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IMPACTOS AMBIENTALES Y MEDIDAS DE
PROTECCIÓN
Las
fábricas de la industria del cemento, cal y yeso generan productos en
forma de polvo que con la adición de agua son modelables y, tras un tiempo de reacción dado, endurecen. Para la obtención de
los productos son necesarias las siguientes etapas de fabricación:
Preparación: transporte, trituración,
dosificación de materiales suplementarios, almacenamiento,
preparación de las materias primas;
Cocción;
Almacenamiento y trituración de los productos calcinados;
Aportación de aditivos como yeso al cemento o agua a la cal;
Embalaje y envío.
En
la industria del cemento la
materia prima se tritura al
tiempo que se seca, en el método a contracorriente se precalienta en un
llamado intercambiador térmico por medio de los gases calientes que
salen del horno y se cuece
normalmente en un horno tubular
giratorio a la temperatura de aglomeración requerida de unos
1.400º C.
En
la industria de la cal, para la cocción de la piedra caliza se utilizan
hornos de cuba y giratorios. La temperatura de cocción es de 850 –
1.000º C. Las capacidades
de las instalaciones de hornos para cal son menores que las de la industria del
cemento, superando pocas veces las 1.000 t/día. En algunos países
se encuentran frecuentemente pequeños
fabricantes que producen cal con hornos de cuba sencillos de pocas
toneladas de rendimiento.
El
yeso se deshidrata parcialmente a temperaturas que van desde 200°C
hasta un máximo de 300 ºC, transformándose de di-hidrato en
el llamado semi-hidrato. Para la cocción
se utilizan hornos giratorios de flujo continuo, molinos de calcinación
o calcinadores y digestores. Las capacidades
de las fábricas de yeso modernas oscilan entre 100 y 500 t/día. A
veces las instalaciones son de capacidad relativamente pequeña.
Durante
la extracción y
trituración de las materias primas del cemento, cal y yeso,
realizadas normalmente en canteras, no se produce, en general,
contaminación atmosférica grave. La principal
contaminación es la degradación paisajística. Para el
posterior acondicionamiento ambiental
de una cantera se recomienda hacer la provisión
de fondos ya durante la explotación.
Las
materias primas del cemento se
suelen secar al mismo tiempo de
su preparación y molienda, por lo que la humedad presente se desprende
en forma de vapor de agua
inocuo. Durante la cocción de las materias primas, u obtención
del cemento, tiene lugar, por desprendimiento del dióxido de carbono (CO2) contenido en la piedra
caliza, la transformación de carbonato cálcico en óxido
cálcico. Así pues, las emisiones gaseosas de la cocción
están formadas por el CO2 de la des carbonatación, los
gases de escape de los combustibles
y también vapor de agua en
pequeña cantidad. En el
gas desprendido pueden aparecer también compuestos de azufre (generalmente en forma de SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx).
Las emisiones de vapor y de cloro y flúor gaseosos se evitan en el proceso normal por
adsorción de los contaminantes en el producto combustible.
Las
emisiones de vapor de agua y de CO2
son inherentes al proceso,
mientras que la aparición de compuestos
de azufre puede reducirse
drásticamente con el uso de materias primas y combustibles
adecuados y el control del proceso de combustión. Hasta ciertos
límites los componentes
sulfurados son fijados
por el cemento durante la cocción.
Únicamente
bajo condiciones operativas
extraordinarias, por ejemplo, con exceso de azufre en la materia prima y
en el combustible, o con cocción reductora, puede producirse
aisladamente durante corto tiempo la emisión
de cantidades de SO2 dignas de mención.
La
temperatura de llama en la
fabricación de cemento puede alcanzar hasta 1.800º C, con lo que se
forman más óxidos de
nitrógeno, por oxidación del nitrógeno
atmosférico, que en la cocción de cal.
