Figura 32: Diagrama de flujo del sistema (Fluido de corte acuoso)

Este sistema ha de disponer de una gran versatilidad pues la producción es muy variable. Enuna misma máquina y en periodos cortos de tiempo se mecanizan diferentes materiales ydiferentes piezas, aspecto este que condiciona el potencial de actuación sobre el sistema.Además, las máquinas soportan períodos de inactividad alternados asociados a losrequerimientos productivos.

El balance de masas anual asociado se recoge en el cuadro adjunto:


99



entradasCantidad


CódigoSalida


Cantidadrelativa

E1 Piezas no mecanizadas- Aluminio- Latón

413 Tn275 Tn138 Tn

------

S1 Piezas mecanizadas- Aluminio + latón- Fluido de corte acuoso

311 Tn1.100 Tn

0,75 Tn/Tn2,66 l./Tn

E2 Concentrado- Suministro inicial- Reposiciones

2.200 l880 l

1.320 l

5,32 l/Tn2,13 l/Tn3,19 l/Tn

S2 Viruta seca- Metal (latón+aluminio)- Fluido de corte acuoso

105,4 Tn102 Tn

3.400 l

0,25 Tn/Tn0,24 Tn/Tn8,23 l/Tn

E3 Agua- Suministro inicial- Reposiciones

41800 l16.720 l25.080 l

101,21 l/Tn40,48 l/Tn60,73 l/Tn

S3 Fluido de cortegestionado(2)

- Escurrido virutas- Fluido de corte agotado- Escurrido piezas

29.984 l2.550 l

15.314 l12.120 l

72,60 l/Tn6,17 l/Tn

37,08 l/Tn29,35 l/Tn

S4 Salpicaduras 7.516 l 20,86 l/TnE4 Impurezas(1) 200 l 0,48 l/Tn

S5 Agua evaporaciones 2.000 l 4,84 l/Tn(1) Cantidad estimada a partir de los aceites libres retirados periódicamente y gestionado como residuo.(2) La concentración del residuo es ligeramente superior al 5,3% debido a que las reposiciones destinadas a compensar las

evaporaciones de agua se hacen con mezcla al 5% en lugar de una valor más diluido que compense la pérdida exclusiva de agua.

Tabla 42: Balance de Entradas/Salidas del Sistema (fluido de corte acuoso)

Las 16 máquinas disponen de equipos individuales de suministro. La capacidad conjuntaestimada es de 2.000 l de fluido de corte por lo que la cifra anual de fluido de cortedestinada a llenado inicial de los depósitos (17.600 l) indica que el fluido es sustituido unamedia cercana a 9 veces durante un año.

Esto significa que la vida media del fluido de corte es inferior en todos las casos a 1,5meses, valor muy por debajo a las expectativas de vida útil en condiciones idóneas.

9.3.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa C

A la vista de los valores ofrecidos por el balance de materiales y el diagrama de flujo, sedetectan como problemáticas ambientales del sistema, las mencionadas a continuación:


Se produce una cantidad de residuos muy superior a las expectativas en óptimas condicionesde uso. El impacto de esta problemática puede ser reducido alargando la vida útil del fluido.

La naturaleza de la producción hace que en muchas ocasiones, las piezas que se mecanizanprovengan de procesos anteriores en los que se ha utilizado aceite como fluido de corte. Esteaceite es arrastrado por el fluido de corte acuoso durante el mecanizado, contaminándolojunto con otros elementos típicos como virutas y partículas de pequeño tamaño.

La presencia de estos compuestos unida a la inexistencia de un plan de mantenimiento y decontrol analítico pueden ser considerados como las tres razones básicas del bajo rendimientodel fluido de corte.

b) Contaminación del suelo industrial

Las salpicaduras generan un ensuciamiento del entorno de trabajo. Además representan undespilfarro de recursos que ha sido detectado en la empresa.


100

c) Utilización de sustancias peligrosas

Durante el proceso productivo se realizan puntualmente limpiezas manuales de piezas. Enestas operaciones se utiliza disolvente clorado (percloroetileno) que tras su uso es vertido enocasiones y por error, junto con el fluido de corte agotado generado hasta el momento(10.000 l/año). Estos episodios, aunque esporádicos representan un riesgo para la salud yuna fuente de gastos importante que pueden ser evitados.













