Edificio Expo, c/ Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla Spain Telfono: lnea directa (+34-95) 4488284, centralita 4488-318. Fax: 4488-426. Internet: http://eippcb.jrc.es; correo electrnico: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int

COMISIN EUROPEA DIRECCIN GENERAL CCI CENTRO COMN DE INVESTIGACIN Instituto de Estudios Tecnolgicos Prospectivos Sostenibilidad en la industria, la energa y el transporte Oficina europea de IPPC

Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin

Documento de referencia sobre las mejores tcnicas

disponibles para el sector de forja y fundicin

Julio de 2004

El presente documento forma parte de una serie de documentos de referencia cuya redaccin est prevista en el marco del plan de trabajo de la Oficina europea de IPPC (en el momento de finalizar este estudio no todos los documentos que figuran a continuacin cuentan con un borrador).

Ttulo completo Cdigo BREF Reference Document on Best Available Techniques for Intensive Rearing of Poultry and Pigs ILF

Reference Document on the General Principles of Monitoring MON

Reference Document on Best Available Techniques for the Tanning of Hides and Skins TAN

Reference Document on Best Available Techniques in the Glass Manufacturing Industry GLS

Reference Document on Best Available Techniques in the Pulp and Paper Industry PP

Reference Document on Best Available Techniques on the Production of Iron and Steel I&S

Reference Document on Best Available Techniques in the Cement and Lime Manufacturing Industries CL

Reference Document on the Application of Best Available Techniques to Industrial Cooling Systems CV

Reference Document on Best Available Techniques in the Chlor Alkali Manufacturing Industry CAK

Reference Document on Best Available Techniques in the Ferrous Metals Processing Industry FMP

Reference Document on Best Available Techniques in the Non Ferrous Metals Industries NFM

Reference Document on Best Available Techniques for the Textiles Industry TXT

Reference Document on Best Available Techniques for Mineral Oil and Gas Refineries REF

Reference Document on Best Available Techniques in the Large Volume Organic Chemical Industry LVOC

Reference Document on Best Available Techniques in the Waste Water and Waste Gas Treatment/Management Systems in the Chemical Sector CWW

Reference Document on Best Available Techniques in the Food, Drink and Milk Industry FM

Reference Document on Best Available Techniques in the Smitheries and Foundries Industry SF

Reference Document on Best Available Techniques on Emissions from Storage ESB

Reference Document on Best Available Techniques on Economics and Cross-Media Effects ECM

Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants LCP

Reference Document on Best Available Techniques in the Slaughterhouses and Animals By-products Industries

SA

Reference Document on Best Available Techniques for Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities MTWR

Reference Document on Best Available Techniques for the Surface Treatment of Metals STM

Reference Document on Best Available Techniques for the Waste Treatments Industries WT

Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals (Ammonia, Acids and Fertilisers) LVIC-AAF

Reference Document on Best Available Techniques for Waste Incineration WI

Reference Document on Best Available Techniques for Manufacture of Polymers POL

Reference Document on Energy Efficiency Techniques ENE

Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Organic Fine Chemicals OFC

Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Specialty Inorganic Chemicals SIC

Reference Document on Best Available Techniques for Surface Treatment Using Solvents STS

Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals (Solids and Others) LVIC-S

Reference Document on Best Available Techniques in Ceramic Manufacturing Industry CER

Resumen preliminar

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RESUMEN PRELIMINAR El presente documento de referencia (en adelante BREF) sobre las mejores tcnicas disponibles (MTD) en herreras y fundiciones refleja el intercambio de informacin propiciado por el artculo 16(2) de la Directiva del Consejo 96/61/CE. Este resumen preliminar se ha ideado para leerse junto con el prefacio del BREF, en el que se explican la estructura del documento, sus objetivos, su empleo y las consideraciones legales. En el resumen tambin se describen los resultados y las conclusiones sobre las MTD principales y los niveles asociados de emisin y consumo. Puede leerse e interpretarse como un nico documento separado, con la salvedad de que, al tratarse de un resumen, no presenta la complejidad del texto ntegro del BREF. Por ello no debera considerarse un substituto del documento completo a la hora de adoptar decisiones sobre las MTD. Objetivos del BREF Este documento refleja el intercambio de informacin entorno a las actividades tratadas en el anexo I, categoras 2.3 (b), 2.4 y 2.5 (b) de la Directiva IPPC, es decir: 2.3 Instalaciones para la transformacin de metales ferrosos: b) Forjado con martillos cuya energa de impacto sea superior a 50 kilojulios por martillo y

cuando la potencia trmica utilizada sea superior a 20 MW 2.4. Fundiciones de metales ferrosos con una capacidad de produccin de ms de 20 toneladas por da 2.5. Instalaciones b) Para la fusin de metales no ferrosos, inclusive la aleacin, incluidos los productos de

recuperacin (refinado, moldeado en fundicin) con una capacidad de fusin de ms de 4 toneladas para el plomo y el cadmio o 20 toneladas para todos los dems metales, por da.

Tras comparar las anteriores descripciones con las capacidades reales de las instalaciones existentes en Europa, el grupo de trabajo tcnico (GTT) estableci un objetivo de trabajo centrado en los siguientes aspectos: - fundicin de metales ferrosos, por ejemplo hierro colado laminar, hierro maleable y nodular,

acero - fundicin de metales no ferrosos, por ejemplo aluminio, magnesio, cobre, zinc, plomo y sus

aleaciones. Las herreras se han excluido de entre los objetivos de este documento, ya que ninguna herrera europea cumpla las condiciones estipuladas en el anexo I 2.3.(b). As pues, el presente documento slo trata de la transformacin en las fundiciones. Las fundiciones dedicadas al cadmio, titanio o metales preciosos se han excluido asimismo por una cuestin tambin de capacidad. La colada continua (en forma de chapas y planchas) ya se ha tratado en los documentos BREF relativos a la produccin de hierro y acero, as como a las industrias de metales no ferrosos, por lo que no se considerarn en el presente documento. Al tratar de metales no ferrosos, pues, se considerar que el proceso se inicia en el momento de fundir los lingotes y la chatarra interna o con el metal lquido. Desde el punto de vista del proceso de fundicin, el documento abarca los siguientes pasos: - confeccin de modelos - almacenamiento y manipulacin de materias primas - fusin y tratamiento del metal - produccin de moldes y machos, tcnicas de moldeo - colado o vaciado y enfriamiento - sacudida - acabado - tratamiento trmico.

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La industria de la fundicin Las fundiciones funden metales ferrosos, no ferrosos y aleaciones y le dan forma definitiva o casi definitiva a los productos a travs del vaciado y la solidificacin de metales fundidos o aleaciones en un molde. Se trata de un sector industrial diferenciado y diversificado que se compone de instalaciones de muy diverso tipo y tamao; cada una de ellas presenta una combinacin de tecnologas y operaciones unitarias propias, adaptadas al flujo de entrada, el tamao de las series y los tipos de productos elaborados por las instalaciones especficas. La organizacin en el sector se basa en el tipo de material transformado, siendo la principal distincin entre industrias de fundicin ferrosa y no ferrosa. Puesto que las piezas fundidas son productos semielaborados, las fundiciones suelen estar ubicadas cerca de sus clientes. La industria europea de la fundicin es la tercera ms importante del mundo en lo que a metales ferrosos se refiere y la segunda en el caso de los no ferrosos. La produccin total de la Europa ampliada se sita en 11,7 millones de toneladas de fundicin ferrosa y 2,8 millones de toneladas de fundicin no ferrosa. Alemania, Francia e Italia son los tres principales productores europeos, con una produccin anual total de ms de dos millones de toneladas cada uno. En los ltimos aos Espaa ha arrebatado el cuarto puesto al Reino Unido, aunque ambos superan el milln de toneladas de produccin. Los cinco productores principales aportan en conjunto ms del 80% del total producido en Europa. Si bien el nivel de produccin se ha mantenido relativamente estable en los ltimos aos, el nmero total de fundiciones ha experimentado un retroceso (el total ronda actualmente las 3.000), un fenmeno que se ve reflejado en las cifras de empleo (que actualmente se sitan alrededor de los 260.000 trabajadores). Ello se debe a la progresiva mejora y automatizacin de las unidades de fundicin. A pesar de todo, la industria de la fundicin sigue siendo un sector en el que predominan las pymes, como demuestra que el 80% de las empresas tengan menos de 250 empleados. Los principales mercados abastecidos por la industria de la fundicin son el de la automocin (50% de la cuota de mercado), la ingeniera general (30%) y la construccin (10%). La creciente tendencia del mercado de la automocin hacia vehculos ms ligeros se ha traducido en el crecimiento del mercado de moldeo del aluminio y el magnesio. Mientras que la mayora de productos de hierro van destinados a la automocin (es decir, > 60%), el acero suele ir dirigido a los mercados de la construccin, maquinaria y produccin de vlvulas. Proceso de fundicin En la siguiente figura puede observarse un diagrama de flujo general del proceso de fundicin, dividido en las principales etapas: - fusin y tratamiento del metal: el taller de fundicin - preparacin de moldes y machos: el taller de moldeo - vaciado del metal fundido en el molde, enfriamiento y solidificacin y posterior separacin

del molde: el taller de colada - acabado de la pieza fundida: el taller de acabado. En funcin del tipo de metal, el tamao de la serie y el tipo de producto existen varios procesos alternativos. Normalmente, la principal divisin del sector se basa en el tipo de metal (ferroso o no ferroso) y el tipo de moldeo utilizado (moldes perdidos o permanentes). Aunque es posible cualquier combinacin, normalmente las fundiciones de metales ferrosos suelen utilizar moldes perdidos (por ejemplo, moldes de arena) y, las de metales no ferrosos, permanentes (por ejemplo, moldeo a presin). Cada uno de estos procesos bsicos puede implicar una serie de tcnicas que varan en funcin del tipo de horno utilizado, el sistema de moldeo y de confeccin de machos (arenas verdes o distintos aglomerantes qumicos), as como el sistema de colada y las tcnicas de acabado empleadas. Todos ellos tienen sus propias caractersticas tcnicas, econmicas y ambientales, adems de ventajas y desventajas. Los captulos 2, 3 y 4 de este documento siguen una aproximacin basada en el flujo de procesos para describir las distintas operaciones, desde la elaboracin de moldes hasta el