En
la industria del cemento o la
cal se utilizan a menudo, como materiales
combustibles complementarios, aceites, disolventes, residuos de pintura,
neumáticos viejos u otros residuos combustibles. Estos productos de
desecho suelen contener contaminantes,
pero normalmente éstos son fijados
y no pasan al gas de escape. De
utilizarse tales combustibles, hay que comprobar la marcha del proceso mediante
controles de seguridad especiales,
a fin de evitar una emisión de contaminantes adicionales.
En
la cocción de cal,
efectuada en instalaciones considerablemente más pequeñas que la
fabricación del cemento, se emite también CO2 con el
gas de combustión. Sin embargo, la cantidad de gas de escape es mucho menor que en las fábricas de cemento, dado el
tamaño de la instalación y las temperaturas de cocción
mucho más bajas requeridas por el proceso.
Al
apagar la cal, el carbonato
cálcico se transforma en hidróxido cálcico por
adición de agua. Parte del agua añadida se evacúa de nuevo
en forma de vapor de agua, ya
que el proceso es exotérmico. Pero este vapor de agua es inocuo.
Durante
la cocción del yeso,
pasan a la atmósfera vapor de agua y pequeñas cantidades de gas
de combustión. Dado que las temperaturas
de cocción no son muy
altas y los flujos de masa
son generalmente muy pequeños,
también estas instalaciones de cocción producen una
contaminación ambiental escasa.
Durante
la obtención y
elaboración de cemento, cal y yeso, el proceso produce polvo en diferentes fases de trabajo. En el cemento este polvo es una mezcla de
piedra caliza, óxido cálcico, minerales del cemento y a veces
también cemento totalmente cocido, mientras que en el yeso es anhidrita y, sobre todo,
sulfato cálcico. A excepción del polvo de OCa puro, que aparece en la cocción de la cal, el
polvo no es peligroso, pero sí muy molesto. En los distintos grupos de
producción y dispositivos de transporte de una fábrica de cemento hay que aspirar y despolvar de 6 a 12 m³ de aire y gas de escape por kg
de material. Entre las mayores fuentes de contaminación
están:
Molienda
y mezclado de la materia prima,
Cocción
del cemento,
Molienda
del cemento
Apagado
de la cal.
Es
imprescindible el uso adecuado de instalaciones
de aspiración y grupos separadores de polvo eficaces, como
precipitadores electrostáticos, filtros textiles, filtros de gravilla y,
frecuentemente combinados con estos últimos, ciclones, pues en otro caso
no está garantizada una gestión
apropiada de la fábrica y los costos por desgaste de las
máquinas ascienden drásticamente, al tiempo que el alto
porcentaje de polvo afecta a los puestos de trabajo y supone también una
pérdida de producción.
La
mayor parte del polvo separado se reconduce al proceso, siempre y
cuando no se esperen acumulaciones de componentes de metales pesados, como
talio, en el gas de escape. Sólo bajo condiciones desfavorables de materia prima y de combustible puede
ser necesario separar y desechar parte
del polvo, a causa de una alta concentración de componentes
perjudiciales en el producto, como los cloruros alcalinos. En algunos casos aislados este polvo
puede ser aprovechado en otros
sectores industriales. Si el polvo se deposita,
dado que algunos de sus componentes son solubles, deben observarse las
exigencias de la protección de
aguas subterráneas en base a la solubilidad de los distintos
componentes.
En
la fabricación de cal, la
acumulación de polvo es menor,
pues sólo en el apagado, embalaje y carga de la cal hay que trabajar con
un producto en polvo. En la industria
del yeso y de la anhidrita la acumulación
de polvo es también escasa.
Filtros
de alta calidad (precipitadores electrostáticos o filtros textiles)
permiten actualmente en la industria del cemento, cal y yeso obtener aire de
escape con un contenido de polvo
inferior a 25 mg/Nm³. Las autoridades europeas discuten actualmente
valores inferiores a 25 mg/Nm³ para instalaciones nuevas. Por el
contrario, los Lineamientos Técnicos Aire alemanes siguen prescribiendo
50 mg/Nm³.