Criterioslegales

Criterios deimagen



Generación de residuos de fluido decorte acuoso 2

Contaminación de suelo industrial 3Utilización de sustancias peligrosas 1



101

Los criterios económicos a su vez pueden ser desglosados atendiendo a su origen (interno oexterno) y a su potencial de reducción de costes de acuerdo a la tabla expuesta acontinuación. El potencial de reducción de costes hace referencia a la capacidad dedisminuir costes mediante la aplicación de medidas de remediación.

Costes (pts/año)Problemática ambientalGrado de

priorizaciónatendiendo a




costes

Generación de residuos de fluido decorte acuoso 1052290 599680 1651970 Alta

Contaminación de suelo industrial 263.775 -- 263.775 AltaUtilización de sustancias peligrosas -- 850000 850000 Media


La empresa descarta abarcar las tres problemáticas ambientales detectadas al objeto de noutilizar excesivos recursos en una primera fase de actuaciones. En esta línea, se desestimaactuar para reducir el impacto de la contaminación del suelo industrial por salpicaduras paracentrarse en las restantes problemáticas de mayor interés, en tanto, intuyen que la medidacon un rendimiento óptimo al respecto, supondría un gasto excesivamente elevado(carenados).

9.3.4 Selección y análisis de medida a implantar

Las medidas de actuación propuestas dirigidas a reducir el riesgo asociado a lasanteriormente mencionadas problemáticas ambientales de interés, son descritas acontinuación:


102

PROBLEMÁTICA: Utilización de sustancias peligrosas

MEDIDA 1: Desarrollo de un plan organizativo y formativo de Buenas Prácticas en Proceso destinado aestablecer las bases de la correcta gestión de residuos en planta.

Descripción:

- Impartir un curso formativo destinado a aquellos operarios relacionados con los residuos generados enproceso.

- Establecer responsabilidades concretas a la manipulación de los residuos en planta.- Diseñar un sistema/código de símbolos y colores en planta que facilite la manipulación y gestión de los

residuos.

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................350.000 ptsSistema de identificación y señalización en planta....................................... 300.000 pts10 bidones de 250 l para disolvente clorado residual (5000 pts/bidón) .......... 50.000 pts


Curso de formación especializado a operarios en planta (50 operarios)....... 250.000 pts____________________________________________________________________Reducción de costes anuales .............................................................................850.000 pts

Gestión de residuos (10.000 l a 85 pts/l) ...................................................... 850.000 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se elimina el riesgo de dispersión de un material regenerable (percloroetileno) de alta toxicidad que se

convertía en un residuo de alto coste de tratamiento tras su mezcla con fluido de corte acuoso y aceitede corte residual.

Organizativas:- Se requiere concienciación e implicación por parte del personal de la empresa para establecer

responsabilidades y cumplir los requerimientos que limiten los riesgos mencionados.Legales:

- Se elimina el riesgo de gestionar residuos de manera ilegal no acorde a su naturaleza por mezcla conotros elementos de mayor toxicidad.

Observaciones:

El percloroetileno usado puede ser regenerado en planta mediante un sistema sencillo de destilación. Sinembargo, una mezcla con material residual que impida esta práctica, supone un efecto negativo tal querepresenta un aumento de coste del residuo superior a 4 veces el valor de partida (de 20 pts/l a 85 pts/l).

Se plantea una sistemática de formación que se mantendrá como proceso continuado que se adaptará con eltiempo.

Tabla 45: Medida 1 de mejora seleccionada para la problemática “Utilización de sustancias peligrosas”


103

PROBLEMÁTICA: Generación de residuos de fluido de corte

MEDIDA 2: Adquisición de depósito centralizado de suministro de fluido de corte dotado de filtro de canasta yskimmer (Complementada con la implantación de una sistemática de control analítico –Medida 3)

Descripción:

Sustituir el sistema de depósitos individuales de suministro por un sistema centralizado dotado de un sistemasencillo de mantenimiento que regule la presencia de virutas y aceites en el seno del fluido de corte a la vez quearticular una sistemática de control analítico que ofrezca información sobre el estado del fluido de corte.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................4.000.000 ptsDepósito (5 m3).......................................................................................... 2.000.000 ptsSistema tuberías ............................................................................................ 750.000 ptsUnidad Skimmer........................................................................................ 1.000.000 ptsSistema de filtrado ........................................................................................ 250.000 pts


Costes de financiación (5%) ......................................................................... 200.000 ptsCostes de mantenimiento (2%) ....................................................................... 80.000 ptsConsumo eléctrico estimado (2500 Kw a 15 pts/Kw) .................................... 37.500 pts


Ahorro en consumo: 1.050 l de concentrado (700 pts/l) ............................... 735.000 ptsAhorro en consumo: 20 m3 de agua (100 pts/m3) ............................................. 2.000 ptsGestión de residuos (20.989 l a 20 pts/l)....................................................... 419.780 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se estima en un 70% la reducción de la cantidad de residuos producida anualmente, pues la utilización

del fluido de corte se prolonga en el tiempo de manera considerable. Este aspecto es aplicable en igualmedida al consumo de fluido de corte, suponiendo la reducción en este caso un 48% de valor departida.