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acabado y el termotratamiento. En ellos se describen las tcnicas utilizadas, los niveles de emisin y consumo que conllevan y las tcnicas para minimizar el impacto ambiental. El captulo 5 se estructura sobre la distincin entre tipos de metal y tipos de moldeo.

El proceso de fundicin Aspectos ambientales clave La industria de la fundicin tiene una importancia capital en el reciclado de metales. La chatarra de acero, hierro colado y aluminio se funde nuevamente y da lugar a nuevos productos. Desde el punto de vista de las consecuencias ambientales, los procedimientos ms negativos que tienen lugar en las fundiciones son aquellos de carcter trmico o que emplean aditivos minerales. As pues, las principales amenazas para el entorno son las relativas a los gases de escape y residuales y a la reutilizacin o eliminacin de residuos minerales. Las emisiones a la atmsfera son la principal preocupacin ambiental. La transformacin genera polvo mineral (con carga metlica), compuestos acidificantes, productos de combustiones incompletas y carbono orgnico voltil. El polvo es realmente problemtico, ya que se genera en

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todas las etapas del proceso y adopta distintas composiciones y tipos. Se genera polvo durante la fusin, el moldeo en arena, la colada y el acabado, y el polvo producido puede contener metales y xidos metlicos. La utilizacin de coque como combustible o el calentamiento de crisoles u hornos mediante quemadores de gas o de petrleo pueden provocar la emisin de productos de la combustin como NOx y SO2. Por otro lado, el empleo de coques y la presencia de impurezas (por ejemplo, aceite, pintura, etc.) en la chatarra pueden llegar a producir productos de combustin incompleta o recombinaciones (como por ejemplo PCDD/F), adems de polvo. Al confeccionar los moldes y machos se emplean varios aditivos para aglomerar la arena. Y al aglomerarla y colar el metal se generan productos de reaccin y descomposicin, entre ellos compuestos inorgnicos y orgnicos (aminas, COV). Los productos de descomposicin (principalmente COV) siguen generndose durante los procesos de enfriamiento y desmoldado y productos pueden provocar, adems, malos olores. Durante el proceso de fundicin las emisiones a la atmsfera no se limitan a un nico punto o puntos fijos. Las fuentes de emisin son varias (por ejemplo, coladas calientes, arena, metales calientes). Por ello, una de las cuestiones cruciales en la prevencin de las emisiones es, adems de tratar los gases de escape y residuales, lograr capturarlos. El moldeo en arena supone el empleo de grandes volmenes de arena, con una relacin arena/metal lquido situada normalmente entre 1:1 y 20:1. La arena utilizada puede regenerarse, reutilizase o desecharse. En la fase de fusin se generan tambin algunos residuos minerales ms, como escorias, al extraer las impurezas de la fundicin, que pueden reutilizarse o eliminarse. Dado que las fundiciones utilizan procesos trmicos, la eficiencia energtica y la gestin del calor generado son aspectos ambientales importantes. A pesar de todo, a causa del elevado grado de transporte y manipulacin del elemento calorfero (es decir, el metal) y de su lento enfriamiento, la recuperacin del calor no siempre es sencilla. Las fundiciones tambin presentan un elevado consumo de agua, por ejemplo, para el enfriamiento y temple. En la mayora de ellas, la gestin del agua implica la existencia de un circuito interno por el que se evapora la mayor parte. El agua suele utilizarse en los sistemas de enfriamiento de hornos elctricos (de induccin o de arco) o de cubilotes. Por lo general, el volumen final de agua residual es muy pequeo. Sin embargo, si se utilizan tcnicas de desempolvado hmedo, el agua generada requiere atencin especial. En el llenado por (alta) presin se forma una corriente de agua de desecho que debe tratarse para extraerle los compuestos orgnicos (fenol, petrleo) antes de su eliminacin. Niveles de consumo y emisin En la siguiente figura se presenta una descripcin general de las entradas y salidas del proceso de fundicin. La etapa de colada que aparece en el centro tambin engloba todos los procedimientos de moldeo necesarios. Las entradas principales son metal, energa, aglomerantes y agua. Las emisiones clave son polvo, aminas y COV, adems de SO2, dioxinas y NOx en el caso de determinados tipos de hornos. En la etapa de fusin se utiliza entre el 40 y el 60% de la energa de entrada. En determinados tipos de metal, el empleo de energa depende del tipo de horno en cuestin. Las energas de fusin se sitan entre 500 y 1.200 kWh/t de carga metlica para los materiales ferrosos y entre 400 y 1.200 kWh/t de carga metlica para el aluminio. Las cantidades y tipos de aglomerantes, productos qumicos y arena empleadas dependen en gran medida del tipo de colada, sobre todo de su forma y tamao, aunque tambin de si la produccin es en serie o por lotes.

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El consumo de agua depende bsicamente del tipo de horno empleado, del sistema de depuracin de gases de combustin aplicado y del mtodo de colada utilizado. En cada etapa del proceso se genera polvo, aunque con diferentes concentraciones de xidos minerales, metales y xidos metlicos. Los niveles de polvo durante la fusin del metal se encuentran entre valores inferiores al lmite de deteccin (en ciertos metales no ferrosos) y valores superiores a 10 kg/tonelada en el caso de la fusin de hierro colado en cubilotes. La gran cantidad de arena empleada en los vaciados en molde perdido genera emisiones de polvo durante las distintas etapas de moldeo. Las aminas se utilizan de catalizador en la mayora de sistemas de elaboracin de machos ms habituales, lo que origina emisiones guiadas procedentes de las disparadoras de machos y emisiones difusas procedentes de la manipulacin de los mismos. La emisin de compuestos orgnicos voltiles (principalmente solventes, benceno, tolueno, etilbenceno y xileno y, en menor medida, fenol, formaldehdo, etc.) se produce por el uso de, por ejemplo, resinas, solventes orgnicos o recubrimientos de tipo orgnico empleados al moldear y elaborar machos. Los compuestos orgnicos se descomponen trmicamente durante el vaciado del metal y vuelven a surgir durante las fases de sacudida y enfriamiento. En este documento se presentan niveles de emisiones con valores situados entre 0,1 y 1,5 kg/tonelada de colada.

Visin general del flujo de materia en el proceso de fundicin

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Tcnicas que deben tenerse en cuenta para determinar las MTD La minimizacin de las emisiones, el uso eficiente de las materias primas y la energa, el uso ptimo de los procesos qumicos, la recuperacin y el reciclaje de los residuos y la sustitucin de sustancias nocivas son cuestiones importantes sealadas por la Directiva IPPC. Por lo que respecta a las fundiciones, las principales consideraciones son las emisiones a la atmsfera, el empleo eficiente de materias primas y energa y la reduccin de desechos, adems de los sistemas de reciclado y reutilizacin empleados. Los aspectos ambientales antes sealados se atajan mediante diversas tcnicas integradas en los procesos al final de la cadena. En este documento se presentan ms de 100 tcnicas de control y prevencin de la contaminacin, ordenadas en los doce epgrafes siguientes, basados principalmente en el flujo de procesos: 1. Almacenamiento y manipulacin de materias primas: El almacenamiento de materiales y las

tcnicas de manipulacin intentan evitar la contaminacin del suelo y el agua y optimizar el reciclaje interno de chatarra.

2. Fusin y tratamiento del metal fundido: Pueden considerarse, para cada tipo de horno, varias tcnicas de optimizacin de la eficiencia y minimizacin de la produccin de residuos. Se trata principalmente de medidas integradas en el proceso. Las consideraciones ambientales se aplican tambin la seleccin del tipo de horno. Especial atencin merece la limpieza en la fundicin del aluminio y la fusin del magnesio, dado el gran potencial contaminante de los productos que se han venido utilizando hasta hace poco (HCE y SF6).