Las
fábricas de cemento ocasionan un impacto sonoro mucho mayor que las de
cal y yeso. Pero también estas últimas tienen sectores de
producción cuyos niveles de
ruido son considerables.
En
la extracción de materias primas
pueden producirse durante corto tiempo molestias de ruido a causa de explosiones y las consiguientes
sacudidas. Pero con procedimientos de
detonación adecuados se pueden reducir en gran medida estas
emisiones de ruido.
Durante
la preparación surgen ruidos molestos producidos, por
ejemplo, por quebrantadoras de impacto y molinos para el desmenuzamiento de
materiales duros. Estas instalaciones
de trituración y las asociadas de preparación se pueden encapsular para que el medio ambiente
quede protegido de impactos sonoros graves. La mayor parte de molinos de
materias primas y de cemento producen un ruido tan intenso que han de
instalarse en locales insonorizados
separados, donde no haya puestos de trabajo permanentes.
Las
instalaciones de cocción
necesitan numerosos ventiladores
de gran tamaño que originan ruidos muy penetrantes, por lo que
también aquí hay que tomar medidas contra el ruido, por ejemplo,
en forma de encapsulaciones.
Para
evitar molestias, las plantas de
la industria de cal y de yeso y, sobre todo, del cemento deben estar
construidas como mínimo a una distancia
de 500 m de las zonas urbanizadas. La inmisión en urbanizaciones
próximas no debe sobrepasar 50 hasta 60 dB(A) de día y 35 - 45
dB(A) de noche.
En
el sector minero de la industria de cemento, cal y yeso, el agua residual puede contener materias
sedimentables. Para no superar los valores establecidos por la normativa
vigente, es preciso pasar el agua surgida en la mina a través de tanques de reposo, y el agua utilizada
para lavar la piedra caliza siempre a través de tanques de sedimentación. El agua superficial que surge en el entorno de las minas debe ser
descargada aparte.
Las
fábricas de cemento y de cal
son a veces grandes consumidores de
agua, pero el proceso tecnológico no produce contaminación del agua. En las fábricas de cemento se
necesitan unos 0,6 m³ de agua por tonelada de cemento para la refrigeración de las máquinas.
La mayor parte de esta agua se encuentra en circulación, por lo que sólo hay que reponer las
pérdidas. En las instalaciones que trabajan con el método seco
también se consume agua para la refrigeración
de los gases de escape de los hornos, pudiéndose calcular un
consumo neto aproximado de 0,4 a 0,6m³ de agua por tonelada de cemento. En
las instalaciones que trabajan con el método
húmedo se necesita aproximadamente otro m³ por tonelada de
cemento para la molienda del lodo.
Esta agua se desprende de nuevo por evaporación.
En
la industria de la cal se
necesita agua para el apagado de
la cal cocida (aprox. 0,33 m³/t de cal). Algunas fábricas de cal
consumen, sobre todo cuando se exigen calidades de gran pureza, otro m³
aprox. de agua por tonelada de cal para el lavado de la piedra caliza bruta. Dependiendo del consumo, esta
agua de lavado se pasa a tanques de
sedimentación o a piscinas de clarificación, donde las
partes finas se depositan y el agua residual se evapora o se reutiliza.
La
industria del yeso necesita relativamente poca agua, pues al transcurrir
los procesos a temperaturas bajas, no hace falta energía de
refrigeración. En la fabricación
de placas de escayola, al yeso bruto se añade agua, que permanece
en el producto para el fraguado del yeso (transformación del semihidrato
en dihidrato).
Se
puede conseguir una reducción del consumo de agua aumentando la proporción de agua en
circulación o manteniendo las pérdidas de agua al mínimo
posible.
En
regiones secas el consumo de agua de refrigeración
puede reducirse mediante la instalación de precipitadores electrostáticos especiales, con capacidad de
funcionamiento a las altas temperaturas del gas de escape. El agua sanitaria
acumulada requiere conducción y gestión especiales.