Técnicas:- La implantación de este sistema requerirá espacio disponible y pocas barreras que faciliten el trazado

de las líneas de tubería necesarias.Observaciones:

Las expectativas de vida útil del fluido de corte en un sistema centralizado dotado de los adecuados medios demantenimiento puede llegar hasta valores cercanos a 24 meses.



104


MEDIDA 3: Implantación de una sistemática de control analítico.

Descripción:

Se considera idóneo implantar una sistemática de análisis que contemple la determinación de los parámetrosrecogidos en el cuadro adjunto.

Parámetro Periodicidad ResponsableConcentración Diaria Empresa (Operario)

pH Diaria Empresa (Operario)Aceite libre Quincenal Empresa (Operario)

Microorganismos Quincenal Empresa (Operario)Conductividad Mensual Empresa (Operario)

Partículas Mensual Laboratorio externo

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................120.000 ptsRefractómetro ................................................................................................. 40.000 ptspH-metro......................................................................................................... 60.000 ptsConductivimetro ............................................................................................. 20.000 pts


Costes mano de obra análisis-empresa (60 h/año a 5000 pts/h).................... 300.000 ptsCostes laboratorio externo: ............................................................................. 11.000 pts

Partículas (11 análisis/año a 1000 pts/análisis)Costes kit específico detección microorganismos ......................................... 22.000 pts

(22 análisis a 1000 pts/análisis)____________________________________________________________________Reducción de costes anuales .............................................................................529.090 pts

Ahorro en consumo: 600 l de concentrado (700 pts/l).................................. 420.000 ptsAhorro en consumo: 11,5 m3 de agua (100 pts/m3) .......................................... 1.150 ptsGestión de residuos (12.000 l a 20 pts/l) ...................................................... 107.940 pts


Valoración:

Medioambientales:- Permite controlar la calidad del fluido de corte y establecer medidas correctoras (dosificación de

aditivos, etc.) lo que deriva en un alargamiento del periodo de vida útil y una reducción estimada del40% de la cantidad de residuos producidos (12.000 l.) y del 27% del total de fluido de corte acuosoconsumido anualmente.

Organizativas:- El proceso de medida, control y registro de parámetros requiere un proceso de organización interna y

establecimiento de responsabilidades.Técnicas:

- La empresa se vincula intensamente en el cuidado del fluido de corte. El suministrador debe serpartícipe del proceso. El fluido ha de ser interpretado como una herramienta más en el sistema.

Observaciones:Esta medida potencia la aplicación de otras alternativas de mejora basadas en la modificación del circuito desuministro como depósitos centralizados, equipos de mantenimiento, etc.



105


MEDIDA 4: Adquisición de un equipo centrífugo móvil destinado al mantenimiento del fluido de corte.

Descripción:

Utilizar un equipo centrífugo móvil de tres fases para eliminar aceites libres y partículas de los depósitosindividuales ubicados en cada máquina/línea.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................6.500.000 ptsEquipo móvil ............................................................................................. 6.500.000 pts


Costes de financiación (5%) ......................................................................... 325.000 ptsCostes de mantenimiento (2%) ..................................................................... 130.000 ptsConsumo eléctrico estimado (10 Kw, 50 horas a 15 pts/Kw)........................... 7.500 ptsCoste de operación (50 horas a 5000 pts/h) .................................................. 250.000 pts


Ahorro en consumo: 900 l de concentrado (700 pts/l).................................. 630.000 ptsAhorro en consumo: 18 m3 de agua (100 pts/m3) ............................................. 1.800 ptsGestión de residuos (17.990 l a 20 pts/l)....................................................... 359.800 pts

Ahorros totales anuales........................................................................................ 279.100 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ..........................................................................................23,3 años

Valoración:

Medioambientales:- Este tipo de equipos tienen un rendimiento alto en la que a alargamiento del período de vida útil del

fluido se refiere. Las estimaciones indican que podrá reducirse en un 60% la cantidad de residuosgenerados y en un valor del 41%, el consumo de materia prima.