3. Confeccin de moldes y machos, preparacin de la arena incluida: Se pueden aplicar tcnicas y medidas de mejores prcticas para minimizar el consumo en cada tipo de sistema aglomerante y en las sustancias utilizadas para desmoldar los llenados por presin. Para la reduccin de las emisiones de COV y olores generados por los sistemas de molde perdido pueden considerarse los recubrimientos al agua y solventes inorgnicos. Aunque los recubrimientos al agua se utilizan ampliamente, la aplicacin de solventes inorgnicos en la confeccin de machos todava es limitada. Otra aproximacin consistira en el uso de distintos mtodos de moldeo. Sin embargo, estas tcnicas slo se emplean en contextos muy delimitados.

4. Moldeo de metal: Para mejorar la eficiencia del proceso de vaciado se pueden tener en cuenta algunas medidas destinadas a incrementar el rendimiento del metal (es decir, la proporcin entre metal fundido y colada obtenida al final).

5. Captura y tratamiento de humos y gases de combustin y de escape: Hacer frente a las emisiones a la atmsfera en las distintas etapas de fundicin requiere la implantacin de un sistema apropiado de captura y tratamiento. En funcin de la operacin unitaria pueden estudiarse varias tcnicas, que varan segn el tipo de compuestos emitidos, el volumen de gas residual y la facilidad de captacin. Las tcnicas utilizadas para capturar los gases residuales son de gran importancia a la hora de reducir las emisiones fugitivas; por lo que respecta a este tipo de emisiones, tambin pueden tenerse en cuenta medidas de mejores prcticas.

6. Prevencin y tratamiento de aguas residuales: En muchos casos se puede evitar o minimizar la generacin de aguas residuales aplicando medidas al proceso. Las aguas residuales que no puedan evitarse contendrn polvo mineral o metlico, aminas, sulfatos, aceite o lubricantes, dependiendo de qu fuente proceda. Las tcnicas de tratamiento aplicables difieren segn el tipo de compuesto.

7. Eficiencia energtica: Fundir el metal consume entre el 40 y el 60% del total de energa de entrada de una fundicin. Por ello, las medidas de ahorro energtico deben aplicarse tanto al proceso de fusin como a los dems procesos (por ejemplo, compresin del aire, puesta en marcha de la planta, hidrulica) existentes. La necesidad de refrigerar el horno y el gas residual genera una corriente de agua o aire caliente que abre la posibilidad de dar uso, interno o externo, al calor.

8. Arena: regeneracin, reciclaje, reutilizacin y eliminacin: Puesto que las fundiciones emplean grandes cantidades de arena, uno de las principales materias inertes, su regeneracin o reutilizacin adquiere gran importancia en la actuacin ambiental. Para regenerar a arena se utilizan varias tcnicas (por ejemplo, tratamiento y posterior

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reutilizacin nuevamente como molde), cuya eleccin depende del tipo de aglomerante y de la composicin del flujo de arena. Si la arena no se regenera internamente puede plantearse su reutilizacin externa para as evitar tener que desecharla. Se ha demostrado que la arena tiene varias aplicaciones.

9. Polvo y residuos slidos: tratamiento y reutilizacin: Las tcnicas empleadas en el proceso y las medidas operativas son aspectos que hay que tener en cuenta de cara a la minimizacin del polvo y los residuos. Al polvo recogido, la escoria y otros residuos slidos se les puede dar nuevos usos internos o externos.

10. Reduccin del ruido: Son varias las actividades desarrolladas en las fundiciones que generan ruido. Las instalaciones que se encuentran cerca de zonas habitadas pueden provocar molestias a las personas. As pues, tambin puede considerarse la preparacin e implementacin de un plan de reduccin del ruido, centrado tanto en medidas generales como adaptadas a la fuente que lo origina.

11. Desmantelamiento: La Directiva IPPC reclama la atencin sobre la posible contaminacin originada durante el desmantelamiento de las instalaciones, una etapa en la que las fundiciones presentan riesgo de contaminacin del suelo. Existen algunas medidas generales de amplio espectro, no limitadas a las fundiciones, que podran tomarse en consideracin.

12. Herramientas de gestin ambiental: Los sistemas de gestin ambiental son una herramienta til en la prevencin de la contaminacin procedente de las actividades industriales en general. Por ello son una de las partes bsicas de cualquier BREF.

MTD para fundiciones El captulo 5, dedicado a las MTD, seala las tcnicas que el GTT ha considerado MTD, en un sentido general, para la industria de la fundicin, basndose en la informacin del captulo 4 y en especial en la definicin del artculo 2(11) de las mejores tcnicas disponibles y las consideraciones detalladas en el anexo IV de la Directiva. El captulo dedicado a las MTD no establece ni propone lmites a las emisiones; se limita a sugerir algunos niveles asociados al uso de las MTD. Durante el intercambio de informacin por parte del GTT se presentaron y debatieron numerosas cuestiones. Este sumario recoge algunas de las ms significativas. Los siguientes prrafos resumen las principales conclusiones sobre MTD relativas a los retos ambientales ms importantes. Los elementos de las MTD debern adaptarse a cada tipo de fundicin. Una fundicin consiste bsicamente en un taller de fusin y uno de colada, ambos con su propia cadena de suministro. En el caso del moldeo perdido, la cadena de suministro incluye todas las actividades relativas al moldeo y la confeccin de machos. En el captulo dedicado a las MTD se distingue entre la fusin de metales ferrosos y no ferrosos, y en el moldeo, entre moldes permanentes o perdidos. Cualquier fundicin puede clasificarse teniendo en cuenta el tipo de fusin y los sistemas de moldeo asociados, para los que se describen MTD especficas. Tambin se presentan MTD genricas aplicables a cualquier fundicin. MTD genricas Algunos elementos de las MTD son genricos y se aplican a todas las fundiciones, sin que importen los procesos utilizados o el tipo de productos obtenidos. Se refieren a flujos de material, acabado de coladas, ruido, aguas residuales, gestin ambiental y desmantelamiento. Las MTD buscan optimizar la gestin y el control de los flujos internos con el fin de prevenir la contaminacin y el deterioro, proporcionar una buena calidad de entrada, permitir el reciclaje y la reutilizacin y mejorar la eficiencia del proceso. El BREF trata del almacenamiento y la manipulacin tratados en el documento BREF dedicado al almacenamiento, pero aade al respecto algunas MTD especficas de las fundiciones, por ejemplo el almacenamiento de la chatarra sobre superficies impermeables con sistema de recogida y drenaje (si bien la construccin de un tejado puede suplir en parte este sistema), el almacenamiento por separado de los materiales de entrada y los residuos, el uso de contenedores reciclables, la optimizacin

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del rendimiento del metal y medidas de mejores prcticas para la transferencia del metal fundido y la manipulacin de los cucharones. Se proponen MTD para las tcnicas de acabado que generan polvo y para las tcnicas de termotratamiento. En cuanto a los cortes abrasivos, el granallado y el desbarbado, las MTD van dirigidas a la recogida y el tratamiento del gas residual utilizado en el acabado mediante un sistema seco o hmedo. Las MTD tambin promueven tratamientos trmicos con combustibles limpios (es decir, gas natural, o combustibles con bajo contenido de azufre), el funcionamiento automatizado de los hornos y del sistema de control de quemadores/calentadores o la captacin de gases de escape procedentes de los hornos de termotratamiento. Respecto a la reduccin del ruido, las MTD consisten en desarrollar y poner en prctica una estrategia de reduccin del ruido con medidas generales y especficamente centradas en el origen, como por ejemplo el uso de sistemas de separacin para las operaciones unitarias que ms ruido generan, como la sacudida, adems de la utilizacin de medidas adicionales en funcin de las condiciones locales. Las MTD que tratan la gestin de aguas residuales se centran en la prevencin, la separacin de los distintos tipos de aguas de desecho, la maximizacin del reciclaje interno y la aplicacin de tratamientos adecuados al flujo final. Para ello se proponen emplear, por ejemplo, interceptores de aceite o sistemas de filtrado y sedimentacin. Las emisiones fugitivas tienen su origen en fuentes no aisladas (transferencias, almacenamientos, derrames) o en el vaciado incompleto de las que se encuentran en contenedores. En este cado las MTD fomentan la aplicacin de un conjunto de medidas sobre la manipulacin y el transporte de las materias y la optimizacin de la captacin y la limpieza de gas de escape mediante la utilizacin de una o ms tcnicas. Se da preferencia a la captacin del humo lo ms cerca posible de la fuente que lo origina. Las MTD tambin suponen la implementacin y adhesin a un sistema de gestin ambiental (SGA) que incluya medidas adaptadas a las circunstancias concretas, como por ejemplo el compromiso por parte de la direccin, la planificacin, el establecimiento e implantacin de procedimientos o la comprobacin del comportamiento, con acciones correctivas y revisiones incluidas. Las MTD consisten asimismo en poner en prctica todas las medidas necesarias para prevenir posibles contaminaciones durante el desmantelamiento. Entre ellas destacan la minimizacin de riesgos en la fase de diseo, la implementacin de un programa de mejoras dirigido a las instalaciones existentes y el desarrollo y seguimiento de un plan de cierre de instalaciones que prevea tanto las instalaciones nuevas como las existentes. Dichas medidas deben estar dirigidas, al menos, a las siguientes partes del proceso: depsitos, contenedores, tuberas, aislantes, balsas y vertederos. Fundicin de metal ferroso En cuanto al funcionamiento de los cubilotes, las MTD incluyen tcnicas que mejoran la eficiencia, como el uso de hornos de doble fila de tuberas, enriquecimiento del oxgeno, soplado continuo o funcionamiento de larga duracin, aplicacin de mejores prcticas durante la fusin y control de la calidad del coque. Tambin suponen la recogida, enfriamiento y desempolvado del gas residual y la aplicacin de la poscombustin y la recuperacin del calor en determinadas condiciones. Varios de los sistemas utilizados para desempolvar se consideran MTD, si bien es preferible el desempolvado hmedo cuando se funde con escoria bsica y, en algunos casos, como una de las medidas destinadas a prevenir y minimizar la emisin de dioxinas y furanos. La industria ha expresado sus dudas sobre la implantacin de medidas secundarias para atajar las dioxinas y los furanos que slo se han verificado en otros sectores y, en particular, sobre su aplicacin a las fundiciones ms pequeas. En el caso de los cubilotes, las MTD para la gestin de residuos son la minimizacin de la formacin de escoria, el