En
las inmediaciones de las
fábricas de cemento, cal y yeso, si el mantenimiento de las instalaciones de separación de polvo
es insuficiente, los suelos
pueden deteriorarse por el polvo que reciben.
Cierto
es que en la fabricación del
cemento se pueden introducir en el proceso elementos traza con efectos potencialmente negativos sobre el
medio ambiente, a través de componentes de materia prima especiales,
como mineral de hierro, o actualmente también a través de materiales de desecho combustibles,
cada vez más utilizados. No obstante, estos contaminantes son absorbidos casi totalmente en estado
fundido por el cemento, formando enlaces
químicos y contrarrestando así su efecto contaminante. Para evitar desde el principio posibles perjuicios con el uso como combustible
de componentes de materias primas especiales o de productos de desecho de otras
industrias, es preciso efectuar análisis
de los elementos traza de relevancia ambiental como plomo (Pb), cadmio (Cd),
teluro (Tl), mercurio (Hg), cinc (Zn), que se depositan en el polvo de filtros.
Llegado el caso, debe impedirse
la acumulación de
contaminantes en el proceso con medidas técnicas adecuadas, por ejemplo,
la separación del polvo.
En
las fábricas de cemento, cal y yeso están en funcionamiento
numerosas máquinas que, incluso con el estado actual de la
técnica, producen niveles de
ruido de 90 dB(A). Generalmente se puede conseguir disminuir el ruido
por medio de dispositivos estáticos. Los puestos de trabajo permanentes dentro de las instalaciones, por
ejemplo, los puestos de mando, deben tener insonorización. Si a pesar de ello se producen niveles
continuos de 85 dB(A), debe disponerse de protector de oídos, cuyo uso es imprescindible a partir de
un nivel de ruido de 90 dB(A) para evitar lesiones auditivas. También
durante estancias cortas en zonas de proceso con ruido intenso está
prescrita una protección de los oídos.
En
casos excepcionales, por
ejemplo, durante reparaciones o eliminación de averías,
el personal puede estar expuesto durante mucho tiempo a altas temperaturas y a
una gran carga de ruido y polvo. Para estas aplicaciones han de estar previstos
equipos y vestimenta de
protección adecuados. Además, debe limitarse y vigilarse
el trabajo en la zona peligrosa.
Las
fábricas de cemento, cal y yeso necesitan materias primas que se encuentran a flor de tierra, por lo que al extraerlas no se pueden evitar interferencias en el paisaje circundante.
En
la elección del emplazamiento
de las fábricas de cemento, cal y yeso deben tenerse en cuenta
también los aspectos ambientales. Si se trata de emplazamientos en zonas aprovechadas hasta entonces para la agricultura, han de
considerarse posibles fuentes de
ingresos alternativas, sobre todo para las mujeres afectadas.
Además del debido cumplimiento de las normas sobre gas de escape, polvo, ruido y agua, hay que verificar
las condiciones del terreno, la
integración en el paisaje
y la infraestructura del
emplazamiento.
La
infraestructura comprende, por ejemplo, suministro y posibilidades de vivienda
para el personal, sistemas y volumen de tráfico,
industrialización existente y planificada de la zona. Dado que el impacto ambiental no se limita al
área de la fábrica, los grupos
de población afectados, y sobre todo mujeres y niños,
deben tener derecho a atención
médica.
En
la producción de cemento
se necesita alrededor de 1,6 t de materia prima por cada tonelada de cemento,
además de yeso, consumiéndose en total 1,65 t aprox. de materia
prima. En la producción de cal
el consumo de materia prima, con cerca de 1,8 t por tonelada de producto final,
es aproximadamente un 10 % mayor que en la fabricación de cemento. En el
consumo calculado de materia prima no se ha tenido en cuenta el escombro, que
varía mucho de un yacimiento a otro.
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