Organizativas:- Se requiere tiempo y personal de dedicación para traslado y hacer funcionar el equipo en los diferentes

puntos (uno por máquina).Técnicas:

- El equipo presenta una eficiencia muy alta pero deberá hacerse funcionar antes de que se inicie laproliferación de bacterias y microorganismos (48 horas en contacto con sólidos y con déficit deoxigenación asociado a la presencia de aceites en la superficie del fluido) pues en caso contrarioiniciará su degradación.

Observaciones:

La retirada de aceites libres y partículas prolonga la vida útil del fluido de corte. Un separador centrífugorepresenta la mayor eficiencia de separación disponible si bien también requiere una elevada inversión. Elformato móvil hace más cómodo su uso, máxime en un sistema compuesto por un elevado nº de equiposindividuales.



106



Reducción de consumo/producción anual


Medida propuesta

Valorabsoluto


Inversión(MM pts)

Ahorros(MM

pts/año)


Viabilidadtécnica

Utilización desustanciaspeligrosas

Medida 1Desarrollo de planorganizativo y formativo

10.000 l 100% 0,35 0,60 0,6 Alta

Medida 2Adquisición de depósitocentralizado

29.989 l(M. prima)29.989 l(Residuos)

48%(1)

(M. prima)70%(1)

(Residuos)

4,00 0,84 4,8 Alta

Medida 3Implantación desistemática de controlanalítico

12.000 l(M. Prima)12.000 l(Residuos)

27%(2)

(M. prima)41%(2)

(Residuos)

0,12 0,19 0,6 AltaGeneración deresiduos de fluidode corte acuoso

Medida 4Adquisición de un equipocentrífugo móvil

17.990 l(M. Prima)17.990 l(Residuos)


6,50 0,28 23,3 Alta

(1) Este valor se refiere a la implantación de la medida citada conjuntamente con la medida 3.(2) Valores asociados al rendimiento exclusivo de la medida comentada.

La viabilidad técnica es alta en todos los casos, no existiendo barreras de este tipo para laimplantación de ninguna medida en concreto.

Se presentan dos alternativas para alargar la vida del fluido de corte y de esta manerareducir la cantidad de residuo generado, si bien la adquisición de un equipo móvil estácompletamente desfavorecida por la cuantía de la inversión y lo amplio de su periodo deamortización.

• Conclusiones

- La aplicación de un plan de control analítico maximiza su rendimiento cuando éste esdesarrollado en un sistema centralizado de suministro (mínimo número de ensayos entanto existe un único fluido en uso).

- La implantación de las dos medidas puede llegar a reducir la generación de residuoshasta un 70%.

- Los equipos móviles son rentables en factorías con gran número de máquinas y grancapacidad de los depósitos de suministro.

- La mezcla de sustancias peligrosas con otros residuos confiere al resultante unapeligrosidad y un precio de tratamiento igual o superior al de las sustancias peligrosaspor lo que es necesario prevenir su mezcla como medida de ahorro.


107

9.4 EMPRESA D: MECANIZADO DE MOLDES Y MATRICES DE ACERO PARA INYECCIÓN DEALUMINIO



La factoría en la que se centra este ejemplo, responde al perfil de una Sdad. Cooperativa detamaño medio. Dentro de la empresa existe una especial sensibilidad por la calidadhabiendo sido potenciada esta cualidad como factor diferenciador frente a la competencia.Disponen desde años atrás de la acreditación según la norma ISO-9001 y se encuentran enproceso de obtención de la acreditación según la norma de gestión ambiental ISO-14001.

b) Situación Productiva

La situación productiva de la empresa se resume en la siguiente tabla:

Nº empleados 75Subsector Fabricación de moldes y matricesMateriales Aceros para moldes y matrices (30-40 HRc)

Tamaño de las series Pequeñas (bajo pedido)Nº de turnos 2

La producción se centra en la elaboración de grandes moldes de acero (peso medio ≈450 kg)de geometría compleja, empleados en la fabricación de piezas de aluminio inyectadodestinadas al sector de la automoción.

Las operaciones típicas son operaciones de taladrado y fresado. Las primeras son ejecutadasen un pequeño sistema de ocho máquinas repartidas por la fábrica utilizando herramientasintegrales de metal duro mientras que las operaciones de fresado se realizan en centros demecanizado de alta velocidad.