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tratamiento previo de la escoria que permita su reutilizacin externa y la recogida y reciclaje de menudo de coque. Con respecto al funcionamiento de los hornos de arco elctrico, las MTD incluyen procesos fiables y eficientes destinados a acortar el tiempo de fusin y tratamiento a travs de la utilizacin de escoria esponjosa, la captacin eficiente y el enfriamiento de los gases residuales del horno y el desempolvado por medio de un filtro de bolsa. En este caso, las MTD consisten en reciclar el polvo filtrado en el hormo de arco. Las MTD correspondientes a los hornos de induccin establecen la necesidad de fundir escoria limpia; utilizar medidas de buenas prcticas en los procedimientos de carga y en el funcionamiento; utilizar potencia de frecuencia media y, al instalar un nuevo horno, cambiar la frecuencia de cualquier horno que funcione con corriente principal a frecuencia media; evaluar la posibilidad de recuperar el calor de los desechos y, en determinadas condiciones, implantar un sistema de recuperacin del calor. En cuanto a la captacin y el tratamiento de gases de escape en los hornos de induccin, las MTD consisten en emplear una campana o una cubierta extractora en cada horno de induccin para capturar los gases residuales y maximizar la recogida de los mismos a lo largo del ciclo completo de trabajo; utilizar gas de combustin seco para la limpieza y lograr mantener las emisiones de polvo por debajo de 0,2 kg/tonelada de hierro fundido. En los hornos rotatorios, las MTD seran implantar un conjunto de medidas destinadas a optimizar el rendimiento del horno y utilizar un quemador de oxigs. Tambin capturar el gas residual cerca de la salida del horno, aplicar poscombustin, enfriar mediante un intercambiador de calor y posteriormente llevar a cabo un desempolvado seco. De cara a la prevencin y la minimizacin de las emisiones de dioxinas y furanos, las MTD establecen el uso combinado de diversas medidas. De forma parecida a lo que ha sucedido con los cubilotes, la industria ha expresado dudas sobre la implantacin de medidas secundarias para atajar las dioxinas y de una tcnica que slo se han verificado en otros sectores y, en particular, sobre su aplicacin a las fundiciones ms pequeas. El tratamiento aplicado actualmente al metal depende del tipo de producto que se elabore. Las MTD consisten en recoger el gas de escape de los convertidores AOD mediante una cpula y recoger y tratar el gas residual procedente de la nodularizacin mediante un filtro de bolsa. Las MTD tambin incluyen lograr que el polvo de MgO pueda reciclarse. Fundicin de metal no ferroso Por lo que respecta al funcionamiento de los hornos de induccin para el fundido de aluminio, cobre, plomo y zinc, la MTD consiste en seguir medidas propias de mejores prcticas para los procesos de carga y funcionamiento, utilizar potencia de frecuencia media y, al instalar un nuevo horno, cambiar cualquier horno que funcione a la frecuencia de la corriente general a frecuencia media; evaluar la posibilidad de recuperar el calor residual y, en condiciones especficas, implantar un sistema de recuperacin del calor. En cuanto a la captacin de gases de escape procedentes del horno, las MTD aconsejan reducir al mnimo las emisiones y, en caso necesario, capturar los gases residuales, maximizando su recogida a lo largo del ciclo completo de trabajo, y poner en marcha un sistema de limpieza en seco de los gases de combustin. Las MTD relativas a otros tipos de hornos se centran principalmente en la recogida eficiente de los gases residuales y/o la reduccin de emisiones fugitivas. Para el tratamiento de los metales no ferrosos las MTD establecen el empleo de un impulsor para la desgasificacin y la limpieza del aluminio. Es MTD el empleo de SO2 como gas de recubrimiento en el fundido del magnesio en instalaciones con una produccin anual igual o superior a las 500 toneladas. De cara a las plantas pequeas (< 500 toneladas de Mg de produccin anual), las MTD consisten en emplear SO2 o bien minimizar el uso de SF6. Si se utiliza SF6, el nivel de consumo asociado a las MTD es inferior a 0,9 kg/tonelada de colada (en el caso del vaciado en arena) e inferior a 1,5 kg/tonelada (llenado por presin).

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Molde perdido Las coladas con molde perdido comprenden el moldeo, la confeccin de machos, el vaciado, el enfriado y la sacudida. Estos procesos comportan la produccin moldes de arena verde o aglomerada qumicamente, adems de machos de arena qumicamente aglomerados. Las MTD hacen referencia a tres categoras de elementos: moldeo en arena verde, moldeo qumico en arena y vaciado/enfriamiento/sacudida. En cuanto a la preparacin de la arena verde, las MTD tratan de la captacin y la limpieza de los gases de escape y el reciclaje interno o externo del polvo recogido. En lnea con el objetivo de minimizar los residuos que se eliminan, las MTD sealan la necesidad de implantar una regeneracin primaria de la arena verde, con unas proporciones de regeneracin asociadas del 98% (arena nica) o 90 94% (arena verde con machos incompatibles). Por lo que respecta a la arena con aglomerante qumico, las MTD propuestas abarcan diversas tcnicas y tratan numerosas cuestiones ambientales. Las MTD consisten en minimizar el empleo de aglomerante y resina, as como las prdidas de arena, minimizar las emisiones de COV fugitivos capturando los gases de escape emitidos al confeccionar y manipular los machos y utilizar recubrimientos con base de agua. El uso de recubrimientos de base alcohlica slo es una MTD en determinados casos, por ejemplo cuando resulta imposible aplicar un recubrimiento de base acuosa. En este caso, los gases de escape deberan capturarse, a ser posible, en el taller de recubrimiento. Una MTD especfica trata la confeccin de machos endurecidos por aminas y aglomerados mediante uretano (por ejemplo, caja fra) para minimizar las emisiones de aminas y optimizar su recuperacin. En estos sistemas, tanto los solventes aromticos como los no aromticos, se consideran MTD. Las MTD tambin buscan minimizar la cantidad de arena destinada a eliminacin, bsicamente mediante la adopcin de una estrategia de regeneracin y/o la reutilizacin de arena aglomerada qumicamente (mezclada o arena nica). Respecto a la regeneracin, las condiciones de las MTD se enumeran en la siguiente tabla. La arena regenerada slo puede reutilizarse en sistemas de arena compatibles.

Tipo de arena Tcnica Proporcin de regeneracin1 (%)

Arena nica en fro Regeneracin mecnica simple 75 80 Arena nica de silicatos Tratamiento trmico y neumtico 45 85 Arena nica en cajas fras, SO2, cajas calientes, en coquilla Arenas orgnicas mezcladas

Regeneracin mecnica en fro o trmica machos: 40 100 moldes: 90 100

Arenas mezcladas (verde y orgnica)

Tratamiento mecnico/trmico/mecnico, rectificacin o friccin neumtica

machos: 40 100 moldes: 90 100

(1) masa de arena regenerada/masa total de arena utilizada

MTD para la regeneracin de la arena aglomerada qumicamente (mezcla y arena nica) Los mtodos de moldeo alternativos y los aglomerantes inorgnicos tienen potencial para minimizar el impacto ambiental de los procesos de moldeo y colado. El vaciado, el enfriamiento y la sacudida generan emisiones de polvo, COV y otros productos orgnicos. La MTD consiste en cerrar, aislndolas, las cadenas de colado y enfriamiento y extraer los gases de escape (en el caso de las cadenas en serie), y aislar asimismo el equipo de sacudida, adems de tratar los gases de escape mediante sistemas de desempolvado secos o hmedos. Molde permanente A causa de las caractersticas diferenciadas del proceso, las cuestiones ambientales derivadas de la colada en molde permanente requieren un enfoque distinto respecto a las de molde perdido, en las que el agua es un factor destacado. Las emisiones a la atmsfera adoptan forma de neblina de aceite y no de polvo y productos de combustin como sucede en otros casos. As pues, las MTD se centran en medidas de prevencin que implican la minimizacin del consumo

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de agua y agentes desmoldantes. Las MTD consisten en recoger y tratar el agua de escorrenta o procedente de fugas mediante interceptores de aceites y por destilacin, evaporacin en vaco o degradacin biolgica. Si las medidas de prevencin destinadas a la neblina de aceite no permiten a la fundicin alcanzar los niveles de emisin asociados a las MTD, stas se centrarn en el empleo de campanas de extraccin y precipitacin electroesttica para los productos de escape de mquinas MAP. Las MTD para la preparacin de la arena aglomerada qumicamente coinciden con los elementos mencionados para el moldeo perdido. Las MTD para la gestin de la arena utilizada consisten en cerrar, aislndola, la unidad de eliminacin de machos y tratar los gases de escape mediante desempolvado seco o hmedo. Si existe un mercado local, las MTD seran conseguir que la arena procedente de la eliminacin de los machos estuviera disponible para ser reciclada. Niveles de emisiones asociados a las MTD Los siguientes niveles de emisin se asocian a las medidas contempladas por las MTD arriba citadas.

Actividad Tipo Parmetro Nivel de emisin (mg/Nm)

Acabado de colada Polvo 5 20 Fundido de metales ferrosos General Polvo (1) 5 20 PCDD/PCDF 0,1 ng TEQ/Nm3 CO 20 1.000

Cubilote con inyeccin de aire caliente SO2 20 100

NOx 10 200 Cubilote con inyeccin de

aire fro SO2 100 400

NOx 20 70 COV NM 10 20 Cubilote sin coque NOx 160 400 Horno de arco elctrico NOx 10 50 CO 200 Horno rotatorio SO2 70 130 NOx 50 250 CO 20 30 Fundido de metales no ferrosos General Polvo 1 20 Fundido de aluminio Cloro 3 Horno de cuba para Al SO2 30 50 NOx 120 CO 150 COV 100 150 Horno de solera para Al SO2 15 NOx 50 CO 5 COT 5 Moldeo y vaciado en molde perdido

General Polvo 5 20

Taller de machos Aminas 5 Unidades de regeneracin SO2 120 NOx 150

General Polvo 5 20 Vaciado en molde permanente Neblina de

aceite, medida como C total

5 10

(1) el nivel de emisiones de polvo depende de sus componentes, por ejemplo metales pesados y dioxinas, y su flujo msico.

Emisiones a la atmsfera asociadas al uso de MTD en diversas actividades de las fundiciones

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Todos los niveles de emisiones asociados se expresan como media a lo largo de un perodo de medicin factible. Cuando resulta practicable el seguimiento continuo se emplea un valor medio diario. Las emisiones a la atmsfera se basan en condiciones estndar, es decir 273 K, 101,3 kPa y gas seco. Los documentos de referencia de MTD no establecen estndares legalmente vinculantes; estn pensados para proporcionar informacin y servir de gua a la industria, los estados miembros y el pblico en general sobre los niveles de consumo y emisiones que pueden lograrse al utilizar ciertas tcnicas. As pues, ser necesario determinar los valores lmite apropiados a cualquier caso tomando en consideracin los objetivos de la Directiva IPPC y las consideraciones locales. Tcnicas emergentes Actualmente siguen en fase de investigacin y desarrollo, o simplemente acaban de introducirse en el mercado, nuevas tcnicas de minimizacin del impacto ambiental llamadas emergentes. En el captulo 6 se tratan cinco de ellas: el uso de materiales de baja combustin para la fusin en cubilotes, el reciclaje del polvo de los filtros con carga metlica, la recuperacin de aminas mediante la permeacin del gas residual, la pulverizacin por separado del agente desmoldante y el agua en las coladas por presin de aluminio y el uso de materiales aglomerantes inorgnicos en la confeccin de machos. Esta ltima tcnica ha sido sealada por el GTT como prometedora, aunque la limitada escala de su aplicacin e implantacin actuales no permiten por el momento incorporarla como tcnica a las MTD. Conclusiones sobre el intercambio de informacin Intercambio de informacin El documento BREF aglutina ms de 250 fuentes de informacin. Los institutos de investigacin sobre la fundicin proporcionaron buena parte de esa informacin y desempearon un papel activo en el intercambio de informacin. Las notas locales sobre MTD procedentes de diversos estados miembros sirvieron de base slida para el intercambio. La mayora de documentos proporcionados durante el intercambio trataban sobre procesos y tcnicas tal y como se aplican en las fundiciones de metales ferrosos. A lo largo de toda la redaccin del BREF los procesos de las fundiciones de metales no ferrosos han quedado subrepresentados; por este motivo, las conclusiones sobre las MTD para fundiciones de metales no ferrosos son menos detalladas. Nivel de consenso Se logr un buen nivel de consenso general sobre las conclusiones, sin que hubiera opiniones divergentes. Los representantes de la industria aadieron un comentario que expresaba sus dudas sobre la facilidad de implantacin de medidas secundarias para la reduccin de dioxinas. Recomendaciones de cara a futuros trabajos El intercambio de informacin y el resultado del mismo, o sea, este documento, representan un importante salto adelante de cara a lograr el control y la prevencin integrados de la contaminacin dentro de la industria de la fundicin. Los trabajos futuros pueden seguir esta lnea si se centran en la recopilacin y evaluacin de la informacin que no se proporcion durante el presente trabajo. En concreto, las iniciativas futuras deberan tratar en detalle las siguientes cuestiones: - Tcnicas de reduccin de COV: Se necesitan datos e informacin sobre los mtodos

aplicados para la captura y tratamiento eficientes de los gases de escape procedentes de las fundiciones que contienen COV. El uso de aglomerantes y materiales de recubrimiento alternativos puede, en este sentido, convertirse en una medida de prevencin importante.

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- Tratamiento de aguas residuales: Se necesitan datos de un buen nmero de sistemas de tratamiento de agua utilizados en las fundiciones; en ellos se deberan constar los niveles de emisin respecto a la entrada y las tcnicas de tratamiento aplicadas.

- Fundido de metales no ferrosos: En este documento slo se citan datos correspondientes a fundiciones de metales no ferrosos en el caso de algunas instalaciones concretas. Se requiere ms informacin tanto sobre emisiones conducidas como fugitivas originadas por el fundido de metales no ferrosos en las fundiciones, basada en la prctica del da a da y expresada en forma de niveles de emisin y flujos de masa.

- Datos econmicos sobre las tcnicas de las MTD: Falta informacin econmica sobre muchas de las tcnicas presentadas en el captulo 4. Esta informacin debera recopilarse a partir de proyectos de implementacin de las mismas.

Temas sugeridos para futuros proyectos de I+D El intercambio de informacin tambin ha puesto de relieve algunas reas en las que podra lograrse mayor conocimiento til a partir de proyectos de investigacin y desarrollo. Se trata de las cuestiones siguientes: - Seguimiento y reduccin de las dioxinas: Hay que entender mejor la influencia de los

parmetros del proceso por lo que respecta a la formacin de dioxinas. Para ello se requiere un seguimiento de las emisiones en varias instalaciones y en condiciones diversas. Por otro lado, tambin es necesario investigar el uso y la efectividad de las medidas secundarias para la reduccin de las dioxinas en la industria de la fundicin.

- Emisiones de mercurio: La elevada volatilidad del mercurio puede provocar emisiones gaseosas, no relacionadas con el polvo. Con la vista puesta en la aplicacin de una poltica europea sobre las emisiones de mercurio se hace necesario investigar las emisiones de mercurio en los procesos de fusin en general y, en particular, en las fundiciones (no ferrosas).

- Quemadores de oxigs y su uso en cubilotes: El GTT seal la existencia de nuevas aplicaciones como resultado de las investigaciones en curso. En este caso, el objetivo de ulteriores investigaciones sera llevar esta tcnica hasta un grado de desarrollo que permita su generalizacin.