Estas operaciones (fresado) están destinadas a la obtención de formas complejas y a tal finse utilizan herramientas integrales de metal duro (diámetros pequeños) o herramientas coninsertos de metal (diámetros mayores). Las herramientas más habituales son las fresasenterizas con geometría de punta de bola.

El sistema que forman el conjunto de centros de mecanizado, no será considerado en elpresente ejemplo puesto que su situación difícilmente puede ser mejorada. Totalmentecarenados en aquellos en los que las condiciones de mecanizado lo permiten, prácticamentela totalidad de las operaciones se realizan en seco. El sistema de máquinas convencionalessin embargo, es el máximo consumidor de fluido de corte, estando dedicado de maneraprácticamente exclusiva a la ejecución de orificios de diámetro medio-pequeño.

Estas máquinas, dotadas de depósitos individuales de 150 l de capacidad, están integradasde manera dispersa entre los centros de mecanizado, mucho más voluminosos ocupando a15 de las 75 personas de plantilla.


108

Se emplea un único fluido de corte acuoso en dilución al 5% y su consumo y gasto asociadose recoge en el siguiente cuadro:

Tipo Consumos (l/año) Precio (pts/l) Gasto asociado(pts/año)

Concentrado de fluido de corte acuoso 270 600 135.000

c) Situación económica

La situación económica es razonablemente buena, si bien debido a la baja magnitud delgasto asociado al consumo de fluido de corte, no es la motivación económica la quedinamiza la mejora del sistema, sino la eliminación de riesgos higiénicos derivados delcontacto dérmico con el fluido de corte, olores, etc.

d) Recursos humanos

Los empleados que operan las máquinas tienen una edad media inferior a 40 años y unaadecuada formación técnica. El nivel de vinculación de la plantilla con respecto a losprocesos de mejora es aceptable, potenciado en gran medida en el anterior proceso deimplantación de la norma ISO-9001.


Tal y como se ha comentado, únicamente se estudiará el sistema compuesto por ochomáquinas convencionales (fresadoras) utilizadas en la ejecución de orificios de pequeñodiámetro en las que es necesario el empleo de un fluido de corte acuoso que garantice laretirada de las virutas y la refrigeración del sistema pieza-herramienta. Este sistemaresponde al diagrama de flujo adjunto:


SALPICADURAS(S2)

AGUAEVAPORACIONES

(S3)

CONCENTRADO (E2)

MEZCLADOR

AGUA(E3)

IMPUREZAS(E4)

ESCURRIDOVIRUTAS

FLUIDODE

CORTEAGOTADO

VIRUTASECA(S4)


FLUIDODE

CORTEESCURRIDO

GESTIÓN DERESIDUOS

PELIGROSOS

FLUIDO DE CORTE

GESTIONADO(S5)

ESCURRIDOPIEZAS

FLUIDODE

CORTEESCURRIDO

Figura 33: Diagrama de flujo del sistema (fluido de corte acuoso)


109

Cada una de las máquinas ejecuta una tarea concreta, alternando su ejecución en el tiempoen función de los requerimientos de la cadena productiva. Esta situación se traduce engrandes períodos de tiempo en los que el fluido de corte permanece sin ser utilizado en losdepósitos de las máquinas. La consecuencia inmediata es la reducida vida útil del fluido decorte, que debe ser sustituido cada 2-2½ meses. De hecho, esta situación, unida a loesporádico de las operaciones ejecutadas hace que no sean necesarios aportes externos paracompensar las pérdidas debidas a arrastres, salpicaduras y demás corrientes de consumopues éstas nunca hacen disminuir el volumen de fluido hasta un nivel que pueda representarriesgo alguno para el correcto funcionamiento de la máquina.

Se realiza un control analítico diario del sistema (pH, concentración) pero no se registra niarticula medida alguna de mejora en base a sus resultados.

El balance de masas asociado al sistema se recoge en la tabla adjunta:



entradasCantidad


CódigoSalida


Cantidadrelativa

E1 Piezas no mecanizadas 450 Tn -- S1 Piezas mecanizadasMetalFluido de corte acuoso

387 Tn820 l

0,86 Tn/Tn1,82 l/Tn

E2 Concentrado 270 l 0,6 l/Tn S2 Salpicaduras 330 l 0,7 l/TnE3 Agua 5130 l 11,4 l/Tn S3 Agua evaporaciones Variable (no

cuantificable)--

S4 Viruta seca- Metal- Fluido de corte acuoso

63 Tn1150 l

0,14 Tn/Tn2,8 l/Tn


--

S5 Fluido de corte acuosogestionado

3100 l 8,1 l/Tn

Tabla 49: Balance de Entradas/Salidas del sistema (fluido de corte acuoso)

Las evaporaciones de agua no cobran relevancia en el proceso puesto que lo discontinuo delas operaciones no permite que adquieran la suficiente intensidad.