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PREFACIO 1. Sobre el presente documento A menos que se indique lo contrario, cualquier referencia a la Directiva en este documento alude a la Directiva del Consejo 96/61/CE sobre prevencin y control integrados de la contaminacin. Puesto que la Directiva es vlida sin perjuicio de las disposiciones comunitarias en materia de salud y seguridad, tambin lo es el presente documento. Este documento forma parte de una serie que presenta los resultados del intercambio de informacin entre los estados miembros de la UE y las industrias afectadas sobre las mejores tcnicas disponibles (MTD) y el seguimiento y desarrollo que implican. *[Publicado por la Comisin Europea de conformidad con el artculo 16(2) de la Directiva, por lo que debe tomarse en consideracin, de acuerdo con el anexo IV de la Directiva, a la hora de determinar las mejores tcnicas disponibles.] *Nota: los corchetes se eliminarn cuando la Comisin haya completado el procedimiento de publicacin. 2. Obligaciones legales relevantes de la Directiva IPPC y definicin de MTD Para ayudar al lector a entender el contexto en el que se redact el presente documento, en el prefacio se incluyen algunas de las definiciones ms relevantes de la Directiva IPPC, incluida la del trmino mejores tcnicas disponibles. Se trata de definiciones inevitablemente incompletas y de carcter nicamente informativo. No tienen validez legal y en ningn caso modifican o perjudican las disposiciones contenidas en la Directiva. El objetivo de la Directiva es lograr el control y la prevencin integrados de la contaminacin generada por las actividades detalladas en el anexo I, con el fin de conseguir un alto grado de proteccin del medio ambiente en su conjunto. Los fundamentos legales de la Directiva se refieren a la proteccin ambiental y su implantacin debe tener en cuenta otros objetivos comunitarios, como por ejemplo la competitividad de la industria comunitaria en relacin con el desarrollo sostenible. Ms concretamente, la Directiva establece un sistema de autorizaciones para determinadas categoras de instalaciones industriales que exigen que titulares y reguladores cuenten con una visin general y a la vez integral del potencial contaminante y de consumo de la instalacin. El objetivo global de este planteamiento integrado es mejorar la gestin y el control de los procesos industriales con el fin de garantizar un elevado nivel general de proteccin ambiental. Desde este punto de vista resulta esencial el principio general presentado en el artculo 3, segn el cual los operarios han de adoptar todas las medidas preventivas frente a la contaminacin, en particular a travs de la aplicacin de las MTD, para mejorar su rendimiento ambiental. El trmino mejores tcnicas disponibles se define en el artculo 2(11) de la Directiva del modo siguiente: La fase ms eficaz y avanzada de desarrollo de las actividades y de sus modalidades de explotacin, que demuestren la capacidad prctica de determinadas tcnicas para constituir, en principio, la base de los valores lmite de emisin destinados a evitar o, cuando ello no sea practicable, reducir en general las emisiones y el impacto en el conjunto del medio ambiente. El mismo artculo 2(11) prosigue con la definicin del trmino: tcnicas: la tecnologa utilizada junto con la forma en que la instalacin est diseada, construida, mantenida, explotada y paralizada; disponibles: las tcnicas desarrolladas a una escala que permita su aplicacin en el contexto del sector industrial correspondiente, en condiciones econmica y tcnicamente viables, tomando en consideracin los costes y los beneficios, tanto si las tcnicas se utilizan o

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producen en el Estado miembro correspondiente como si no, siempre que el titular pueda tener acceso a ellas en condiciones razonables; mejores: las tcnicas ms eficaces para alcanzar un alto nivel general de proteccin del medio ambiente en su conjunto. En el anexo IV de la Directiva detalla una lista de los Aspectos que deben tenerse en cuenta con carcter general o en un supuesto particular cuando se determinen las mejores tcnicas disponibles (), teniendo en cuenta los costes y ventajas que pueden derivarse de una accin y los principios de precaucin y prevencin. Estos aspectos incluyen la informacin publicada por la Comisin de conformidad con el artculo 16(2). Las autoridades competentes responsables de la concesin de autorizaciones debern tener en cuenta los principios generales establecidos en el artculo 3 al determinar las condiciones de los permisos. Estas condiciones deben incluir valores lmite para las emisiones, que sern completados (o sustituidos), segn corresponda, por parmetros equivalentes o medidas tcnicas. De acuerdo con el artculo 9(4) de la Directiva, los lmites a las emisiones han de basarse en las MTD, sin perjuicio del cumplimiento de las exigencias de calidad ambiental, sin que se prescriba el uso de ninguna tcnica o tecnologa especfica, aunque teniendo en cuenta las caractersticas tcnicas de las instalaciones en cuestin, su localizacin geogrfica y las condiciones ambientales locales. En todos los casos, las condiciones de la autorizacin deben incluir disposiciones sobre la minimizacin de la contaminacin a larga distancia o transfronteriza y deben garantizar un alto grado de proteccin ambiental general. Los estados miembros tienen la obligacin, segn el artculo 11 de la Directiva, de garantizar que las autoridades competentes realicen un seguimiento de los avances de las MTD o estn informadas al respecto. 3. Objetivo de este documento El artculo 16(2) de la Directiva exige que la Comisin organice un intercambio de informacin entre los Estados miembros y las industrias correspondientes acerca de las mejores tcnicas disponibles, las prescripciones de control relacionadas, y su evolucin. La Comisin publicar cada tres aos los resultados de los intercambios de informacin. El objetivo de intercambio de informacin se establece de acuerdo con el considerando 25 de la Directiva, donde se indica que los avances y el intercambio de informacin en la Comunidad sobre las mejores tcnicas disponibles contribuirn a reducir los desequilibrios tecnolgicos en el mbito de la Comunidad, ayudarn a la divulgacin mundial de los valores lmite establecidos y de las tcnicas empleadas en la Comunidad y, asimismo, ayudarn a los Estados miembros para la aplicacin eficaz de la presente Directiva. La Comisin (DG de Medio Ambiente) estableci un foro de intercambio de informacin (IEF, Information Exchange Forum) para contribuir a la realizacin de los trabajos previstos en el artculo 16(2) y propici la creacin de diversos grupos de trabajo tcnicos (GTT) en el marco del IEF. Tanto este foro como los grupos de trabajo tcnicos cuentan con representantes de los Estados miembros y la industria, uno de los requisitos que establece el artculo 16(2). El objetivo de esta serie de documentos es reflejar con precisin el intercambio de informacin, tal y como requiere el artculo 16(2), y proporcionar informacin de referencia a las autoridades responsables de la concesin de autorizaciones para que la tengan en cuenta en el momento de determinar las condiciones de la autorizacin. Estos documentos aportan informacin relevante sobre las mejores tcnicas disponibles, por lo que deberan convertirse en herramientas tiles para potenciar el rendimiento ambiental.

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4. Fuentes de informacin El presente documento es un resumen de la informacin recopilada de varias fuentes, entre ellas, en especial, la opinin del grupo de expertos creado para ayudar a la Comisin en la tarea encomendada, y ha sido verificada por los servicios de la Comisin. Se agradecen profundamente todas las contribuciones. 5. Cmo interpretar y utilizar este documento La informacin que aporta este documento est pensada para utilizarse como referencia inicial a la hora de determinar las MTD para casos concretos. Al establecer las MTD y las condiciones de autorizacin basadas en las mismas hay que tener siempre en cuenta el objetivo general: lograr un elevado nivel de proteccin del medio ambiente en su conjunto. El resto de esta seccin describe qu tipo de informacin aporta cada captulo del documento. Los captulos 1 y 2 proporcionan informacin general sobre el sector industrial afectado y sobre los procesos industriales que en l tienen lugar. El captulo 3 aporta datos e informacin sobre los niveles actuales de consumo y emisiones y refleja la situacin de las instalaciones existentes en el momento de su redaccin. El captulo 4 describe en detalle la reduccin de emisiones y otras tcnicas consideradas de gran importancia para determinar las MTD y las condiciones de las autorizaciones basadas en stas. Aporta informacin sobre los niveles de consumo y emisiones considerados alcanzables en aplicacin de la tcnica, una estimacin general de los costes y enumera posibles problemas colaterales asociados a la tcnica; adems, analiza hasta qu punto es aplicable la tcnica teniendo en cuenta la variedad de instalaciones que requieren autorizaciones IPPC (por ejemplo, nuevas instalaciones, ya existentes, grandes o pequeas). No se han incluido las tcnicas que, por lo general, se consideran obsoletas. El captulo 5 describe las tcnicas y los niveles de emisin y consumo considerados compatibles con las MTD de forma genrica. Su objetivo es proporcionar indicaciones generales sobre los niveles de emisin y consumo que se consideran un buen punto de referencia para ayudar a determinar las condiciones de autorizacin basadas en las MTD o para establecer normas generales vinculantes en virtud del artculo 9(8). Ntese, sin embargo, que el presente documento no propone valores lmite a las emisiones. Para determinar las condiciones de autorizacin adecuadas ser necesario tomar en cuenta los factores locales y especficos que afectan a las instalaciones en cuestin, su ubicacin geogrfica y las condiciones ambientales del lugar. Por lo que respecta a las instalaciones existentes, tambin debe tenerse en cuenta la viabilidad econmica y tcnica de actualizarlas. Incluso el objetivo evidente de garantizar un elevado grado de proteccin del medio ambiente en su conjunto a menudo implicar un compromiso entre los distintos tipos de impacto ambiental que en muchas ocasiones se ver influido por cuestiones locales. Aunque se intenta profundizar en algunas de estas cuestiones, resulta imposible abarcarlas todas en este documento. Las tcnicas y niveles presentados en el captulo 5, por tanto, no sern necesariamente apropiados para la totalidad de las instalaciones. Por otro lado, la obligacin de garantizar un elevado grado de proteccin ambiental, incluida la minimizacin de la contaminacin de larga distancia o transfronteriza, provoca que las condiciones de autorizacin no puedan establecerse nicamente basndose en consideraciones locales. As pues, es de vital importancia que la informacin contenida en el presente documento sea tenida en cuenta ntegramente por las autoridades responsables de la concesin de autorizaciones. Puesto que las mejores tcnicas disponibles cambian con el paso del tiempo, este documento se revisar y actualizar en su momento. Cualquier comentario o sugerencia debera hacerse