9.4.3 Priorización de problemáticas ambientales de la Empresa D

A partir del análisis de los datos disponibles, la empresa detecta como prioritarias lasproblemáticas a continuación comentadas:


La ejecución de las operaciones de manera discontinua, permite al fluido grandes periodosde reposo que favorecen la acción bacteriana y, la consiguiente degradación del fluido antesde tiempo.

Anualmente se generan 3100 l (más del 60% del total de las salidas) de residuos por estavía, que son gestionados externamente a un coste de 25 pts/l.

Si bien el proceso no puede reducir los requerimientos de fluido de corte, se estima que éstepuede ampliar su rango de vida útil más allá de los actuales 2-2,5 meses.


110

b) Contaminación del suelo industrial

El trasiego y almacenamiento de piezas y virutas y en ocasiones, la preparación del fluidode corte en el mezclador automático, suponen un ensuciamiento del suelo en el que sedesarrollan las actividades productivas. A pesar de que las piezas y virutas son escurridas ypierden la mayor parte del fluido de corte que las impregna, aún existe un remanente quegenera esta problemática.

La limpieza de estas áreas mediante el mangueo con agua supone la generación de 5000l/año de aguas aceitosas que representan en valor absoluto, una cantidad de residuosgestionables superior a la obtenida en proceso.

Una vez detectadas aquellas problemáticas de mayor impacto en la empresa, se realiza unapriorización de las mismas en base a los criterios a continuación citados:









111




Criterioslegales

Criterios deimagen



Generación de residuos de fluido decorte 1

Contaminación de suelo industrial 2Virutas y lodos metálicos 3


Los criterios económicos, críticos en la toma de decisiones, pueden ser desglosados demanera que puede valorarse, no sólo en términos absolutos, sino atendiendo al origen decada una de las partidas que lo componen.

Costes (pts/año)






costes

Generación de residuos de fluido decorte acuoso 77810 77500(2) 139810 Alta

Contaminación de suelo industrial 49445(1) 100000(3) Media-Alta(1) Se consideran los 1970 l de fluido de corte con potencial para ensuciar el entorno de almacenamiento y trasiego (arrastres de piezas y

virutas).(2) Precio de gestión 25 pts/l(3) Anualmente se generan 5000 l de aguas aceitosas que han de ser gestionadas como residuos (precio de gestión 20 pts/l) procedentes

del mangueo del área de almacenamiento y trasiego.


9.4.4 Selección y análisis de medida a implantar

Tras la priorización de las problemáticas de mayor interés para la empresa, se proponencomo parte de su plan de mejora, las medidas a continuación descritas:


112


MEDIDA 1: Sustitución del sistema actual de suministro de fluido de corte por otro de dosificación de MínimaCantidad de Lubricante (MQL).

Descripción:

Instalar en cada uno de los puntos de aplicación de fluido de corte (8 en total) una boquilla de pulverización abaja presión que dosifique la menor cantidad de fluido de corte requerida por las condiciones de operación.

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................640.000 ptsNº unidades dosificadoras MQL....................................................................................8Precio unitario ................................................................................................ 80.000 pts


Costes de financiación (5%) ........................................................................... 32.000 ptsCostes de mantenimiento (2%)....................................................................... 12.800 pts


Ahorro en consumo: 256,5 l de concentrado (600 pts/l)................................ 153.900ptsAhorro en consumo: 5,1 m3’ de agua (100 pts/m3) .............................................. 510 ptsGestión de residuos (3100 l a 250 pts/l) ......................................................... 77.500 pts


Valoración:

Medioambientales:- Se elimina la generación de residuos de fluido de corte. El consumo de fluido de corte se reduce en un

95% del valor de partida. Las virutas y piezas generadas no presentan empape de fluido de corte,aspecto este que mejora su posterior manipulación y gestión.

Técnicas:- Requiere un mantenimiento para que la aplicación garantice unas condiciones adecuadas de

suministro. El tamaño de los depósitos en máquina se reduce hasta una capacidad media de 1 litro.