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llegar a la Oficina Europea de Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin del Instituto de Estudios Tecnolgicos Prospectivos (IPTS), a la direccin siguiente: Edificio Expo, c/ Inca Garcilaso, s/n, E-41092 Sevilla, Espaa Telfono: +34 95 4488 284 Fax: +34 95 4488 426 e-mail: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int Internet: http://eippcb.jrc.es

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Documento de referencia sobre mejores tcnicas disponibles en herreras y fundiciones

RESUMEN PRELIMINAR....................................................................................................................... I PREFACIO............................................................................................................................................. XV OBJETIVOS......................................................................................................................................XXXV 1 INFORMACIN GENERAL SOBRE LAS FUNDICIONES....................................................... 1

1.1 Perspectiva general del sector .................................................................................................... 1 1.1.1 Industria de la fundicin ..................................................................................................... 1 1.1.2 Mercados de la fundicin.................................................................................................... 8 1.1.3 Tipos de fundiciones......................................................................................................... 10

1.2 Consideraciones ambientales ................................................................................................... 11 1.2.1 Atmsfera ......................................................................................................................... 11 1.2.2 Residuos............................................................................................................................ 11 1.2.3 Energa.............................................................................................................................. 11 1.2.4 Agua.................................................................................................................................. 12

2 TCNICAS Y PROCESOS DE LAS FUNDICIONES ................................................................ 13 2.1 Perspectiva general................................................................................................................... 13

2.1.1 El proceso de fundicin .................................................................................................... 13 2.1.2 Moldeo de hierro............................................................................................................... 15 2.1.3 Moldeo de acero................................................................................................................ 17 2.1.4 Moldeo de aluminio .......................................................................................................... 19 2.1.5 Moldeo de magnesio......................................................................................................... 19 2.1.6 Moldeo de cobre ............................................................................................................... 20 2.1.7 Moldeo de zinc.................................................................................................................. 21 2.1.8 Moldeo de plomo .............................................................................................................. 22 2.1.9 Moldeo de superaleaciones ............................................................................................... 22

2.2 Confeccin de moldes .............................................................................................................. 22 2.2.1 Confeccin de moldes generales....................................................................................... 22 2.2.2 Creacin rpida de prototipos (RP)................................................................................... 23

2.3 Materias primas y su manipulacin.......................................................................................... 25 2.4 Fusin y tratamiento del metal ................................................................................................. 28

2.4.1 Cubilotes ........................................................................................................................... 29 2.4.1.1 Cubilote con inyeccin de aire fro ............................................................................. 29

2.4.1.1.1 Descripcin ......................................................................................................... 29 2.4.1.1.2 Mantenimiento.................................................................................................... 30 2.4.1.1.3 Ventajas .............................................................................................................. 30 2.4.1.1.4 Desventajas ......................................................................................................... 30

2.4.1.2 Cubilote con inyeccin de aire caliente....................................................................... 30 2.4.1.2.1 Descripcin ......................................................................................................... 30 2.4.1.2.2 Ventajas .............................................................................................................. 32 2.4.1.2.3 Desventajas ......................................................................................................... 32

2.4.1.3 Cubilote de larga campaa .......................................................................................... 32 2.4.1.4 Caractersticas de las emisiones atmosfricas ............................................................. 33

2.4.2 Horno de arco elctrico (EAF).......................................................................................... 34 2.4.2.1 Descripcin ................................................................................................................. 34 2.4.2.2 Fusin y refinado en EAF con revestimiento cido .................................................... 35 2.4.2.3 Fusin y refinado en EAF con revestimiento bsico................................................... 35 2.4.2.4 Caractersticas de las emisiones atmosfricas ............................................................. 36

2.4.3 Hornos de induccin (IF) .................................................................................................. 36 2.4.3.1 Hornos de induccin sin ncleo .................................................................................. 37

2.4.3.1.1 Descripcin ......................................................................................................... 37 2.4.3.1.2 Procedimiento de fusin ..................................................................................... 39 2.4.3.1.3 Ventajas .............................................................................................................. 39 2.4.3.1.4 Desventajas ......................................................................................................... 40

2.4.3.2 Hornos de induccin de canal ..................................................................................... 40 2.4.3.2.1 Descripcin ......................................................................................................... 40 2.4.3.2.2 Ventajas .............................................................................................................. 42 2.4.3.2.3 Desventajas ......................................................................................................... 42

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2.4.3.3 Caractersticas de las emisiones...................................................................................42 2.4.4 Hornos de techo radiante (calentados mediante resistencia) .............................................43 2.4.5 Horno rotatorio..................................................................................................................43

2.4.5.1 Descripcin..................................................................................................................43 2.4.5.2 Procedimiento de fusin ..............................................................................................44 2.4.5.3 Metalurgia....................................................................................................................44 2.4.5.4 Aplicaciones ................................................................................................................45 2.4.5.5 Ventajas .......................................................................................................................45 2.4.5.6 Desventajas..................................................................................................................45

2.4.6 Hornos de solera................................................................................................................45 2.4.7 Hornos de cuba..................................................................................................................46

2.4.7.1 Descripcin..................................................................................................................46 2.4.7.2 Ventajas .......................................................................................................................47 2.4.7.3 Desventajas..................................................................................................................47

2.4.8 Hornos de crisol ................................................................................................................48 2.4.8.1 Descripcin..................................................................................................................48 2.4.8.2 Procedimiento de fusin ..............................................................................................48 2.4.8.3 Ventajas .......................................................................................................................49 2.4.8.4 Desventajas..................................................................................................................49

2.4.9 Convertidor AOD para el refinado de acero......................................................................49 2.4.10 Convertidor VODC para el refinado de acero ...................................................................50 2.4.11 Tratamiento del acero........................................................................................................50 2.4.12 Tratamiento del hierro colado ...........................................................................................51

2.4.12.1 Aleacin.......................................................................................................................51 2.4.12.2 Homogeneizacin ........................................................................................................51 2.4.12.3 Desulfurizacin y recarburacin del hierro fundido en cubilote..................................52 2.4.12.4 Tratamiento de nodularizacin de la colada ................................................................52 2.4.12.5 Inoculacin de la colada ..............................................................................................53

2.4.13 Tratamiento del metal no ferroso ......................................................................................54 2.5 Produccin de moldes y machos...............................................................................................55

2.5.1 Materias primas .................................................................................................................56 2.5.1.1 Materiales refractarios .................................................................................................56

2.5.1.1.1 Arena silcea........................................................................................................56 2.5.1.1.2 Arena de cromita .................................................................................................57 2.5.1.1.3 Arena de zircn ...................................................................................................57 2.5.1.1.4 Arena de olivino ..................................................................................................58

2.5.1.2 Aglomerantes y otros productos qumicos...................................................................58 2.5.1.2.1 Bentonita .............................................................................................................58 2.5.1.2.2 Resinas ................................................................................................................59 2.5.1.2.3 Polvo de carbn...................................................................................................60 2.5.1.2.4 Aglomerantes de cereales....................................................................................60 2.5.1.2.5 xido de hierro....................................................................................................60

2.5.1.3 Escurrido, bebederos, alimentacin y filtrado .............................................................61 2.5.2 Preparacin de la arena (transporte, tamizado, enfriamiento, mezcla) ..............................62

2.5.2.1 Acondicionamiento de la arena para el moldeo en arena verde...................................62 2.5.3 Moldeo en arena natural ....................................................................................................63 2.5.4 Moldeo con arena ligada con arcilla (moldeo en arena verde) ..........................................64 2.5.5 Moldeo con arena suelta (moldeo en vaco) ......................................................................65 2.5.6 Confeccin de moldes y machos con arena qumicamente aglomerada............................66

2.5.6.1 Procesos de endurecimiento en fro .............................................................................67 2.5.6.1.1 cido fenlico catalizado....................................................................................67 2.5.6.1.2 cido furnico catalizado....................................................................................67 2.5.6.1.3 Poliuretano (isocianato fenlico).........................................................................68 2.5.6.1.4 Resol ster (endurecimiento con ster fenlico alcalino) .................................68 2.5.6.1.5 Aceite alqudico, sin estufado .............................................................................69 2.5.6.1.6 Silicato ster ........................................................................................................69 2.5.6.1.7 Cemento ..............................................................................................................69