Observaciones:

Es una medida de mejora óptima que, aparte del aspecto estrictamente económico, representa una mejora delentorno de trabajo puesto que desaparece la presencia visual del fluido de corte y todos sus efectos en elentorno: salpicaduras, arrastres, olores, etc. Los procesos de taladrado poco profundo habitualmente respondende manera positiva ante este tipo de modificaciones en proceso a caballo entre la lubricación convencional y elmecanizado en seco. Esta tecnología de lubricación permite una versatilidad adecuada a la dinámica productivadel sistema, aspecto este que no podría ser garantizado con otras alternativas de mejora.



113


MEDIDA 2: Definición de responsabilidades en el control y vigilancia del fluido de corte

Descripción:

Establecer responsabilidades dentro del organigrama productivo de forma que el plan de control analítico que seejecuta, se registre. A partir de la evolución de los resultados obtenidos, se articularán medidas correctoras demejora.

Balance económico:

Inversión: ......................................................................................................................0 pts


Mano de obra (1 h/mes; 11 meses a 5000 pts/h)............................................. 55.000 pts____________________________________________________________________Reducción de costes anuales ...............................................................................51.240 pts

Ahorro en consumo: 46,5 l de concentrado (600 pts/l) ................................... 27.900 ptsAhorro en consumo: 0,9 m3 de agua (100 pts/m3) ................................................. 90 ptsGestión de residuos (930 l a 25 pts/l).............................................................. 23.250 pts

Ahorros totales anuales........................................................................................... -3.760 pts

Valoración:

Medioambientales:- Se reduce la producción de residuos anual en un valor estimado del 30%. Los consumos se reducen en

menor medida, disminuyendo un 17% los requerimientos anuales de materia prima.Organizativas:

- Requiere disponibilidad de personal por parte de la empresa a pesar de que el tiempo requerido no esexcesivo.

Observaciones:

Esta medida de naturaleza operativa, no requiere inversiones. Sin embargo, en sistemas tan reducidos y defuncionamiento tan poco predecible, su rentabilidad se ve mermada considerablemente. En este caso concreto lamedida requiere un aporte económico mínimo que no debería imponer una barrera para su implantación,máxime si se valoran aspectos intangibles como mejora del ambiente de trabajo, etc.



114


MEDIDA 3: Adquisición de un separador móvil de láminas.

Descripción:

Utilización de un equipo de mantenimiento móvil basado en la separación laminar destinado a preservar elfluido de corte de la presencia de aceites y partículas que acorten su vida útil.

Balance económico:

Inversión: ........................................................................................................2.000.000 pts


Costes de financiación (5%) ......................................................................... 100.000 ptsCostes de mantenimiento (2%)....................................................................... 40.000 pts


Ahorro en consumo: 139,5 l de concentrado (600 pts/l)................................. 83.700 ptsAhorro en consumo: 2,8 m3 de agua (100 pts/m3) ............................................... 280 ptsGestión de residuos (2.790 l a 25 pts/l) .......................................................... 69.750 pts

Ahorros totales anuales............................................................................................ 6.650 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ......................................................................................... > 50 años

Valoración:

Medioambientales:- Mediante la prolongación del periodo de vida útil, se consigue reducir el valor de residuos generados

anualmente un 90%, prácticamente duplicando su periodo de vida útil.- El impacto estimado en el consumo de materia prima es del 52%.

Observaciones:

La utilización de equipos móviles de mantenimiento supone habitualmente una mejora importante delfuncionamiento del sistema de suministro de corte prolongando de manera óptima su periodo de vida útil. Sinembargo, su rentabilidad está asociada a grandes inversiones que únicamente son justificables en sistemas queutilicen grandes cantidades de fluidos de corte.

En este caso en concreto, la amortización de la inversión supera en mucho el plazo de retorno recomendable.

Tabla 54: Medida 3 de mejora seleccionada para la problemática “Generación de fluido de corteacuoso”


115

PROBLEMÁTICA: Contaminación del suelo industrial

MEDIDA 4: Reubicación del almacén y optimización del circuito de trasiego de piezas y virutas.

Descripción:

Seleccionar una nueva localización para el parque de almacenamiento de piezas y virutas de forma que eltrasiego de estos materiales desde los puntos de producción sea lo mas corto posible.

Balance económico:

Inversión: ...........................................................................................................250.000 pts_____________________________________________________________________Costes adicionales anuales...................................................................................12.500 pts

Costes de financiación (5%) ........................................................................... 12.500 ptsCostes de mantenimiento ......................................................................................... 0 pts

____________________________________________________________________Reducción de costes anuales ...............................................................................93.750 pts

Gestión de residuos (3750 l a 25 pts/l)............................................................. 93.750pts

Ahorros totales anuales.......................................................................................... 81.250 pts_____________________________________________________________________Periodo de amortización ............................................................................................3,1 años

Valoración:

Medioambientales:- Las estimaciones indican que de los 1970 l de fluido de corte arrastrados anualmente por piezas y

virutas, un porcentaje indeterminado pasa a contaminar el parque de almacenamiento y zona detrasiego. Finalmente, tras la aplicación del típico mangueo con agua, el volumen final obtenido es deaproximadamente 5000 l (contenido en aceite ~ 1,5%) que es almacenado y gestionado conjuntamentecon el fluido de corte agotado. Esta medida reducirá este volumen en un 75%.

Técnicas:- Se requiere una pequeña inversión para dotar de un pequeño cubeto y un tratamiento superficial

adecuado la parcela de suelo seleccionada a las condiciones de almacenamiento. Las pinturas epóxicasson utilizadas con éxito para este tipo de aplicaciones.

Organizativas:- Requiere un estudio organizativo de los trasiegos previstos y su adecuación a la sistemática

productiva.

Observaciones:

No se consideran aquellos gastos relacionados con limpieza y/o mantenimiento puesto que estos no han desuponer variación alguna sobre los de partida.

Tabla 55: Medida 4 de mejora seleccionada para la problemática “Contaminación del suelo industrial”


116



Reducción de consumoanual


Medidapropuesta

Valorabsoluto


Inversión(MM pts)

Ahorros(MM

pts/año)


Viabilidadtécnica

Medida 1Sustitución delsistema desuministro defluido clásico decorte por otro detipo MQL

5130 l(M. prima)3100 l(Residuos)

95%(M. prima)

100%(Residuos)

0,64 0,19 3,4 Alta

Medida 2Definición deresponsabilidades en el control yvigilancia delfluido de corte

430 l(M. Prima)930 l(Residuos)

17%(M. prima)

30%(Residuos)

0,00 -3.760(gastos y

ahorros seequilibran)

-- AltaGeneración deresiduos defluido de corteacuoso

Medida 3Adquisición deun separador deláminas móvil

2790 l(M. Prima)2790 l(Residuos

52%(M. prima)

90%(Residuos)

2,00 0,01 >50 Alta

Contaminación del sueloindustrial

Medida 4Reubicación delalmacén yoptimización delcircuito detrasiego depiezas y virutas

3750 l(Residuos)

75% 0,25 0,09 31 Media-Alta

El grupo de máquinas considerado conforme un sistema sencillo desde un punto de vistaestrictamente técnico pero de una alta complejidad desde el prisma de la implantación demedidas de producción limpia. Se trata de un sistema reducido en tamaño, que no ofrece nigrandes cifras ni grandes ahorros. Como handicap añadido se encuentra muy disperso,siendo empleado en una sistemática de trabajo en discontinuo. Esta estructura supone unfreno a aquellas mejoras basadas en criterios organizativos o de control de máquinas y/ofluido de corte.

En definitiva, puede considerarse un parque de máquinas con muchas dificultades asociadasen el que los mejores resultados los ofrecen aquellas medidas que sin suponer grandesinversiones, están ligadas directamente al funcionamiento del sistema en la línea de mejorasde proceso. Entre éstas destaca la implantación de unidades MQL que con inversionesaceptables, atajan el problema en su conjunto.


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• Conclusiones

- Debido al tamaño del sistema, los periodos de amortización tienden a ser altos debido alpoco potencial de ahorro existente frente a inversiones. Esta situación es definitoria deun sistema de alta complejidad.

- Las medidas destinadas al cuidado y control del fluido de corte no deben serpotenciadas en este caso mediante la realización de análisis más sofisticados. El trabajoen discontinuo no rentabilizará este tipo de esfuerzos. Sin embargo sí han de registrarsey utilizarse las medidas sistemáticas que se están llevando a cabo para el cuidado delfluido.

- Los sistemas móviles de mantenimiento de alta eficiencia rentabilizan sus inversiones apartir de grandes cifras de consumo de fluido de corte.

- El ahorro en material primas (metal) está favorecido en la producción de piezasestandarizadas, sencillas y en grandes series.

- Los sistemas MQL representan una solución global no sólo en la eliminación completade los residuos generados sino en la reducción hasta valores testimoniales de lautilización del fluido de corte.

P2 InfoHouse · 2018. 6. 13. · una estrategia propia de Producción Limpia en empresas del sector...

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