2.5.6.2 Procesos de endurecimiento por gas ............................................................................69 2.5.6.2.1 Caja fra (uretano fenlico endurecido con aminas)............................................69 2.5.6.2.2 Resol ster (endurecimiento con formiato de metilo fenlico alcalino) ...........70 2.5.6.2.3 Resinas furnicas endurecidas con SO2...............................................................71 2.5.6.2.4 Resinas epoxi-acrlicas endurecidas con SO2 (curado por radicales libres) ........71 2.5.6.2.5 Silicato de sodio endurecido con CO2 (vidrio soluble) .......................................72

KV/EIPPCB/SF_BREF_FINAL Julio de 2004 xxi

2.5.6.2.6 Resinas fenlicas alcalinas endurecidas con CO2 ............................................... 72 2.5.6.3 Procesos de endurecimiento en caliente ...................................................................... 72

2.5.6.3.1 Resinas fenlicas y/o furnicas en la tcnica de caja caliente............................. 72 2.5.6.3.2 Caja tibia............................................................................................................. 73 2.5.6.3.3 Croning (cscara)................................................................................................ 73 2.5.6.3.4 Aceite de linaza................................................................................................... 74 2.5.6.3.5 Aceite alqudico, estufado................................................................................... 75

2.5.6.4 Revestimiento de moldes y machos de arena qumicamente aglomerada ................... 75 2.5.6.4.1 Composicin de los revestimientos .................................................................... 75 2.5.6.4.2 Proceso de revestimiento .................................................................................... 75

2.5.7 Moldeo en moldes desechables......................................................................................... 76 2.5.7.1 Arena suelta proceso de la espuma perdida.............................................................. 77 2.5.7.2 Arena qumicamente aglomerada moldes completos ............................................... 78

2.5.8 Preparacin de moldes permanentes (de metal)................................................................ 79 2.5.9 Moldeo de cera perdida y cscara cermica...................................................................... 79

2.6 Moldeado ................................................................................................................................. 81 2.6.1 Moldeo en moldes perdidos .............................................................................................. 81

2.6.1.1 Vaciado ....................................................................................................................... 81 2.6.1.2 Solidificacin (primer enfriamiento)........................................................................... 83 2.6.1.3 Sacudida ...................................................................................................................... 84 2.6.1.4 Enfriamiento del moldeo (segundo enfriamiento)....................................................... 84

2.6.2 Moldeo en moldes permanentes........................................................................................ 84 2.6.2.1 Moldeo a baja presin y por gravedad ........................................................................ 84 2.6.2.2 Moldeo a alta presin .................................................................................................. 86 2.6.2.3 Moldeo por centrifugacin .......................................................................................... 88 2.6.2.4 Moldeo continuo ......................................................................................................... 89

2.7 Acabado y operaciones posmoldeo .......................................................................................... 89 2.7.1 Extraccin del sistema de alimentacin ............................................................................ 90 2.7.2 Extraccin de la arena....................................................................................................... 90 2.7.3 Eliminacin de rebabas ..................................................................................................... 91

2.8 Tratamiento trmico ................................................................................................................. 92 2.8.1 Introduccin...................................................................................................................... 92 2.8.2 Hornos de tratamiento trmico.......................................................................................... 93

2.8.2.1 Hornos de cmara........................................................................................................ 93 2.8.2.2 Hornos de cuba............................................................................................................ 93 2.8.2.3 Hornos de recocido ..................................................................................................... 93

2.8.3 Temple .............................................................................................................................. 93 2.8.4 Tratamiento trmico del hierro dctil (hierro SG) ............................................................ 94

2.8.4.1 Atenuacin de la tensin ............................................................................................. 94 2.8.4.2 Eliminacin de carburos.............................................................................................. 94 2.8.4.3 Recocido para la produccin de matrices ferrticas..................................................... 94 2.8.4.4 Normalizacin para la produccin de matrices perlticas............................................ 95 2.8.4.5 Produccin de estructuras endurecidas y templadas.................................................... 95 2.8.4.6 Hierro dctil austemplado (ADI) ................................................................................ 95

2.8.5 Tratamiento trmico del acero .......................................................................................... 96 2.8.6 Tratamiento trmico del aluminio..................................................................................... 96

2.8.6.1 Atenuacin de la tensin y recocido............................................................................ 97 2.8.6.2 Tratamiento de solucin y enfriamiento...................................................................... 97 2.8.6.3 Tratamiento de precipitacin....................................................................................... 97 2.8.6.4 Envejecimiento artificial ............................................................................................. 97

2.9 Control de calidad .................................................................................................................... 97 3 NIVELES ACTUALES DE EMISIN Y CONSUMO DE LAS FUNDICIONES .................... 99

3.1 Visin general del flujo de materia .......................................................................................... 99 3.1.1 Introduccin...................................................................................................................... 99

3.2 Fusin y tratamiento trmico de metales ferrosos.................................................................... 99 3.2.1 Caractersticas de los hornos de fusin utilizados para el acero y el hierro colado........... 99 3.2.2 Cubilotes ......................................................................................................................... 101

3.2.2.1 Consumo de coque y energa .................................................................................... 101 3.2.2.2 Materia particulada.................................................................................................... 101 3.2.2.3 Gases residuales ........................................................................................................ 102 3.2.2.4 Escoria generada por los cubilotes ............................................................................ 104 3.2.2.5 Residuos de refractario.............................................................................................. 104

xxii Julio de 2004 KV/EIPPCB/SF_BREF_FINAL

3.2.3 Hornos de arco elctrico..................................................................................................105 3.2.3.1 Entrada.......................................................................................................................105 3.2.3.2 Materia particulada ....................................................................................................105 3.2.3.3 Humos visibles ..........................................................................................................106 3.2.3.4 Gases residuales.........................................................................................................106 3.2.3.5 Escoria .......................................................................................................................107

3.2.4 Hornos de induccin........................................................................................................107 3.2.4.1 Hornos de induccin sin ncleo.................................................................................107

3.2.4.1.1 Energa de entrada.............................................................................................107 3.2.4.1.2 Materia particulada............................................................................................108 3.2.4.1.3 Gases residuales ................................................................................................109 3.2.4.1.4 Escoria...............................................................................................................109

3.2.4.2 Hornos de induccin de canal ....................................................................................110 3.2.5 Hornos rotatorios.............................................................................................................110

3.2.5.1 Entrada.......................................................................................................................111 3.2.5.2 Materia particulada ....................................................................................................111 3.2.5.3 Gases residuales.........................................................................................................111

3.2.6 Convertidor AOD............................................................................................................113 3.2.6.1 Entrada.......................................................................................................................113 3.2.6.2 Salida .........................................................................................................................113 3.2.6.3 Gases residuales.........................................................................................................113 3.2.6.4 Escoria .......................................................................................................................114

3.2.7 Convertidor VODC .........................................................................................................114 3.2.8 Refinado y tratamiento del acero.....................................................................................114 3.2.9 Tratamiento del hierro colado .........................................................................................114

3.2.9.1 Nodularizacin...........................................................................................................114 3.3 Fusin y tratamiento del aluminio ..........................................................................................115

3.3.1 Anlisis de los hornos de fusin de aluminio ..................................................................115 3.3.2 Hornos de cuba................................................................................................................117 3.3.3 Hornos de fusin .............................................................................................................118 3.3.4 Hornos de techo radiante (calentados mediante resistencia) ...........................................118 3.3.5 Hornos de solera..............................................................................................................118 3.3.6 Hornos de crisol (calentados por combustible y resistencia)...........................................119 3.3.7 Tratamiento del aluminio fundido ...................................................................................119

3.4 Fusin y moldeo de magnesio y aleaciones de magnesio .......................................................120 3.4.1 Proteccin de la colada de magnesio...............................................................................120 3.4.2 Tratamiento de la colada de magnesio ............................................................................121 3.4.3 Chatarra de magnesio ......................................................................................................121

3.5 Fusin y moldeo de cobre y aleaciones de cobre....................................................................122 3.5.1 Proceso de moldeo y fusin.............................................................................................122 3.5.2 Tratamiento de la colada de cobre y de aleacin de cobre ..............................................123

3.6 Fusin y moldeo de zinc y aleaciones de zinc ........................................................................123 3.7 Fusin y moldeo de plomo .....................................................................................................124 3.8 Limpiado de gases residuales .................................................................................................124

3.8.1 Sistemas de limpiado.......................................................................................................124 3.8.2 Dioxinas ..........................................................................................................................124

3.9 Produccin de moldes y machos.............................................................................................127 3.9.1 Introduccin ....................................................................................................................127 3.9.2 Moldeo con arena ligada con arcilla (moldeo en arena verde) ........................................129 3.9.3 Moldeo con arena suelta (moldeo en vaco) ....................................................................130 3.9.4 Confeccin de moldes y machos con arena qumicamente aglomerada..........................130

3.9.4.1 Niveles de consumo de sustancias qumicas..............................................................130 3.9.4.2 Factores de emisin .......................................